Djurceller

Cellinjer från djur

Cellinjer från djur är en viktig del av forskningen inom cellbiologi och biomedicin: Forskare kan använda djurceller för att studera ett stort antal olika sjukdomsvägar och utvärdera innovativa behandlingar i djurmodeller innan de överför resultaten av dessa studier till mänskliga patienter, eftersom djurmodeller är mer analoga med mänskliga system.

Vad är animaliska celler?

Den mest grundläggande och fundamentalt fungerande enheten i djurens liv är djurcellen. Den är den grundläggande byggstenen i reproduktionsprocessen. De benämns eukaryota celler. Detta innebär att djurceller, till skillnad från prokaryota celler, innehåller membranbundna organeller som är upphängda i cytoplasman och omges av ett plasmamembran.

När mikroskopin etablerades på 1600-talet undersöktes de första djurcellerna för första gången. Även om han gjorde det med hjälp av prover från växtkork var den engelske naturfilosofen Robert Hooke den förste som beskrev små hål, som han senare kallade celler.

Anton van Leeuwenhoek, en vetenskapsman från Nederländerna, kunde också se celler genom linsen i ett mikroskop. Han var den förste som karakteriserade de röda blodkropparna och spermierna hos djur och människor, förutom encelliga arter som prokaryota celler och protozoer.

Skillnader jämfört med växtceller

Växtceller har emellertid också denna väsentliga egenskap gemensam med djurceller. Eukaryota celler finns i både djurceller och växtceller, och därför har en växtcell också denna egenskap. Förekomsten av en cellvägg gör det å andra sidan möjligt att skilja växtceller från djurceller. Dessutom saknas plastider, dvs. kloroplaster, som är nödvändiga för fotosyntesen i växter, i djurceller.

Tillämpningar

1. Modellsystem

Odling av djurceller är ett utmärkt modellsystem för att undersöka grundläggande aspekter av cellbiologi och metabolism.

Djurcellskulturer har använts inom forskningen som 2D- och 3D-odlingsmodeller för en rad olika undersökningar som rör studier av smittämnen och läkemedel.

En avgörande fördel med att använda en djurcellinje för forskning är dessutom att användningen av försöksdjursmodeller kan minskas.

2. Toxicitetstestning

Det blir allt vanligare att använda djurcellkulturer som ett alternativ till djurförsök vid toxicitetsbedömning av nya mediciner, kemikalier och kosmetika. Njurar och lever är de primära organ från vilka djurcellskulturer produceras och används inom detta område.

3. Cellbaserad tillverkning

Djurcellskulturer har potential att användas för massgenerering av virus som sedan kan användas vid tillverkning av vacciner. Många vaccinationer, t.ex. mot polio, rabies, mässling, vattkoppor och hepatit B, har dragit nytta av denna taktik.

Förutom att skapa virus har djurcellskultur potential att användas vid tillverkning av genetiskt modifierade produkter med både kommersiella och medicinska tillämpningar. Produkterna kan komma i en mängd olika former, inklusive monoklonala antikroppar, insulin, hormoner och så vidare.

4. Screening och utveckling av läkemedel

Analyser som baseras på djurcellskulturer blir en allt viktigare del av läkemedelsbranschen. De används inte bara för toxicitetstester, utan också för screening av potentiella läkemedel med hög kapacitet.

5. Cancerforskning

Inom cancerområdet har djurcellskulturer använts för biomarkör- och molekylärforskning. Cancerceller som odlas i djurkulturer har dessutom potential att fungera som testmodeller för en rad olika cancerläkemedel.

Den senaste forskningen inom cancerområdet är inriktad på att hitta sätt att selektivt eliminera cancerceller i populationer som också innehåller normala primära celler.

6. Virologi

För att kringgå behovet av djurförsök har man vid replikering av virus ibland använt sig av cellkulturer från djur. Dessa reproducerade virus kan användas för tillverkning av vacciner samt för isolering och undersökning av grundläggande virus.

7. Genetisk teknik

Genteknikens kärna är konceptet att skriva om generna så att de genererar olika proteiner.

Möjligheten att föra in ytterligare genetiskt material i celler kallas transfektion. Cellkulturer från djur kan utsättas för transfektion för att generera en betydande mängd nya proteiner för klinisk forskning eller medicinsk behandling.

8. Genterapi

Eftersom vi nu vet att djurcellskulturer kan användas för genteknik, vet vi också att genetiskt modifierade celler kan användas för terapeutiska ändamål.

En patients celler kan avlägsnas och sedan ersättas med skapade celler som har den funktionella gen som krävs. Detta förfarande kallas ex vivo genterapi. En viral vektor kan användas för att föra in den saknade genen i patientens celler som en alternativ behandlingsmetod.

9. Stamcellsterapi

Både stamcellsforskning och stamcellsterapeutiska tillämpningar har använt sig av stamcellskulturer från djurceller.

Framför allt har mesenkymala och hematopoetiska stamceller använts inom båda områdena. Inom forskningen kring inducerade pluripotenta stamceller har man också använt sig av djurcellskulturer bestående av somatiska celler från olika djur.

10. Ersättning av vävnader eller organ

Animalisk cellodling har potential att fungera som ersättning för organ eller vävnader. Metoden kan t.ex. användas för att tillverka konstgjord hud som sedan kan användas för att läka brännskador eller sår.

Å andra sidan pågår en studie om odling av konstgjorda organ som lever, njure och bukspottkörtel. Både embryonala och adulta stamcellskulturer är föremål för aktuella studier och teknikutveckling inom området organodling.