Dyrceller

Animalske cellelinjer

Dyrecellelinjer er en vigtig del af forskningen inden for cellebiologi og biomedicin: Forskere kan bruge dyreceller til at undersøge en lang række sygdomsveje og evaluere innovative behandlinger i dyremodeller, før de overfører resultaterne af disse undersøgelser til menneskelige patienter, fordi dyremodeller er mere analoge med menneskelige systemer.

Hvad er dyreceller?

Den mest grundlæggende og fundamentalt fungerende enhed i dyrenes liv er dyrecellen. Den er den grundlæggende byggesten i forplantningsprocessen. De omtales som eukaryote celler. Det betyder, at dyreceller i modsætning til prokaryote celler indeholder membranbundne organeller, der er ophængt i cytoplasmaet og er omgivet af en plasmamembran.

Da mikroskopien blev etableret i det 17. århundrede, blev de første dyreceller undersøgt for første gang. Selv om han gjorde det ved hjælp af prøver fra plantekork, var den engelske naturfilosof Robert Hooke den første, der beskrev små huller, som han efterfølgende kaldte for celler.

Anton van Leeuwenhoek, en videnskabsmand fra Holland, var også i stand til at se celler via linsen i et mikroskop. Han var den første, der karakteriserede de røde blodlegemer og sædcellerne hos dyr og mennesker, foruden de encellede arter som prokaryote celler og protozoer.

Forskelle til planteceller

Planteceller har dog også denne væsentlige egenskab til fælles med dyreceller. Eukaryote celler findes i både dyre- og planteceller, og derfor har en plantecelle også denne egenskab. På den anden side gør eksistensen af en cellevæg det muligt at genkende planteceller som forskellige fra dyreceller. Derudover er plastider, dvs. kloroplaster, som er afgørende for fotosynteseprocessen i planter, fraværende i dyreceller.

Anvendelser

1. Model-systemer

Dyrkning af dyreceller er et fremragende modelsystem til undersøgelse af grundlæggende aspekter af cellulær biologi og metabolisme.

Dyrecellekultur er blevet brugt i forskning som en 2D- og 3D-kulturmodel til en række undersøgelser i forbindelse med studiet af infektiøse stoffer og lægemidler.

En afgørende fordel ved at bruge en dyrecellelinje til forskning er desuden, at brugen af forsøgsdyrsmodeller kan reduceres.

2. Test af toksicitet

Det bliver mere og mere almindeligt at bruge dyrecellekulturer som et alternativ til dyreforsøg i toksicitetsvurderingen af nye lægemidler, kemikalier og kosmetik. Nyrerne og leveren er de primære organer, hvorfra dyrecellekulturer produceres og anvendes på dette område.

3. Cellebaseret fremstilling

Dyrecellekulturer har potentiale til at blive brugt til masseproduktion af vira, som derefter kan bruges til fremstilling af vacciner. Talrige vaccinationer, f.eks. mod polio, rabies, mæslinger, skoldkopper og hepatitis B, har nydt godt af denne taktik.

Ud over at skabe vira har dyrecellekultur potentialet til at blive brugt til fremstilling af genetisk modificerede produkter med både kommercielle og medicinske anvendelser. Produkterne kan komme i mange forskellige former, herunder monoklonale antistoffer, insulin, hormoner og så videre.

4. Screening og udvikling af lægemidler

Assays, der er baseret på dyrecellekulturer, bliver en stadig vigtigere del af den farmaceutiske virksomhed. De bruges ikke kun til toksicitetstest, men også til high throughput-screening af potentielle lægemidler.

5. Kræftforskning

Inden for kræftområdet er dyrecellekulturer blevet brugt til biomarkør- og molekylærforskning. Derudover har kræftceller dyrket i kultur potentiale til at fungere som testmodeller for en række forskellige kræftlægemidler.

Nyere forskning inden for kræft ser frem til at finde måder at eliminere kræftceller selektivt på i populationer, der også omfatter normale primære celler.

6. Virologi

For at omgå behovet for dyreforsøg har man i forbindelse med reproduktion af vira undertiden brugt dyrecellekulturer. Disse reproducerede vira kan bruges til fremstilling af vacciner samt til isolering og undersøgelse af grundlæggende vira.

7. Genteknologi

Konceptet med at omskrive ens gener, så de genererer forskellige proteiner, er kernen i genteknologi.

Evnen til at indføre yderligere genetisk materiale i celler kaldes transfektion. Dyrecellekulturer kan udsættes for transfektion for at generere en betydelig mængde nye proteiner med henblik på klinisk forskning eller medicinsk behandling.

8. Genterapi

Da vi nu ved, at dyrecellekulturer kan bruges til genteknologi, ved vi også, at genetisk modificerede celler kan bruges til terapeutiske formål.

En patients celler kan fjernes og derefter erstattes med skabte celler, der har det nødvendige funktionelle gen. Denne procedure kaldes ex vivo genterapi. En viral vektor kan bruges til at indsætte det manglende gen i patientens celler som en alternativ behandlingsmetode.

9. Stamcelleterapi

Både stamcelleforskning og stamcelleterapi har gjort brug af stamcellekulturer fra dyr.

Især mesenkymale og hæmatopoietiske stamceller er blevet brugt inden for begge områder. Forskning i inducerede pluripotente stamceller har også gjort brug af dyrecellekulturer bestående af somatiske celler fra forskellige dyr.

10. Erstatning af væv eller organer

Dyrecellekulturer har potentiale til at fungere som erstatning for organer eller væv. Denne metode kan f.eks. bruges til at fremstille kunstig hud, som så kan bruges til at helbrede personer med forbrændinger eller sår.

På den anden side er der en igangværende undersøgelse af dyrkning af kunstige organer som lever, nyre og bugspytkirtel. Både embryonale og voksne stamcellekulturer er genstand for aktuelle undersøgelser og teknologiudvikling inden for organkultur.