تأثير تغير درجة الحرارة على زراعة الخلايا في حاضنة ثاني أكسيد الكربون
تُعدّ درجة الحرارة عاملاً هاماً في زراعة الخلايا، إذ تؤثر على دقة النتائج. فالتغيرات في درجة الحرارة، سواءً بالزيادة أو النقصان عن 37 درجة مئوية، تُحدث تأثيراً بالغاً على ديناميكيات نمو خلايا الثدييات، تماماً كما هو الحال في الخلايا البكتيرية. ويمكن رصد تغيرات في التعبير الجيني وتعديلات في بنية الخلية، وتقدم دورة الخلية، واستقرار الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) في خلايا الثدييات بعد ساعة واحدة عند درجة حرارة 32 درجة مئوية. إضافةً إلى تأثيرها المباشر على نمو الخلايا، تؤثر تغيرات درجة الحرارة أيضاً على الرقم الهيدروجيني للوسط الزرعي، حيث أن ذوبان ثاني أكسيد الكربون يُغير الرقم الهيدروجيني (يرتفع الرقم الهيدروجيني عند درجات الحرارة المنخفضة). تستطيع خلايا الثدييات المزروعة تحمّل انخفاضات كبيرة في درجة الحرارة، إذ يُمكن تخزينها عند 4 درجات مئوية لعدة أيام، كما يُمكنها تحمّل التجميد حتى -196 درجة مئوية (في ظل ظروف مناسبة). مع ذلك، لا تستطيع هذه الخلايا تحمّل درجات حرارة أعلى من المعدل الطبيعي بحوالي درجتين مئويتين لأكثر من بضع ساعات، وتموت سريعاً عند 40 درجة مئوية وما فوق. لضمان أقصى قدر من إمكانية تكرار النتائج، حتى لو نجت الخلايا، يجب الحرص على الحفاظ على درجة الحرارة ثابتة قدر الإمكان أثناء حضانة الخلايا والتعامل معها خارج الحاضنة.
أسباب تغيرات درجة الحرارة داخل الحاضنة
ستلاحظ أنه عند فتح باب الحاضنة، تنخفض درجة الحرارة بسرعة إلى القيمة المضبوطة وهي 37 درجة مئوية. وعمومًا، تعود درجة الحرارة إلى طبيعتها في غضون دقائق قليلة بعد إغلاق الباب. في الواقع، تحتاج المزارع الخلوية الثابتة إلى وقت للعودة إلى درجة الحرارة المضبوطة داخل الحاضنة. هناك عدة عوامل تؤثر على الوقت اللازم لاستعادة درجة حرارة المزرعة الخلوية بعد معالجتها خارج الحاضنة، ومنها:
- ▶مدة بقاء الخلايا خارج الحاضنة
- ▶ نوع القارورة التي تُزرع فيها الخلايا (تؤثر الهندسة على انتقال الحرارة)
- ▶ عدد الحاويات في الحاضنة.
- يؤثر التلامس المباشر للقوارير مع الرف الفولاذي على التبادل الحراري وسرعة الوصول إلى درجة الحرارة المثلى، لذا من الأفضل تجنب تكديس القوارير ووضع كل وعاء على حدة.
- ▶ مباشرة على رف الحاضنة.
ستؤثر درجة الحرارة الأولية لأي حاويات ووسائط جديدة مستخدمة أيضًا على الوقت الذي تستغرقه الخلايا للوصول إلى حالتها المثلى؛ فكلما انخفضت درجة حرارتها، زاد الوقت الذي تستغرقه.
إذا تغيرت كل هذه العوامل بمرور الوقت، فإنها ستزيد أيضًا من التباين بين التجارب. من الضروري تقليل هذه التقلبات في درجة الحرارة إلى أدنى حد، حتى لو لم يكن من الممكن دائمًا التحكم في كل شيء (خاصةً إذا كان العديد من الأشخاص يستخدمون نفس الجهاز).حاضنة ثاني أكسيد الكربون).
كيفية تقليل تقلبات درجة الحرارة وتقليل وقت استعادة درجة الحرارة
عن طريق التسخين المسبق للوسط
اعتاد بعض الباحثين على تسخين زجاجات كاملة من الوسط الغذائي مسبقًا في حمام مائي عند درجة حرارة 37 درجة مئوية قبل الاستخدام. كما يُمكن تسخين الوسط الغذائي في حاضنة مخصصة لهذا الغرض فقط، وليس لزراعة الخلايا، حيث يصل الوسط إلى درجة الحرارة المثلى دون التأثير على مزارع الخلايا في حاضنة أخرى. ولكن، حسب علمنا، فإن هذه الطريقة مكلفة للغاية في العادة.
داخل الحاضنة
افتح باب الحاضنة بأقل قدر ممكن وأغلقه بأسرع ما يمكن. تجنب المناطق الباردة التي تُحدث تفاوتًا في درجات الحرارة داخل الحاضنة. اترك مسافة بين القوارير للسماح بتدوير الهواء. يمكن أن تكون الأرفف داخل الحاضنة مثقبة، مما يُحسّن توزيع الحرارة بمرور الهواء عبر الثقوب. مع ذلك، قد يؤدي وجود الثقوب إلى اختلافات في نمو الخلايا، نظرًا لاختلاف درجة الحرارة بين المنطقة المثقوبة والمنطقة المعدنية. لذا، إذا كانت تجاربك تتطلب نموًا متجانسًا للغاية لمزارع الخلايا، يمكنك وضع قوارير الزراعة على دعامات معدنية ذات أسطح تلامس أصغر، وهي غير ضرورية عادةً في زراعة الخلايا الروتينية.
تقليل وقت معالجة الخلايا
لتقليل الوقت المستغرق في عملية معالجة الخلايا، عليك أن
- ▶ جهّز جميع المواد والأدوات اللازمة قبل البدء بالعمل.
- ▶ اعمل بسرعة وسلاسة، وقم بمراجعة الأساليب التجريبية مسبقًا حتى تصبح عملياتك متكررة وآلية.
- ▶قلل من ملامسة السوائل للهواء المحيط.
- ▶حافظ على درجة حرارة ثابتة في مختبر زراعة الخلايا الذي تعمل فيه.
تاريخ النشر: 3 يناير 2024