El cultivo celular permite estudiar y manipular células fuera de su entorno natural. Sin embargo, fuera del organismo, las células pierden las influencias de su entorno, como la protección inmunitaria, la adhesión a estructuras circundantes y el suministro de nutrientes por el sistema circulatorio. Para mantenerlas en cultivo, se deben proporcionar condiciones óptimas mediante:

• Técnicas asépticas → Para evitar la contaminación por microorganismos.
• Soportes de adhesión → Superficies que permiten que las células crezcan y se adhieran.
• Condiciones de incubación estables → Control de temperatura, gases y humedad.
• Medios de cultivo líquidos → Proporcionan nutrientes esenciales y regulan el pH y la osmolaridad.

Condiciones Ambientales en el Cultivo Celular

Las células requieren un ambiente controlado para crecer y proliferar correctamente. Este ambiente está determinado por:

• Condiciones de incubación → Temperatura, gases y humedad.
• Propiedades físico-químicas del medio de cultivo → pH, osmolaridad, tensión superficial.
• Sustrato o soporte de cultivo → Superficies a las que se adhieren las células.

Condiciones de Incubación

• Temperatura: La mayoría de los cultivos celulares se incuban a 37°C, ya que es la temperatura fisiológica de los mamíferos. Algunas células tienen temperaturas óptimas distintas:
  • Células de aves → Crecen mejor a 38°C.
  • Células epidérmicas → Proliferan más rápido a 35°C.
  La temperatura debe ser precisa, ya que temperaturas >40°C pueden matar las células.
• Gases: Composición estándar de la atmósfera del cultivo:
  • 95% aire
  • 5% CO₂ → Mantiene el equilibrio ácido-base del medio de cultivo.
  En algunos casos, se suplementa con oxígeno, especialmente en cultivos tridimensionales o tumorales.
• Humedad: Debe mantenerse >95% para evitar la evaporación del medio de cultivo. Se logra con una bandeja de agua dentro del incubador.

Cultivos en Hipoxia y Normoxia

• Normoxia: Condiciones estándar (20-21% de oxígeno).
• Hipoxia: Bajos niveles de oxígeno (2-9%), usados en estudios de cáncer, células madre y enfermedades cardíacas.
• Fisioxia: Concentración intermedia de oxígeno (1-13%), considerada más fisiológica para algunos cultivos.

Medio de Cultivo

El medio de cultivo proporciona a las células nutrientes, sales y condiciones físico-químicas necesarias para su mantenimiento, proliferación y diferenciación.

Propiedades Fisicoquímicas del Medio

• Osmolaridad: Debe mantenerse entre 260-320 mOsm/L (similar al plasma sanguíneo).
  • Un medio hiperosmótico provoca deshidratación celular.
  • Un medio hiposmótico hace que la célula se hinche y puede provocar su lisis.
• pH: Óptimo: 7.4, similar al plasma sanguíneo. Se mantiene estable con sistemas tampón (CO₂-bicarbonato, fosfato, HEPES). Se usa rojo fenol como indicador de pH:
  • Rojo/Naranja → pH 7.4 (óptimo).
  • Amarillo → pH ácido (cambio necesario).
  • Morado → pH básico.
• Tensión superficial y viscosidad: Se pueden usar agentes como la carboximetilcelulosa para regular la viscosidad y proteger las células.

Tipos de Medios de Cultivo

• Naturales: Suero, plasma, fluidos biológicos.
• Artificiales: Formulados con nutrientes y sales inorgánicas.

Según su uso:

• Mantenimiento → Nutrición rutinaria de las células.
• Congelación → Contiene DMSO para evitar la formación de cristales.
• Experimentación → Se usan para probar fármacos.
• Selección → Para separar tipos celulares específicos.

Reactivos Necesarios

• Antibióticos → Para evitar contaminación.
• Suero fetal bovino (FBS) → Fuente de nutrientes.
• Factores de crecimiento → PDGF, TGFβ, FGF, etc.

Soportes de Cultivo y Densidad de Siembra

• Tipos de soportes:
  • Placas de Petri → No recomendadas para cultivos prolongados.
  • Frascos de Carrel → Más usados para cultivos adherentes.
  • Placas multipocillos → Permiten probar múltiples condiciones en un solo experimento.
  • Botellas roller → Para cultivos en gran volumen.
• Densidad de siembra: Número de células por cm² de superficie. Afecta crecimiento celular y diferenciación.

Morfología Celular

Las células en cultivo pueden presentar distintas formas:

• Fibroblástica: Alargadas y adherentes (ej. fibroblastos).
• Epitelial: Poligonales y adherentes (ej. HeLa).
• Linfoblástica: Esféricas y en suspensión (ej. linfocitos).
• Endotelial: Planas con núcleo central.
• Neuronal: Con axones y dendritas.

Cambio de Medio de Cultivo

• Frecuencia: 2-3 veces por semana.
• Criterios: Cambio de color del medio (indicador rojo fenol).
• Tipos:
  • Cambio total → Se reemplaza todo el medio.
  • Cambio parcial → Se mantiene parte del medio original.

Subcultivo Celular

• Cuándo hacerlo: Cuando las células alcanzan confluencia (70-90%). Para evitar agotamiento de nutrientes y acumulación de desechos.
• Métodos para despegar células adherentes:
  • Mecánicos → Raspado, pipeteo.
  • Enzimáticos → Tripsinización (más usado).
• Pasos del subcultivo:
  • Eliminar medio viejo y lavar con PBS.
  • Añadir tripsina y dejar actuar 5-7 min.
  • Neutralizar con medio con FBS.
  • Centrifugar, resuspender y sembrar en un nuevo recipiente.

Registro y Monitorización

Para garantizar calidad y trazabilidad:

• Control de crecimiento y morfología.
• Pruebas microbiológicas y de contaminación.
• Expresión de marcadores celulares.
• Análisis genético y estabilidad cromosómica.
• Evaluación de diferenciación celular.

Etiquetas: condiciones de incubación, cultivo celular, medios de cultivo, morfología celular, subcultivo celular, técnicas de cultivo