Las células adherentes son un tipo de células que requieren una superficie sólida para adherirse y crecer. Se diferencian de las células en suspensión, que proliferan suspendidas en el medio de cultivo.

Las células adherentes se anclan a superficies, como el plástico o el vidrio, y se extienden formando una capa. Este comportamiento es esencial para su supervivencia, proliferación y diferenciación. 

Las principales características de las células adherentes incluyen:

• Necesidad de superficie: provienen de tejidos duros y necesitan una superficie adecuada para adherirse y extenderse. Cuando las células adherentes se extienden sobre la superficie de las botellas, se forma una monocapa celular.

• Morfología: generalmente presentan forma plana y alargada al adherir, facilitando la observación y manipulación en cultivos de laboratorio.

• Receptores de adhesión: los frascos y botellas utilizadas deben tener carga negativa, interactuando así con la matriz extracelular y uniéndose a las células. Existen receptores específicos que se unen a proteínas de la matriz extracelular.

• División y crecimiento: la división celular ocurre sólo después de la adhesión, a diferencia de las células en suspensión.

Importancia de las células adherentes en la investigación e industria

Las células adherentes desempeñan un papel crucial tanto en la investigación científica como en la industria, con especial importancia en el campo farmacéutico. Estas son algunas áreas donde se utilizan:

• Producción de vacunas: en la producción de vacunas se utilizan células adherentes. Por ejemplo, en el caso de los animales, la replicación de virus para vacunas requiere la proliferación de células animales adherentes, que sirven como huéspedes del virus durante el proceso de fabricación.

• Investigación: Las células adherentes se utilizan a menudo como modelos para estudiar procesos biológicos como la adhesión celular y la interacción célula-matriz. Estos estudios son fundamentales para comprender cómo funcionan las células en tejidos y órganos.

• Desarrollo de fármacos: En el ámbito farmacéutico, las células adherentes son fundamentales para el desarrollo y ensayo de nuevos fármacos. Permiten realizar pruebas de citotoxicidad y eficacia, lo que ayuda a identificar compuestos prometedores y determinar sus dosis seguras.

• Investigación toxicológica: la evaluación de la toxicidad de nuevos compuestos químicos es otra aplicación importante de las células adherentes. Las pruebas de toxicidad en células adherentes proporcionan datos sobre la seguridad de sustancias destinadas a uso veterinario.

• Tecnología de bioprocesos: en los bioprocesos industriales, como la producción de proteínas recombinantes, hormonas y otros productos biofarmacéuticos, se cultivan células adherentes a gran escala.

• Cultivo de células para terapia celular: la terapia celular, que implica el cultivo y la implantación de células, suele utilizar células adherentes. Pueden manipularse genéticamente o diferenciarse in vitro antes de implantarse en animales, ofreciendo nuevas opciones de tratamiento para diversas enfermedades.

Medio de cultivo para células adherentes

La preparación y composición del medio de cultivo es un paso crucial en el cultivo de células adherentes, asegurando un ambiente adecuado para su crecimiento y proliferación. Existen varios tipos de medios de cultivo, cada uno diseñado para satisfacer las necesidades específicas de las células adherentes.

Factores importantes en la composición del medio de cultivo:

• Nutrientes esenciales: Los medios de cultivo proporcionan aminoácidos, vitaminas, minerales y fuentes de energía esenciales para el metabolismo celular. La ausencia o deficiencia de cualquier componente puede provocar un crecimiento celular deficiente o incluso la muerte celular.

• Factores de crecimiento y hormonas: muchos medios de cultivo se complementan con factores de crecimiento y hormonas que son cruciales para la supervivencia y proliferación de las células adherentes. Estos componentes ayudan a regular los procesos celulares como la división, diferenciación y adhesión.

• pH y osmolaridad: el medio de cultivo debe mantener un pH y una osmolaridad estables para garantizar un entorno favorable para el crecimiento celular. Las fluctuaciones en estos parámetros pueden causar estrés celular y comprometer la viabilidad del cultivo.

• Suero Fetal Bovino (FBS): FBS es una rica fuente de factores de crecimiento, proteínas, vitaminas y hormonas. A menudo se añade al medio de cultivo para proporcionar componentes bioactivos que no se encuentran en concentraciones adecuadas en los medios básicos.

• Equilibrio de gases: la concentración de gases, como oxígeno y dióxido de carbono, en el medio de cultivo es importante, ya que la correcta composición ayuda a mantener un ambiente adecuado para la respiración celular y el equilibrio ácido-base.

• Prevención de contaminación: La composición del medio puede incluir antibióticos y antifúngicos para evitar la contaminación por microorganismos. La contaminación puede comprometer la salud de los cultivos celulares y los resultados.

Condiciones óptimas de cultivo para células adherentes

Cultivar células adherentes en condiciones ideales es fundamental para asegurar su crecimiento, viabilidad y funcionalidad. Las células adherentes, que requieren un sustrato al que adherirse, requieren un entorno de cultivo estrictamente controlado. Entre los principales factores a monitorear se encuentran la temperatura, el pH y los gases.

Rango óptimo de temperatura para el crecimiento de células adherentes

La temperatura es uno de los factores más críticos para el cultivo de células adherentes. El rango de temperatura ideal varía según el tipo de célula, pero en general, la mayoría de las células adherentes animales prosperan a una temperatura de 37°C. Esta temperatura simula el ambiente interno del cuerpo, proporcionando condiciones fisiológicas ideales para la actividad metabólica y la proliferación celular.

• 37°C: temperatura estándar para la mayoría de las células adherentes de mamíferos.

• Desviaciones de temperatura: se pueden tolerar pequeñas variaciones, pero las desviaciones significativas (por encima o por debajo) pueden provocar estrés celular, interrumpir el ciclo celular e incluso provocar la muerte celular.

Mantenimiento de los niveles de pH y oxígeno en el ambiente de cultivo

Mantener los niveles de pH y oxígeno en el medio de cultivo es igualmente crucial para el cultivo de células adherentes. Ambos factores influyen directamente en la viabilidad y actividad metabólica de las células.

• Rango óptimo: el pH ideal para la mayoría de las células adherentes está entre 7,0 y 7,6. Este intervalo simula condiciones fisiológicas normales.

• Control del pH: el medio de cultivo suele estar tamponado para mantener un pH estable. Las soluciones de bicarbonato de sodio se usan comúnmente en combinación con una atmósfera controlada de 5% a 10% de dióxido de carbono (CO₂). Cambiar periódicamente el medio de cultivo ayuda a prevenir la acidificación resultante de la acumulación de metabolitos.

• Concentración de oxígeno: la concentración ideal de oxígeno puede variar según el tipo de célula y la fase de cultivo. La concentración atmosférica normal (~21% O₂) es generalmente adecuada, pero algunos cultivos pueden requerir niveles más bajos de oxígeno (hipoxia) para imitar condiciones fisiológicas específicas.

Además de la temperatura, el pH y el oxígeno, el medio de cultivo también debe ser monitoreado y controlado cuidadosamente para optimizar el cultivo de células adherentes:

• Cambiar el medio de cultivo: reemplazar periódicamente el medio de cultivo es crucial para eliminar los productos metabólicos tóxicos y proporcionar nutrientes frescos, asegurando un entorno propicio para el crecimiento celular.

Equipos y herramientas esenciales para el cultivo de células adherentes

El cultivo de células adherentes requiere un conjunto específico de equipos y herramientas para garantizar un entorno controlado. Entre los equipos esenciales se encuentran Incubadoras Roller y Sistemas Roller, que juegan papeles fundamentales en diferentes aspectos del cultivo celular. Los principales equipos que se pueden utilizar en cultivo celular:

• Incubadora Roller: mantienen una temperatura estable, proporcionando un ambiente controlado ideal para el crecimiento celular.

• Sistema Roller: facilitan el cultivo de células en botellas Roller, ofreciendo un entorno dinámico que mejora el intercambio de nutrientes y gases.

• Cámara de flujo laminar: proporciona un entorno estéril para la manipulación de cultivos celulares, minimizando el riesgo de contaminación.

• Microscopios: se utilizan para controlar el crecimiento y la morfología celular.

• Centrífugas: ayudan en la separación y preparación de células y medios de cultivo.

• Autoclaves: se utilizan para esterilizar equipos y medios de cultivo, asegurando un ambiente libre de contaminantes.

Incubadora y sistema de roller

Las incubadoras son una de las compras más importantes en un laboratorio de cultivo celular. Proporcionan un ambiente controlado donde las células pueden crecer y desarrollarse según sea necesario. Las principales características de la Incubadora Roller TE-3912/1 son:

• Control de temperatura: estas incubadoras pueden mantener una temperatura constante, generalmente alrededor de 37°C, que es la temperatura ideal para la mayoría de las células de mamíferos. Y funcionan en un rango de temperatura de +10ºC a 60ºC.

• Esterilidad: Su zona interna es de acero inoxidable, para minimizar la contaminación, con superficies que facilitan la asepsia y alargan la vida útil del equipo.

Los Sistemas Roller TE-500/4 son cruciales para cultivar grandes cantidades de células adherentes en botellas Roller. Estos sistemas mantienen las botellas en constante rotación suave, proporcionando varios beneficios:

• Distribución uniforme de nutrientes y gases: la suave rotación de las botellas garantiza que todos los nutrientes y gases se distribuyan uniformemente, evitando la formación de gradientes de concentración.

• Mayor área de adherencia: las botellas Roller ofrecen una mayor superficie para que las células se adhieran, lo que permite el cultivo de una mayor cantidad de células.

• Daño celular reducido: la rotación suave minimiza la tensión de corte, lo que reduce el riesgo de daño celular.

• Flexibilidad de escala: Los sistemas Roller permiten el uso simultáneo de varias botellas, aumentando la capacidad de producción.

Consideraciones finales

Las células adherentes son indispensables en la investigación y la industria farmacéutica. Su capacidad para adherirse a superficies y formar capas celulares facilita una amplia gama de aplicaciones, desde la investigación básica hasta la producción industrial de medicamentos y vacunas.

El cultivo de células adherentes requiere de equipos específicos que garanticen un ambiente controlado y seguro. Las incubadoras y los sistemas Rolles son excelentes equipos para este proceso, ya que brindan las condiciones ideales para el crecimiento celular y permiten escalabilidad y eficiencia en la producción.