تأثير تغير درجة الحرارة على زراعة الخلايا
درجة الحرارة هي عامل مهم في زراعة الخلايا لأنها تؤثر على إمكانية تكرار النتائج. التغيرات في درجة الحرارة أعلى أو أقل من 37 درجة مئوية لها تأثير كبير جدًا على حركية نمو خلايا الثدييات، على غرار الخلايا البكتيرية. يمكن اكتشاف التغيرات في التعبير الجيني والتعديلات في البنية الخلوية وتقدم دورة الخلية واستقرار mRNA في خلايا الثدييات بعد ساعة واحدة عند 32 درجة مئوية. بالإضافة إلى التأثير المباشر على نمو الخلايا، تؤثر التغيرات في درجة الحرارة أيضًا على درجة حموضة الوسائط، حيث أن ذوبان ثاني أكسيد الكربون يغير درجة الحموضة (تزداد درجة الحموضة في درجات الحرارة المنخفضة). يمكن لخلايا الثدييات المزروعة تحمل انخفاضات كبيرة في درجات الحرارة. يمكن تخزينها عند 4 درجات مئوية لعدة أيام ويمكنها تحمل التجمد إلى -196 درجة مئوية (باستخدام الظروف المناسبة). ومع ذلك، لا يمكنها تحمل درجات حرارة أعلى من حوالي 2 درجة مئوية فوق المعدل الطبيعي لأكثر من بضع ساعات وستموت بسرعة عند 40 درجة مئوية وما فوق. ولضمان أقصى قدر من إمكانية إعادة إنتاج النتائج، حتى لو نجت الخلايا، يجب الحرص على الحفاظ على درجة الحرارة ثابتة قدر الإمكان أثناء حضانة الخلايا والتعامل معها خارج الحاضنة.
أسباب اختلاف درجات الحرارة داخل الحاضنة
ستلاحظ أنه عند فتح باب الحاضنة، تنخفض درجة الحرارة بسرعة إلى القيمة المحددة وهي 37 درجة مئوية. بشكل عام، تعود درجة الحرارة إلى طبيعتها خلال دقائق معدودة بعد إغلاق الباب. في الواقع، تحتاج المزارع الخلوية الثابتة إلى وقت لاستعادة درجة الحرارة المحددة داخل الحاضنة. هناك عدة عوامل تؤثر على الوقت الذي تستغرقه مزرعة الخلايا لاستعادة درجة حرارتها بعد المعالجة خارج الحاضنة.وتشمل هذه العوامل:
- ▶مدة بقاء الخلايا خارج الحاضنة
- ▶نوع القارورة التي تنمو فيها الخلايا (الهندسة تؤثر على انتقال الحرارة)
- ▶عدد الحاويات في الحاضنة .
- ▶يؤثر التلامس المباشر للقوارير مع الرف الفولاذي على تبادل الحرارة وسرعة الوصول إلى درجة الحرارة المثالية، لذا من الأفضل تجنب تكديس القوارير ووضع كل وعاء على حدة
- ▶مباشرة على رف الحاضنة.
كما أن درجة الحرارة الأولية لأي حاويات ووسائط جديدة مستخدمة ستؤثر أيضًا على الوقت الذي تستغرقه الخلايا للوصول إلى حالتها المثالية؛ فكلما انخفضت درجة حرارتها، كلما استغرق الأمر وقتًا أطول.
إذا تغيرت جميع هذه العوامل بمرور الوقت، فإنها ستزيد أيضًا من التباين بين التجارب. من الضروري تقليل هذه التقلبات في درجات الحرارة، حتى لو لم يكن من الممكن دائمًا التحكم في كل شيء (خاصةً إذا كان عدة أشخاص يستخدمون الحاضنة نفسها).
كيفية تقليل التغيرات في درجات الحرارة وتقليل وقت استعادة درجة الحرارة
عن طريق تسخين الوسط مسبقًا
اعتاد بعض الباحثين على تسخين زجاجات كاملة من الوسائط مسبقًا في حمام مائي بدرجة حرارة 37 درجة مئوية للوصول إلى هذه الدرجة قبل الاستخدام. كما يُمكن تسخين الوسط مسبقًا في حاضنة مخصصة فقط للتسخين المسبق للوسط، وليس لزراعة الخلايا، حيث يصل الوسط إلى درجة الحرارة المثالية دون التأثير على مزارع الخلايا في حاضنة أخرى. ولكن هذه التكلفة، على حد علمنا، ليست في المتناول عادةً.
داخل الحاضنة
افتح باب الحاضنة بأقل قدر ممكن وأغلقه بسرعة. تجنب الأماكن الباردة التي قد تُسبب فروقًا في درجات الحرارة داخل الحاضنة. اترك مسافة بين القوارير للسماح بتدوير الهواء. يمكن أن تكون الأرفف داخل الحاضنة مثقبة، مما يسمح بتوزيع أفضل للحرارة عبر الثقوب. مع ذلك، قد يؤدي وجود الثقوب إلى اختلافات في نمو الخلايا، نظرًا لاختلاف درجة الحرارة بين المنطقة المثقوبة والمنطقة الملوثة بالميتات. لهذه الأسباب، إذا كانت تجاربك تتطلب نموًا متجانسًا للغاية لمزارع الخلايا، يمكنك وضع قوارير المزارع على دعائم معدنية ذات أسطح تلامس أصغر، وهو أمر غير ضروري عادةً في مزارع الخلايا الاعتيادية.
تقليل وقت معالجة الخلية
لتقليل الوقت المستغرق في عملية علاج الخلايا، تحتاج إلى
- ▶قم بتنظيم جميع المواد والأدوات اللازمة قبل البدء في العمل.
- ▶العمل بسرعة وسلاسة، ومراجعة الأساليب التجريبية مسبقًا حتى تصبح عملياتك متكررة وآلية.
- ▶تقليل ملامسة السوائل للهواء المحيط.
- ▶الحفاظ على درجة حرارة ثابتة في مختبر زراعة الخلايا الذي تعمل به.
وقت النشر: ١٨ أغسطس ٢٠٢٣