Gewebekultur: Techniken, Anwendungen und Zellverhalten

Gewebekultur ist der Prozess der Vermehrung von Gewebe aus menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Zellen in einem Kulturmedium. Die Gewebekulturtechnik ist bisher der bequemste Weg, um Zellverhalten zu untersuchen. Ein kleines Fragment von Gewebe (eine Zelle, eine Population von Zellen oder ein Teil oder ein komplettes Organ) wird in einem komplexen biologischen (Gewebeextrakt) oder synthetischen Nährmedium mit geeigneter Temperatur und pH-Wert für die sich entwickelnden Zellen aufrechterhalten. Der Prozess hat mehrere Anwendungen bei der Visualisierung normaler und abnormer Zellstruktur, genetischer und biochemischer Reaktionen, Alterungs- und Heilungsprozessen, Stoffwechsel und Strahlenbiologie.

Geschichte

Gewebekultur ist eine recht neue Entwicklung in der modernen Wissenschaft. Es war erst 1907, als der amerikanische Zoologe Dr. Ross G. Harrison ein völlig neues Konzept der Entwicklung von Zellen oder Geweben höherer Pflanzen und Tiere in einer menschlich geschaffenen Umgebung vorstellte. Er verwendete eine Froschnervenzelle in seiner Demonstration. Danach führten andere eine Reihe von Experimenten zum Anbau von Tierzellen in speziellen Präparaten durch, die Blutplasma, Blutserum, Gewebeextrakte und Lymphe verwendeten.

Kulturmedium

Eine winzige Gewebeprobe wird in einem Kulturmedium angebaut, in dem Zellen an einem festen Substrat wie Glas oder Kunststofffolie haften. Das Kulturmedium kann biologischer oder synthetischer Ursprung sein oder eine Mischung aus beiden. Das Kulturmedium sollte auch reich an Nährstoffen für die zu inkubierenden Zellen sein. Zellen in Gewebekultur werden in einer Atmosphäre von 15 bis 20 Prozent Kohlendioxid kultiviert, da das Kulturmedium durch Natriumcarbonat oder Kohlensäure gepuffert wird, um seinen pH-Wert in einem ausgewogenen Zustand zu halten. Sterilität muss ebenfalls aufrechterhalten werden, um Pilz- und Virusinfektionen zu verhindern.

Beobachtung

Kultivierte Zellen können mit Elektronenmikroskopen betrachtet werden. Sie können auch fotografiert werden. Nach Experimenten werden Zellen entweder zerstört oder in flüssigem Stickstoff für den zukünftigen Gebrauch konserviert.

Anwendungen

Gewebekulturen sind von immenser Bedeutung in den biologischen und medizinischen Wissenschaften. In der Pflanzenwissenschaft ermöglicht Gewebekultur die Kontrolle über die wünschenswerten Eigenschaften von Pflanzen wie Pollen, um neue Sorten von Pflanzen und Protoplastenkulturen zu erzeugen, die den Prozess der Erzeugung von Hybridpflanzen beschleunigen. In der medizinischen Wissenschaft wird Gewebekultur verwendet, um zwischen normalen und abnormen Zellen wie Krebszellen zu unterscheiden. Kürzlich hat die Gewebekulturtechnik Anwendungen bei der Identifizierung von Infektionen, der Klassifizierung von Hirntumoren und der Arzneimitteltestung gefunden.