Zellkulturen

Zellkulturen (primäre und sekundäre und Zelllinien) werden in der Wissenschaft eingesetzt, um grundlegende Prozesse in der Zelle zu erforschen, z. B. Stoffaustausch, Membranprozesse, Virusinfektionen oder Krebsentstehung.

Primäre Zellkulturen bestehen aus normalen Zellen eines Organs, die frisch für ein Experiment gewonnen werden. Dafür werden sie aufbereitet, z. B. von den Strukturen „befreit“, die den Zellverband eines Organs ausmachen. Es entsteht eine Zellkultur aus Einzelzellen, die begrenzt lebensfähig ist. Jede normale Zelle hat von Natur aus die Fähigkeit, sich etwa 50-mal zu teilen, dann stirbt sie ab. Wird eine Primärkultur weiterkultiviert, entsteht eine begrenzt lebensfähige Zelllinie. Dafür werden einige Zellen in frisches Nährmedium überführt (passagiert) und die Zellen vermehren sich bis zu einer bestimmten Zelldichte. Ist diese erreicht, teilen sich die erst wieder, wenn wieder einige Zellen in frisches Medium überführt werden. Die Lebensdauer ist dann erschöpft, wenn die Anzahl der natürlichen Teilungen erreicht ist.

Die unsterblichen Zelllinien können auf verschiedene Weise entstanden sein bzw. gezielt hergestellt werden. Grundsätzlich kann jede Zelle spontan „entarten“, d. h. sie verliert ihre natürliche Wachstumsbremse und wird zur Tumorzelle. Diesen Vorgang nennt man Transformation. Auslöser können Fehlregulationen in der Zellesein, Krebs erregende Chemikalien, Röntgen-, UV- oder Gamma-Strahlen sowie Infektionen mit Tumorviren. Diese Zellen können dann aus einem Tumor isoliert und im Labor in geeigneten Nährmedien weiterkultiviert werden (sekundäre Tumorzelllinie). Transformierte Zellen können aber auch im Labor künstlich erzeugt werden, durch die oben erwähnten Einwirkungen oder gentechnische Übertragung von Krebsgenen auf die Zellen. Eine weitere Möglichkeit, eine unsterbliche Zellkultur künstlich herzustellen, ist die Fusion aus einer Krebs- und einer normalen Zelle. Durch die Fusion von zwei Zellen bekommt die neue künstliche Zellart Eigenschaften von beiden Ausgangszellen: die Unsterblichkeit der Krebszelle und Funktionen der normalen Körperzelle.

Unsterbliche Zelllinien haben instabile Chromosomensätze. In einer Zellkultur können einfache und mehrfache Sätze vorkommen. Insofern sind diese Zellkulturen von ihren Eigenschaften her noch weiter von lebenden Organismen entfernt als Primärkulturen. Jede Zellart, ob unsterblich oder begrenzt lebensfähig, muss in einem spezifischen Nährmedium kultiviert werden, da die Ernährungsansprüche sehr verschieden sind. Ergebnisse aus Zellkulturexperimenten geben Aufschluss über grundlegende Zellprozesse.

Autor: KATALYSE Institut

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