Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - ThS. Ninh Thị Thảo - Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng

Là các tế bào có khả năng phân chia liên tục trong nuôi cấy và phát triển thành các tế bào chuyên hoá. 3.2.2 ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CỦA TẾ BÀO GỐC[r]

CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

(SH3014)

Giảng viên:

CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ ỨNG DỤNG CỦA CNSH ĐỘNG VẬT,

NGƯỜI VÀ Y SINH (8 TIẾT)

thể đơn dòng

3.7 Công nghệ hỗ trợ sinh sản

3.1 KỸ THUẬT NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

(kiến thức cần nhớ)

3

BM CNSH TV – Khoa CNSH

Đặc điểm của tế bào động vật

•

10-100 microns

Có hình cầu trong dung dịch Không có thành tế bào

Màng plasma mỏng, dễ vỡ và

dễ bị biến đổi

Bề mặt tích điện âmSinh trưởng trên bề mặt tích điện dương ví dụ: Collagen

3.1 KỸ THUẬT NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

(kiến thức cần nhớ)

•

Chu kỳ tế bào

G1 Phase:

·Tế bào bước vào pha tổng hợp hoặc

·Thoát khỏi chu kỳ tế bào để tiến hành phân hoá (reversible or irreversible)

·Các tế bào rất nhạy cảm để tác động điều khiển ở thời điểm này

S Phase: Tổng hợp DNA

G2 Phase: Tế bào chuẩn bị cho nguyên phân Mitosis

3.1 KỸ THUẬT NUÔI CẤY TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

5

BM CNSH TV – Khoa CNSH

3.1.1 KHÁI NIỆM

Là nuôi cấy mô, tế bào tách rời khỏi cơ thể nếu được đặt trong môi trường đảm bảo dinh dưỡng và nhiệt độ thích hợp thì tế bào sẽ sống và tiếp tục phân chia

Quá trình có thể diễn ra liên tục nếu sau từng thời gian nhất định tiến hành rửa và bổ sung dung dịch nuôi cấy mới Các mô, tế bào động vật hay sử dụng trong nuôi cấy: phôi người, phôi gà, thận khỉ, phôi lợn, màng ối người…

3.1.2 PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY

• NUÔI CẤY CƠ QUAN

• NUÔI CẤY MÔ

• NUÔI CẤY TẾ BÀO

3.1 PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO

ĐỘNG VẬT

Nuôi cấy cơ quan (Organ Culture): là quá trình nuôi cấy toàn bộ phôi,

cơ quan hoặc mô được cắt ra khỏi cơ thể bằng giải phẫu mẫu sống (vivisection) hoặc ngay sau khi não dừng hoạt động

Đặc điểm:

Kiến trúc và các chức năng sinh lý bình thường được duy trì.

Các tế bào vẫn ở trạng thái phân hóa (fully differentiated).

Tốc độ sinh trưởng chậm.

Cần mẫu tươi cho mỗi lần thí nghiệm.

Hạn chế khi nuôi cấy trên quy mô lớn.

Nuôi cấy mô (Tissue Culture): Nuôi cấy những mẩu cắt ra từ các mô cắt

rời

Đặc điểm:

Một số chức năng bình thường có thể vẫn được duy trì.

Tổ chức ban đầu của mô bị phá huỷ.

Có thể ứng dụng cho nuôi cấy quy mô lớn

3.1 PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ

TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

BM CNSH TV – Khoa CNSH

Nuôi cấy tế bào (Cell Culture): Mô hoặc một phần của mẫu

được làm tan rã ra, chủ yếu là bằng xử lý enzyme, thành

dịch huyền phù tế bào Nguồn nguyên liệu này được sử dụng

Đặc điểm:

Phát triển dòng tế bào qua một số thế hệ

Có thể nuôi cấy trên qui mô lớn

Các tế bào có thể bị mất đi một số đặc tính phân hoá

NUÔI CẤY ĐƠN LỚP

Ưu điểm:

Dễ dàng thay đổi môi trường và rửa tế bào trước khi bổ sung môi trường mới

Các tế bào liên kết nhau thể hiện dễ dàng hơn

Linh hoạt (Flexible) và có thể sử dụng đối vơi tất cả các loại tế bào

Nhược điểm:

Khó triển khai trên qui mô lớn

Cần nhiều không gian hơn so với nuôi cấy huyền phù

Khó định lượng các thông số cho mẫu để điều khiển sự sinh trưởng tế bào

Việc đo Oxygen và pH gặp khó khăn

Nuôi cấy các tế bào phát triển theo kiêu liên kết bám

dính (Anchorage Dependent Cultures)

9

BM CNSH TV – Khoa CNSH

Đặc điểm:

- Sự nhân lên của các tế bào liên kết bám dính chỉ có thể xảy

ra khi tạo được bề mặt nuôi cấy phù hợp

- Quá trình liên kết của các tế bào liên quan một loạt các bước:

• Sự bám của các yếu tố dinh kết với bề mặt nuôi cấy (Cold insoluble

globulin or other attachment glycoproteins)

• Sự liên kết giữa tế bào với bề mặt nuôi cấy

• Sự dính kết các tế bào với bề mặt được bao phủ (các chất heparan

sulfate đa dạng được tổng hợp bởi tế bào )

• Sự phát triển lan rộng của các tế bào đã liên kết

- Bề mặt nuôi cấy phải có tính hút nước và được tích điện tối

ưu trước khi qúa trình dính kết xảy ra

NUÔI CẤY HUYỀN PHÙ TẾ BÀO

Đặc điểm:

Có khả năng sinh trưởng và phân hoá mà không cần quá trình gắn kết các tế bào với nhau.

Có thể sử dụng các thiết bị nuôi cấy trên qui mô lớn Spinner Flasks, Stirred-Tank Bioreactors, Air lift Bioreactors

Phương pháp nuôi cấy

11

BM CNSH TV – Khoa CNSH

Một số khái niệm dòng tế bào

quần thể tế bào giống hệt nhau bắt nguồn từ một tế bào ban đầu

bào nuôi cấy trong điều kiện in vitro qua nhiều thế hệ và có khả năng duy trì khả năng phân bào trong thời gian rất dài hoặc vĩnh viễn mà không thay đổi đặc tính

Sự sinh trưởng của tế bào nuôi cấy

13

BM CNSH TV – Khoa CNSH

Một số dụng cụ sử dụng trong nuôi cấy tế bào động vật

MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY

15

BM CNSH TV – Khoa CNSH

Thành phần : các muối vô cơ,

dinh dưỡng, các chất đệm

(phenol red).

Các muôí vô cơ (Na, K, Ca, Mg,

Cl, P), vi lượng (iron, zinc,

selenium), Đường (glucose là

phổ biên nhât), Axit amin, vitamin

Huyết thanh

Kháng sinh

pH

Hầu hết tế bào sinh trưởng tốt ở

pH 7.4 Một số fibroblasts cần pH 7.4-7.7

Các tế bào biến nạp pH 7.0-7.4 Các tế bào Epidermal đôi khi cần

pH 5.5

Sử dụng chỉ thị Phenol Red

– Có mầu tím ở pH 7.8 – Mầu hồng ở pH 7.6 – Mầu đỏ ở pH 7.4 – Da cam ở pH 7.0 – Vàng ở pH 6.5

Ví dụ về

nuôi cấy

mô não

chuột

ỨNG DỤNG CỦA NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

17

BM CNSH TV – Khoa CNSH

• Mô hình thử nghiệm và chẩn đoán bệnh

• Sản xuất các hợp chất sinh học

+ Vacxin virus + Hoạt chất sinh học + Interferon

+ Kháng thể đơn dòng

• Tạo các nguyên liệu cấy ghép

• Tạo cơ quan từ tế bào động vật nuôi cấy

• Sản xuất các virus diệt côn trùng

+Bacolovirus

3.2 CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC

3.2.1 KHÁI NIỆM

Là các tế bào có khả năng phân chia liên tục trong nuôi cấy và phát triển thành các tế bào chuyên hoá.

3.2.2 ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA TẾ BÀO GỐC

– có khả năng tự tái tạo mới

– có thể biệt hoá thành những tế bào và tổ chức chuyên biệt đảm nhiệm những chức năng đặc biệt

– có thể phân lập và duy trì được ở trạng thái chưa bịêt hoá

– có thể tăng sinh và biệt hoá khi được chuyển vào động vật có hệ thống miễn dịch đã bị tổn thương

PHÂN LOẠI TẾ BÀO GỐC (Theo tiềm năng biệt hóa)

19

BM CNSH TV – Khoa CNSH

•

2

các TB phôi ở giai đoạn tiếp sau giai đoạn nêu trên (nút phôi và dưỡng phôi) Phân hóa thành các TB vài tiềm năng

3

TB có khả năng phân hóa thành một loại hay một họ các

TB chuyên hóa xác định

TB đa tiềm năng

TB toàn năng

TB vài tiềm năng

(TB mầm)

1

Tế bào hợp tử và

các tế bào phôi ở

giai đoạn 4-8 tế

bào

Có thể phát triển

thành cơ thể hoàn

chỉnh

Day 1

Fertilized egg

Day 3-4 Multi-cell embryo

Day 5-6 Day 11-14