Câu hỏi mở đầu: Để có được dòng tế bào buồng trứng chuột hamster (CHO), theo em, người ta phải thực hiện các giai đoạn nuôi cấy mô tế bào nào? Bằng cách nào mà kháng thể đơn dòng được sản xuất với số lượng lớn?
Trả lời:
- Để có được dòng tế bào buồng trứng chuột hamster (CHO), theo
em, người ta phải thực hiện các giai đoạn nuôi cấy mô tế bào:
+ Chuẩn bị mẫu và môi trường nuôi cấy
+ Nuôi cấy
+ Thu nhận sản phẩm
- Bằng cách nuôi cấy thực hiện trong dịch nuôi ở bình phản ứng sinh học có thể tích lớn mà kháng thể đơn dòng được sản xuất với số lượng lớn.
I. Các giai đoạn của công nghệ tế bào động vật
Tìm hiểu thêm 1: Tại sao
trong nuôi cấy tế bào động vật, người ta thường phải xử lí mẫu mô bằng cơ học
(cắt nhỏ) kết hợp với xử lí bằng enzyme trypsin?
Trả lời:
- Trong nuôi cấy tế bào động vật, người ta thường phải xử lí mẫu
mô bằng cơ học (cắt nhỏ) kết hợp với xử lí bằng enzyme trypsin nhằm phá vỡ
liên kết giữa các tế bào, liên kết giữa tế bào và chất nền ngoại
bào giúp phân tách các tế bào ra môi trường. Nhờ đó, giúp việc nuôi
cấy tế bào trở nên dễ dàng hơn.
Câu hỏi 1: Hãy quan sát sơ đồ ở hình 5.1 và cho biết công nghệ tế bào động vật gồm những giai đoạn nào.
Trả lời:
- Các giai đoạn của công nghệ tế bào động vật
+ Giai đoạn chuẩn bị mẫu và môi trường nuôi cấy
+ Giai đoạn nuôi cấy
+ Giai đoạn thu nhận sản phẩm công nghệ tế bào
Luyện tập 1: Đặc điểm của
dịch nuôi sơ cấp là gì? Vì sao dịch nuôi sơ cấp có đặc điểm đó? Hãy sưu tầm
thông tin về các dòng tế bào sơ cấp và ứng dụng của chúng.
Trả lời:
- Đặc điểm của dịch nuôi sơ cấp là:
+ Dịch nuôi cấy sơ cấp ban đầu thường không đồng nhất, sau một
thời gian, dòng tế bào đại diện ở mô được nuôi cấy trở nên vượt trội vì các
tế bào tiến hành phân chia liên tục tạo ra tế bào mới.
+ Dịch nuôi cấy sơ cấp chỉ duy trì trong thời gian ngắn vì
các tế bào dừng phân chia (già hóa) sau một số lần phân bào.
- Một số dòng tế bào sơ cấp: Các kiểu hình tế bào sơ cấp
phổ biến bao gồm biểu mô, nội mô, tế bào sừng, tế bào hắc tố, nguyên bào sợi,
nguyên bào xương, tế bào cơ và tế bào gan.
- Ứng dụng dòng tế bào sơ cấp: Nuôi cấy sơ cấp cung
cấp mô hình cho nghiên cứu các đặc tính sinh lí, sinh hóa của tế bào
và tác động của thuốc, độc tố với tế bào.
Luyện tập 2: Hãy nêu sự khác biệt giữa nuôi cấy huyền
phù và nuôi cấy đơn lớp.
Trả lời:
Luyện tập 3: Yếu tố nào
quyết định sự hình thành dạng huyền phù và dạng đơn lớp của sản phẩm nuôi cấy tế
bào động vật?
Trả lời:
Yếu tố quyết định sự hình thành dạng huyền phù và dạng đơn lớp
của sản phẩm nuôi cấy tế bào động vật là đặc tính dính bám:
- Trong môi trường dạng lỏng và được khuấy, các tế bào không
có đặc tính dính bám phân chia và duy trì trong bình nuôi cấy tạo nên dung
dịch huyền phù tế bào.
- Nhiều tế bào có tính phụ thuộc dính bám, do đó, khi được
nuôi cấy trên cơ chất tạo nên bề mặt phù hợp, chúng có thể bám dính, lan rộng
và hình thành đơn lớp tế bào.
Luyện tập 4: Nêu đặc tính khác biệt nổi bật giữa tế bào
nuôi cấy đơn lớp và tế bào nuôi cấy huyền phù.
Trả lời:
- Tế bào nuôi cấy huyền phù không phụ thuộc dính bám.
- Tế bào nuôi cấy đơn lớp phụ thuộc dính bám.
II. Ví dụ về quy trình công nghệ tế bào động vật: sản xuất kháng thể đơn dòng
Câu hỏi 2: Vì sao để sản
xuất kháng thể đơn dòng, cần tạo ra dòng tế bào lai giữa tế bào lách chuột đã
gây miễn dịch và tế bào u tủy (myeloma)?
Trả lời:
- Để sản xuất kháng thể đơn dòng, cần tạo ra dòng tế bào lai
giữa tế bào lách chuột đã gây miễn dịch và tế bào u tủy (myeloma) vì: + Tế bào
lympho B trong lách chuột bình thường sinh kháng thể nhưng có tuổi thọ hữu hạn
khi nuôi cấy in vitro. Để khắc phục nhược điểm này cần lai giữa tế
bào lách chuột đã gây miễn dịch và tế bào u tủy để tạo ra tế bào lai vừa
có khả năng tăng sinh vô hạn vừa sản xuất kháng thể đơn dòng mong
muốn.
Luyện tập 5: Hãy nêu các loại mẫu mô tế bào động vật được
sử dụng trong nuôi cấy in vitro. Mỗi loại mẫu này được sử dụng với mục
đích gì?
Trả lời:
- Kháng thể đơn dòng - Protein có khả năng liên kết đặc hiệu
chỉ với một protein kháng nguyên, được sử dụng trong nghiên cứu và ứng dụng
trong điều trị bệnh.
Luyện tập 6: Mục đích của
việc nuôi cấy thứ cấp tế bào động vật là gì?
Trả lời:
- Mục đích của việc nuôi cấy thứ cấp tế bào động vật là để duy
trì khả năng sống và phân chia của tế bào trong thời gian dài. Tế bào tăng
trưởng và dịch nuôi thứ cấp có thể tồn tạo trong thời gian dài hơn
so với tế bào trong dịch nuôi sơ cấp do được cung cấp chất dinh dưỡng
mới vào những khoảng tời gian đều đặn.
Luyện tập 7: Vẽ sơ đồ tóm tắt quy trình thực hiện nuôi
cấy mô và nuôi cấy cơ quan động vật.
Trả lời:
Luyện tập 8: Nêu các ứng dụng của nuôi cấy mảnh mô và nuôi cấy cơ quan.
Trả lời:
- Ứng dụng của nuôi cấy mảnh mô nhằm tạo ra nhiều dòng
tế bào với các mục đích khác nhau như:
+ Dùng để nghiên cứu sự phát triển phôi, đặc điểm
tăng trưởng của tế bào ung thư, cơ chế biểu hiện gene,...
+ Tạo ra các chế phẩm sinh học như enzyme, kháng thể,
thuốc trừ sâu sinh học,... dùng cho y học, mĩ phẩm, nông nghiệp,...
+ Tạo mô, cơ quan thay thế dùng trong điều trị cho con
người.
- Ứng dụng của nuôi cấy cơ quan: Để nghiên cứu chức năng
của tế bào, kiểm tra tác động của các yếu tố bên ngoài (thuốc, các
vi phân tử hoặc đại phân tử), nghiên cứu phát sinh hình thái, biệt
hóa và chức năng của các cơ quan.
Vận dụng: Tìm kiếm thông tin về một số sản phẩm được sản
xuất theo quy trình công nghệ tế bào động vật
Trả lời:
- Bằng kỹ thuật tái tổ hợp DNA, người ta chuyển gene mã hoá
insulin vào tế bào vi khuẩn, khi được nuôi cấy trong môi trường thích hợp, vi
khuẩn E.coli sẽ sinh tổng hợp tạo ra loại peptide này → Giảm giá thành thuốc trị
bệnh tiểu đường.