ביוטכנולוגיה/תחומי השימוש בתרביות תאי בע"ח

לתרביות תאים אנימליות (מבעלי חיים) ישנם כמה תחומי יישום עיקריים:

• חקר המבנה והפעילות של התא.
• הפקת מוצרים שמקורים בבעלי חיים.
• אבחון וריפוי של מחלות (בעיקר בבני אדם).

חלק זה של הספר הינו קצרמר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולערוך אותו.

6.4.1 חקר המבנה והפעילות של תאי בע"ח

נושאי מחקר עיקריים:

• פעילות תוך תאית - כגון: הכפלה ושעתוק של דנ"א, סינתזת חלבון ועוד.
• תנועת חומרים בתא - כגון: תנועת הורמונים שונים.
• הקשר של התא עם הסביבה - כגון: הדבקה ויראלית.
• אינטראקציה בין תאים - כגון: תהליך ההתמיינות.
• בדיקת רעילות של חומרים מסויימים.
• אמצעי חיפוש אחר תרופה לסרטן ומחלות שונות.

בעת שהכליאו בין קרומים של תאי עכבר ותאי אדם (שניהם תאים אנימליים) גילו כי החלבונים בקרום התערבבו והתפזרו על השטח המשותף של הממברנה, וכך הוכח כי חלבוני הממברנה בעלי יכולת תנועה לאורך הקרום. דוגמא זו ממחישה את החשיבות בשימוש בתרביות תאים.

יתרונות המחקר בתרביות תאים (in vitro) בהשוואה למחקר תוך שימוש בבע"ח (in vivo):

א. ניתן לחקןר באופן ישיר אוכלוסיה מסויימת של תאים ללא השפעות של מגוון תהליכים בגוף.

ב. ניתן לחקור את ההשפעה של חומר מסוים על התאים באופן ממוקד ובמינון מדוייק. לחילופין, הזרקת החומר לבע"ח יגרום לבזבוז מירב החומר הנבדק.

ג. בתרבית תאים קל יותר לחזור על ניסויים.

ד. ביצוע ניסיונות בתרבית תאים מפחית את הצורך לבצע נסויים בבע"ח.

6.4.2 הפקת מוצרים שמקורם בבע"ח

• ייצור תוצרים :
  • חיסונים כנגד מחלות ויראליות – התרביות משמשות כפונדקאי.
  • לימפוקינים – מופרשים מהתאים הלבנים (לימפוציטים). החומר החשוב שמיוצר הוא אינטרופן, חומר אנטי ויראלי שלא ניתן לייצר אצל חיידקים (האינטרופן הוא גליקופרוטאין. לא ניתן לייצר גליקופרוטאין אצל חיידקים).
  • נוגדנים מונוקוליניים – בגזע תאים כלאיים (היברידומות).
  • הורמונים – רובם גליקופרוטאינים וליפופרוטאינים המיועדים לרפואה.
• אבחון מי שפיר לבדיקת פגמים גנטיים.
• ריפוי ע"י השתלת עור – גידול תאי עור והדבקתם על מקום ההשתלה, שם מתפתח וגדל העור.

הנושאים הבאים חסרים בפרק

• קשיים בייצור מוצרים של בע"ח במיקרואורגניזמים.
• מוצרים המיוצרים מתרביות בע"ח.
  • חלוקה לתוצרים חוץ-תאיים ותוצרים תוך-תאיים.
  • דוגמאות: תרכיבי חיסון, נוגדנים חד שבטיים , הורמונים, אנזימים, קוטלי חרקים , ועוד.

6.4.3 אבחון וריפוי מחלות

• איבחון מומים מולדים: בשבוע ה-24, כאשר יש מספיק מי שפיר, לוקחים דגימה של הנוזל אשר מכיל תאים שהתקלפו מעורו של העובר, את התאים מגדלים בתרביות ובודקים את הכרומוזומים בזמן התחלקות התא.
• איבחון איכותי וכמותי של זיהומים ויראליים: מדביקים תאים בדגימה מהדם החולה ובצורה כזו מקבלים כמות גבוהה של וירוסים, וכך ניתן לאבחן את גורם המחלה ואת מידת חומרתה.
• שתלי עור: (כוויות בעיקר מדרגה 3): העור מהווה את ההגנה הראשונה מפני מזהמים, ולכן בעת כוויה, כאשר אין עור, הגוף חשוף לזיהומים.

העור מכיל את שכבת האפידרמיס, את שכבת הדרמיס ואת השכבה התת עורית. האפידרמיס בנוי בעיקר מקראטינוציטים- תאים אשר אחראים על יצירת המבנה של האפידרמיס. הקאראטינוציטים החיים עולים למעלה ושם הם מתים. הם ניזונים מדיפוזיה. ממברנת היסוד מפרידה בין האפידרמיס לדרמיס. בפגיעות עור קשות, יש צורך להשתיל עור כדי להשלים את האזורים שנפגעו. זה נעשה ע"י שתי שיטות:

• לקיחת מקבצים של עור מהאדם הפגוע, והעברתם למקום הפגוע. שיטה זו מחייבת לקיחת חתיכות עור גדולות.

• מגדלים תרבית עור של האדם הפגוע בתרביות רקמה (צריך רק שלושה סנטימטר מרובע). שמים שכבה של פיברובלסטים שהוקרנו ולכן לא יכולים להתחלק, תפקידם של אלה להזין את תאי האפידרמיס, ולספק להם פקטורי גדילה (כמו שקורה בגוף). על פיברובלסטים אלה שמים את תאי האפידרמיס, אשר הופרדו ע"י טריפסין. בין אחוז לעשרה אחוז של תאי אפידרמיס מתחלקים, כי כל השאר כבר התמיינו לקראטינוציטים, ולכן איבדו את כושר ההתרבות.

לאחר מכן את התרבית שנוצרה, אוספים וזורעים מחדש על פיברובלסטים חדשים, כאן יכולת החלוקה מוקנית כבר לשבעים אחוז מן התאים. כך מקבלים שתל רציף לאחר שלושה שבועות.