Correct gebruik van hypoxie voor de groei van celculturen

O2-regeling in de CO2-incubatorDe simulatie van werkelijke fysiologische omstandigheden in de CO2-incubator stelt hoge eisen aan de gebruikte technologie voor het kweken in vitro van veeleisende dierlijke cellen. Dit geldt des te meer voor de studie van menselijke of zoogdier-celculturen. In dit artikel laten wij u zien waarom in de celgroei juist de zuurstofconcentratie een doorslaggevende rol speelt.

Hypoxie als een groeiversneller

De in vitro kweek van geavanceerde zoogdiercelculturen in de CO2-incubator stelt hoge eisen aan de gebruikte laboratoriumtechnologie. Het vooropgestelde doel is daarbij doorgaans de simulatie van werkelijke fysiologische omstandigheden. Hierin voorzien in eerste instantie het groeimedium en het recipiënt, maar ook de incubator controleert vier belangrijke factoren: temperatuur, CO2-concentratie, osmolariteit en tenslotte ook de partiële zuurstofdruk.

Normoxia als maatstaf voor de ideale celgroei

Bij de simulatie van het menselijk lichaam als “werkomgeving” speelt ook de juiste zuurstoftoevoer een cruciale rol in het gedrag van de cel en is meestal herkenbaar aan een snelle celproliferatie. De normale staat van zuurstoftoevoer bij een gezond persoon wordt normoxia genoemd. Hieronder wordt de fysiologische partiële zuurstofdruk in het celweefsel verstaan. Onderzoeksresultaten van de afgelopen jaren hebben aangetoond dat in de verschillende celtypen van het menselijk lichaam de zuurstofconcentratie sterk varieert en vaak lager is dan de gebruikelijke 21 procent in laboratoria (normoxia).

Nauwkeurige regeling van de zuurstofconcentratie

Vetweefsel heeft bijvoorbeeld een zuurstofconcentratie van circa tien tot vijftien procent en dat van het beenmerg bedraagt ongeveer zes tot zeven procent.

Veel celtypen groeien daarom het beste met een lager zuurstofgehalte. De geringe zuurstofconcentratie simuleert beter de werkelijke fysiologische omstandigheden. Een lagere dan normale zuurstofconcentratie (normoxia) wordt hypoxie genoemd.

Toepassingen van CO2-incubatoren voor de kweek van celculturen

In het kader van het in vitro kweken van celculturen in de CO2-incubator verwijst de term hypoxie niet - of slechts in uitzonderingsgevallen - naar onderzoek naar het ziektebeeld “hypoxie”, maar naar de celcultivering onder zuurstofarme omstandigheden.

Het toepassingsgebied is breed opgezet met als beste voorbeeld het stamcelonderzoek. Hypoxische omstandigheden zijn ook geschikt voor de studie van primaire cel- en embryoculturen.
Voor dergelijke doeleinden gebruikte CO2-incubatoren moeten uiteraard beschikken over een vrij regelbare zuurstoftoevoer. Dit maakt naast het toepassingsbereik van de hypoxie ook hyperoxische omstandigheden (21-90%) mogelijk, voor bijvoorbeeld het onderzoek van gevoelige weefsels zoals de longen of het netvlies.

De hypoxische condities worden onder meer gereguleerd in de "Goede laboratoriumpraktijk" (GLP). Onze checklist vertelt u waar u bij een GLP-conform onderzoek op moet letten. Verzeker u hier van de gratis download!

Het gecontroleerd verlagen van het zuurstofgehalte tot een bepaald constant niveau is een omslachtig proces, dat ook nog eens na elke opening van de kamer moet worden herhaald. CO2-incubatoren die deze taak aankunnen, zijn zeldzaam. Elke opening van de testkamer verhoogt daarbij het risico van een toename van de pH van het medium en dus van een alkalose van de celculturen door een snelle daling van het CO2-gehalte. Goede incubatoren garanderen daarom snelle CO2-hersteltijden.

CO2-incubatoren van de CB-serie van BINDER voor het kweken onder hypoxische omstandigheden

De CO2-incubatoren van de CB-serie van BINDER zorgen voor uitstekende groeiomstandigheden voor cel- en weefselculturen, een nauwkeurige regeling van de zuurstofconcentratie door verdringing tot beneden de 0,2 vol.-%, en een programmagestuurde heteluchtsterilisatie bij 180 °C. De CB-serie van BINDER is de premiumklasse voor alle gevoelige incubatietaken. Dankzij specifieke varianten en een breed scala aan opties en accessoires is hij perfect geschikt complexe kweekopstellingen of individuele groeiomgevingen onder hypoxische omstandigheden aan te kunnen. Meer gegevens en feiten over de CB-serie vindt u hier.

Voor grondslagenonderzoek in het kader van hypoxie-detectie, -signalering en hypoxie-aanpassing, zijn stabiele en reproduceerbare O2-concentraties, korte hersteltijden en een laag gasverbruik noodzakelijk. De factoren waar u verder bij de aankoop van een CO2-incubator nog rekening mee moet houden hebben wij voor u samengevat in onze Buyer's Guide voor de CO2 Incubator

Richtsnoeren voor de evaluatie van incubators CO2


8) Deze posts de zijn misschien ook interessant voor u: