As células aderentes são um tipo de célula que necessitam de uma superfície sólida para se fixarem e crescerem. Elas diferem das células em suspensão, que proliferam suspensas no meio de cultura.

As células aderentes se ancoram a superfícies, como plástico ou vidro, e se espalham formando uma camada. Esse comportamento é essencial para sua sobrevivência, proliferação e diferenciação.

As principais características das células aderentes incluem:

• Necessidade de superfície: Elas são provenientes de tecidos duros e precisam de uma superfície adequada para aderir e se espalhar. Quando as células aderentes se espalham na superfície das garrafas é formada uma monocamada celular.

• Morfologia: Geralmente possuem uma forma plana e estendida quando aderidas, facilitando a observação e manipulação em culturas laboratoriais.

• Receptores de adesão: Os frascos e garrafas utilizadas devem ter uma carga negativa, assim interagindo com a matriz extracelular e se ligando as células. Há receptores específicos que se ligam a proteínas na matriz extracelular.

• Divisão e crescimento: A divisão celular ocorre apenas após a adesão, diferentemente das células em suspensão.

Importância das células aderentes na pesquisa e indústria

As células aderentes desempenham um papel crucial tanto na pesquisa científica quanto na indústria, com uma importância particular na área farmacêutica. Aqui estão algumas áreas onde elas são usadas.

• Produção de vacinas: as células aderentes são utilizadas na produção de vacinas. Por exemplo, para animais a replicação de vírus para vacinas requer a proliferação de células animais aderentes, que servem como hospedeiros para o vírus durante o processo de fabricação.

• Pesquisas: As células aderentes são frequentemente utilizadas como modelos para estudar processos biológicos, como adesão celular e interação célula-matriz. Esses estudos são fundamentais para entender como as células funcionam em tecidos e órgãos.

• Desenvolvimento de medicamentos: na área farmacêutica, as células aderentes são essenciais para o desenvolvimento e testes de novos medicamentos. Elas permitem a realização de ensaios de citotoxicidade e eficácia, ajudando a identificar compostos promissores e a determinar suas dosagens seguras.

• Pesquisa em toxicologia: a avaliação da toxicidade de novos compostos químicos é outra aplicação importante das células aderentes. Testes de toxicidade em células aderentes fornecem dados sobre a segurança de substâncias destinadas ao uso veterinário.

• Tecnologia de bioprocessos: em bioprocessos industriais, como a produção de proteínas recombinantes, hormônios e outros biofármacos, as células aderentes são cultivadas em grande escala.

• Cultivo de células para terapia celular: A terapia celular, que envolve o cultivo e implantação de células, frequentemente utiliza células aderentes. Elas podem ser manipuladas geneticamente ou diferenciadas in vitro antes de serem implantadas em animais, oferecendo novas opções de tratamento para diversas doenças.

Meio de cultura para células aderentes

A preparação e composição do meio de cultura é um passo crucial no cultivo de células aderentes, garantindo um ambiente adequado para seu crescimento e proliferação. Existem vários tipos de meios de cultura, cada um projetado para atender às necessidades específicas das células aderentes.

Fatores importantes na composição do meio de cultura:

• Nutrientes essenciais: os meios de cultura fornecem aminoácidos, vitaminas, minerais e fontes de energia essenciais para o metabolismo celular. A ausência ou deficiência de qualquer componente pode levar a crescimento celular deficiente, ou mesmo à morte celular.

• Fatores de crescimento e hormônios: muitos meios de cultura são suplementados com fatores de crescimento e hormônios cruciais para a sobrevivência e proliferação das células aderentes. Esses componentes ajudam a regular processos celulares como a divisão, diferenciação e adesão.

• pH e osmolaridade: O meio de cultura deve manter um pH e osmolaridade estáveis para garantir um ambiente favorável ao crescimento celular. Flutuações nesses parâmetros podem causar estresse celular e comprometer a viabilidade das culturas.

• Soro Fetal Bovino (FBS): o FBS é uma fonte rica de fatores de crescimento, proteínas, vitaminas e hormônios. É frequentemente adicionado ao meio de cultura para fornecer componentes bioativos que não são encontrados em concentrações adequadas nos meios básicos.

• Equilíbrio de gases: A concentração de gases, como oxigênio e dióxido de carbono, no meio de cultura é importante, pois a composição correta ajuda a manter um ambiente adequado para a respiração celular e o equilíbrio ácido-base.

• Prevenção de contaminação: A composição do meio pode incluir antibióticos e antifúngicos para prevenir contaminação por microrganismos. A contaminação pode comprometer a saúde das culturas celulares e os resultados.

Condições ótimas de cultivo para células aderentes

Cultivar células aderentes em condições ideais é fundamental para garantir seu crescimento, viabilidade e funcionalidade. As células aderentes, que necessitam de um substrato para se fixarem, demandam um ambiente de cultivo rigorosamente controlado. Entre os principais fatores a serem monitorados estão a temperatura, o pH e os gases.

Faixa de temperatura ideal para o crescimento de células aderentes 

A temperatura é um dos fatores mais críticos para o cultivo de células aderentes. A faixa de temperatura ideal varia conforme o tipo de célula, mas, geralmente, a maioria das células aderentes animais prospera a uma temperatura de 37 °C. Esta temperatura simula o ambiente interno do corpo, proporcionando condições fisiológicas ideais para a atividade metabólica e proliferação celular.

• 37 °C: temperatura padrão para a maioria das células aderentes de mamíferos.

• Desvios de temperatura: pequenas variações podem ser toleradas, mas desvios significativos (acima ou abaixo) podem causar estresse celular, interromper o ciclo celular, e até levar à morte celular.

Manutenção dos níveis de pH e oxigênio no ambiente de cultivo 

A manutenção do pH e dos níveis de oxigênio no meio de cultura é igualmente crucial para o cultivo de células aderentes. Ambos os fatores influenciam diretamente a viabilidade e a atividade metabólica das células.

• Faixa ideal: o pH ideal para a maioria das células aderentes varia entre 7,0 e 7,6. Este intervalo simula as condições fisiológicas normais.

• Controle do pH: o meio de cultura é frequentemente tamponado para manter o pH estável. Soluções de bicarbonato de sódio são comumente utilizadas em combinação com uma atmosfera controlada de dióxido de carbono (CO₂) de 5% a 10%. A troca regular do meio de cultura ajuda a evitar a acidificação resultante do acúmulo de metabólitos.

• Concentração de oxigênio: a concentração de oxigênio ideal pode variar dependendo do tipo de célula e da fase de cultivo. A concentração atmosférica normal (~21% O₂) é geralmente adequada, mas algumas culturas podem requerer níveis mais baixos de oxigênio (hipóxia) para imitar condições fisiológicas específicas.

Além da temperatura, pH e oxigênio, o meio de cultura também deve ser cuidadosamente monitorado e controlado para otimizar o cultivo de células aderentes:

• Troca de meio de cultura: substituir regularmente o meio de cultura é crucial para remover produtos metabólicos tóxicos e fornecer nutrientes frescos, garantindo um ambiente propício para o crescimento celular.

Equipamentos e ferramentas essenciais para o cultivo de células aderentes

O cultivo de células aderentes requer um conjunto específico de equipamentos e ferramentas para garantir um ambiente controlado. Entre os equipamentos essenciais estão as Incubadoras Roller e Sistemas Roller, que desempenham papéis fundamentais em diferentes aspectos do cultivo celular. Os principais equipamentos que podem ser utilizados em cultura de células:

• Incubadora Roller: mantêm a temperatura estável, proporcionando um ambiente controlado ideal para o crescimento celular.

• Sistema Roller: facilitam o cultivo de células em garrafas roller, oferecendo um ambiente dinâmico que melhora a troca de nutrientes e gases.

• Fluxo laminar: proporciona um ambiente estéril para manipulação de culturas celulares, minimizando o risco de contaminação.

• Microscópios: utilizados para monitorar o crescimento e a morfologia das células.

• Centrífugas: ajudam na separação e preparação de células e meios de cultura.

• Autoclaves: utilizados para esterilizar equipamentos e meios de cultura, garantindo um ambiente livre de contaminantes.

Incubadora e sistema roller

As incubadoras são uma das aquisições mais importantes em um laboratório de cultura celular. Elas fornecem um ambiente controlado onde as células podem crescer e se desenvolver da maneira necessária. As principais características da Incubadora Roller TE-3912/1 são: 

• Controle de temperatura: essas incubadoras podem manter uma temperatura constante, geralmente em torno de 37 °C, a temperatura ideal para a maioria das células de mamíferos. E operam numa faixa de temperatura de +10 °C a 60 °C.

• Esterilidade: Sua área interna é construída em aço inoxidável, para minimizar a contaminação, com superfícies que facilitam a assepsia e prolongam a vida útil do equipamento.

Os Sistemas Roller TE-500/4 são cruciais para o cultivo de grandes quantidades de células aderentes em garrafas roller. Esses sistemas mantêm as garrafas em constante rotação suave, proporcionando vários benefícios:

• Distribuição uniforme de nutrientes e gases: a rotação suave das garrafas garante que todos os nutrientes e gases sejam distribuídos uniformemente, evitando a formação de gradientes de concentração.

• Aumento da área de aderência: as garrafas roller oferecem uma superfície maior para as células aderirem, permitindo o cultivo de um número maior de células.

• Redução de danos celulares: A rotação suave minimiza a tensão de cisalhamento, reduzindo o risco de danos às células.

• Flexibilidade de escala: sistemas Roller permitem o uso simultâneo de várias garrafas, aumentando a capacidade de produção.

Considerações finais

As células aderentes são indispensáveis na pesquisa e na indústria farmacêutica. Sua capacidade de aderir a superfícies e formar camadas celulares facilita uma ampla gama de aplicações, desde a pesquisa básica até a produção industrial de medicamentos e vacinas.

O cultivo de células aderentes requer equipamentos específicos que garantam um ambiente controlado e seguro. Incubadoras e Sistemas Roller são ótimos equipamentos para esse processo, proporcionando as condições ideais para o crescimento celular e permitindo escalabilidade e eficiência na produção.