Dyreceller

Animalske cellelinjer

Dyrecellelinjer er en viktig del av forskningen innen cellebiologi og biomedisin: Forskere kan bruke dyreceller til å studere et bredt spekter av sykdomsveier og evaluere innovative behandlinger i dyremodeller før de overfører funnene fra disse studiene til humane pasienter, fordi dyremodeller er mer analoge med menneskelige systemer.

Hva er dyreceller?

Den mest grunnleggende og fundamentalt fungerende livsenheten hos dyr er dyrecellen. Den er den grunnleggende byggesteinen i reproduksjonsprosessen. De omtales som eukaryote celler. Det betyr at dyreceller, i motsetning til prokaryote celler, har membranbundne organeller som er opphengt i cytoplasmaet og omgitt av en plasmamembran.

Da mikroskopien ble etablert på 1600-tallet, ble de første dyrecellene undersøkt for første gang. Selv om han gjorde det ved hjelp av prøver fra plantekork, var den engelske naturfilosofen Robert Hooke den første som beskrev bittesmå hull, som han senere omtalte som celler.

Anton van Leeuwenhoek, en vitenskapsmann fra Nederland, var også i stand til å se celler gjennom linsen på et mikroskop. Han var den første som karakteriserte de røde blodlegemene og sædcellene hos dyr og mennesker, i tillegg til encellede arter som prokaryote celler og protozoer.

Forskjeller fra planteceller

Planteceller har imidlertid også denne essensielle egenskapen til felles med dyreceller. Eukaryote celler finnes i både dyreceller og planteceller, og derfor har en plantecelle også denne egenskapen. Eksistensen av en cellevegg gjør det derimot mulig å skille planteceller fra dyreceller. I tillegg mangler dyreceller plastider, kloroplaster, som er essensielle for fotosyntesen i planter.

Bruksområder

1. Modellsystemer

Dyrking av dyreceller er et utmerket modellsystem for å undersøke grunnleggende aspekter ved cellebiologi og metabolisme.

Dyrecellekulturer har blitt brukt i forskning som 2D- og 3D-kulturmodell for en rekke undersøkelser knyttet til studier av smittestoffer og legemidler.

I tillegg er en avgjørende fordel ved å bruke en dyrecellelinje til forskning at bruken av eksperimentelle dyremodeller kan reduseres.

2. Toksisitetstesting

Det blir stadig vanligere å bruke dyrecellekulturer som et alternativ til dyreforsøk når man skal vurdere toksisiteten til nye medisiner, kjemikalier og kosmetikk. Nyrene og leveren er de primære organene som det produseres og brukes dyrecellekulturer fra på dette feltet.

3. Cellebasert produksjon

Dyrecellekulturer kan potensielt brukes til masseproduksjon av virus som deretter kan benyttes i produksjonen av vaksiner. Mange vaksiner, som vaksiner mot polio, rabies, meslinger, vannkopper og hepatitt B, har hatt nytte av denne taktikken.

I tillegg til å skape virus kan dyrecellekultur potensielt brukes til å produsere genmodifiserte produkter med både kommersielle og medisinske bruksområder. Produktene kan komme i en rekke ulike former, blant annet monoklonale antistoffer, insulin, hormoner og så videre.

4. Screening og utvikling av legemidler

Analyser som er basert på dyrecellekulturer, blir en stadig viktigere del av legemiddelindustrien. De brukes ikke bare til toksisitetstesting, men også til screening av potensielle legemidler med høy gjennomstrømning.

5. Kreftforskning

På kreftområdet har dyrecellekulturer blitt brukt til biomarkør- og molekylærforskning. I tillegg har kreftceller dyrket i kultur potensial til å fungere som testmodeller for en rekke ulike kreftmedisiner.

Nyere forskning på kreftområdet ser fremover mot å finne måter å eliminere kreftceller selektivt i populasjoner som også inkluderer normale primærceller.

6. Virologi

For å omgå behovet for dyreforsøk har man noen ganger benyttet dyrecellekulturer for å reprodusere virus. Disse reproduserte virusene kan brukes til produksjon av vaksiner, samt til isolering og undersøkelse av grunnleggende virus.

7. Genteknologi

Konseptet med å omskrive genene slik at de genererer forskjellige proteiner, er kjernen i genteknologi.

Evnen til å innføre ekstra genetisk materiale i celler kalles transfeksjon. Dyrecellekulturer kan utsettes for transfeksjon for å generere en betydelig mengde nye proteiner i forbindelse med klinisk forskning eller medisinsk behandling.

8. Genterapi

Siden vi nå vet at dyrecellekulturer kan brukes til genteknologi, vet vi også at genmodifiserte celler kan brukes til terapeutiske formål.

Pasientens celler kan fjernes og deretter erstattes med nye celler som har det ønskede funksjonelle genet. Denne prosedyren kalles ex vivo genterapi. Som en alternativ behandlingsmetode kan en viral vektor brukes til å sette inn det manglende genet i pasientens celler.

9. Stamcelleterapi

Både stamcelleforskningen og stamcelleterapien har benyttet seg av stamcellekulturer fra dyr.

Det er særlig mesenkymale og hematopoetiske stamceller som har blitt brukt på begge feltene. Forskning på induserte pluripotente stamceller har også benyttet seg av dyrecellekulturer bestående av somatiske celler fra ulike dyr.

10. Erstatning av vev eller organer

Dyrecellekulturer har potensial til å fungere som erstatning for organer eller vev. Metoden kan for eksempel brukes til å produsere kunstig hud, som kan brukes til å helbrede personer med brannskader eller sår.

På den annen side pågår det studier på dyrking av kunstige organer som lever, nyre og bukspyttkjertel. Både embryonale og voksne stamcellekulturer er gjenstand for aktuelle studier og teknologiutvikling innen organdyrking.