Principios básicos y condiciones de cultivo
Para el cultivo se suelen elegir tejidos embrionarios o tumorales (malignizados). Su principal ventaja frente a las células normales de un organismo adulto es su alta capacidad de crecimiento activo y división.
Para que un cultivo crezca con éxito fuera del organismo, es necesario cumplir estrictamente cinco parámetros clave:
- Asepsia. Cumplimiento absoluto de la esterilidad en todas las etapas del trabajo.
- Material de laboratorio. Se utiliza exclusivamente vidrio químicamente neutro (frascos, tubos de ensayo, matraces) o biorreactores industriales especializados.
- Medios de cultivo. Las células requieren mezclas complejas multicomponentes. Por lo general, se utiliza el medio 199 o el medio de Eagle. Su composición incluye aminoácidos, vitaminas, sales minerales, glucosa y suero sanguíneo. Es obligatorio añadir soluciones tampón para estabilizar el nivel de pH.
- Protección antibacteriana. Se añaden antibióticos al medio de cultivo. Esto es necesario para inhibir el crecimiento de microflora adventicia ocasional que podría destruir el cultivo.
- Régimen de temperatura. Se realiza la incubación en estufa estrictamente en el rango de 36–38,5 °C.
Tipos de cultivos celulares según el modo de crecimiento
Dependiendo de la organización del tejido y la naturaleza de la interacción de las células con el medio, se distinguen tres formas principales:
- Cultivos en monocapa. Las células se adhieren firmemente a la superficie de vidrio químicamente neutro y se multiplican, formando una capa continua de exactamente una célula de espesor. Este es el método más demandado y utilizado en la virología práctica.
- Cultivos en suspensión. Las células no se adhieren a las paredes, sino que flotan libremente y se multiplican en todo el volumen del medio de cultivo líquido. Para garantizar el acceso a los nutrientes y una aireación adecuada, se requiere una agitación constante del líquido (mediante agitadores magnéticos o en tambores rotatorios). Este tipo es ideal para la obtención industrial de biomasa, por ejemplo, en la producción de vacunas virales.
- Cultivos de órganos. En este caso no se utilizan células aisladas, sino fragmentos enteros de tejidos y órganos. La principal característica del método es la conservación de la arquitectura tisular original. Sin embargo, debido a la complejidad de mantener la viabilidad, el uso de este tipo es sumamente limitado.
Clasificación de los cultivos según el número de generaciones (pases)
La viabilidad de las células en el laboratorio se evalúa por el número de resiembras posibles que son capaces de soportar.
1. Cultivos primarios (primario-tripsinizados) Se obtienen a partir de tejidos tumorales, normales o embrionarios. Para ello, el material de partida se trata con enzimas proteolíticas (más comúnmente tripsina). La enzima destruye las uniones intercelulares y permite obtener una suspensión de células completamente aisladas. El principal inconveniente de estos cultivos es su viabilidad extremadamente limitada: soportan solo entre 5 y 10 pases (generaciones).
2. Cultivos continuos (estables) Derivan de tejidos con un potencial de crecimiento extremadamente alto: embrionarios o tumorales. Son capaces de vivir en el laboratorio indefinidamente (decenas de años) y soportar un sinnúmero de resiembras.
- Ventajas: rentabilidad, baja intensidad de mano de obra, alta tasa de multiplicación, capacidad de almacenamiento prolongado en estado congelado y estandarización de los procesos (se utilizan líneas internacionales estandarizadas en todo el mundo).
- Desventajas: las células tienen un carácter maligno y acumulan mutaciones somáticas durante múltiples pases. Debido a su marcado potencial oncogénico, está estrictamente prohibido utilizarlas para la producción de vacunas.
3. Cultivos semicontinuos Ocupan una posición intermedia. Con mayor frecuencia se obtienen a partir de tejidos embrionarios humanos. Poseen mayor viabilidad que los primarios (soportan 40–50 pases), pero no son inmortales. Su principal característica genética es la conservación del conjunto diploide de cromosomas, típico de las células somáticas normales, y la ausencia de transformación maligna. Gracias a su seguridad, se utilizan ampliamente tanto para el diagnóstico como para la producción de vacunas.
Importancia del método para la virología
La introducción de los cultivos celulares se convirtió en una etapa verdaderamente revolucionaria en el desarrollo de la ciencia:
- Identificación. El método permitió a los científicos aislar y describir una enorme cantidad de virus hasta entonces desconocidos para la ciencia.
- Especificidad. Los investigadores obtuvieron la capacidad de seleccionar con precisión las líneas celulares más sensibles para el cultivo de especies virales específicas.
- Profundidad de la investigación. Se hizo posible el estudio detallado de los procesos de interacción entre el virus y la célula viva a un nivel molecular fino.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué líneas específicas de células continuas (cepas) se utilizan con mayor frecuencia en la práctica virológica?
Las fuentes mencionan las siguientes líneas celulares continuas específicas utilizadas en el cultivo de virus:
- HeLa — línea continua indicada para el cultivo de paramixovirus.
- Vero — línea continua indicada para el cultivo de paramixovirus.
- BHK-21 — línea continua indicada para el cultivo de togavirus.
- BHK-21 — cultivo de células de riñón de hámster, en el que se manifiesta claramente el efecto citopático (ECP) de los flavivirus.
- SPEV — cultivo de células renales de cerdo, en el que se manifiesta claramente el ECP de los flavivirus.
¿Mediante qué métodos (fenómenos) se realiza la indicación de la multiplicación viral en el cultivo celular?
La indicación de la multiplicación viral en el cultivo celular se lleva a cabo mediante los siguientes fenómenos específicos:
- Efecto citopático — detección de cambios morfológicos o destrucción de las células infectadas.
- Formación de inclusiones intracelulares — hallazgo de cúmulos de partículas virales o componentes en el citoplasma y el núcleo.
- Formación de «placas» — detección de colonias virales negativas (manchas «estériles») en la capa celular.
- Hemadsorción — adherencia de eritrocitos a las membranas de las células infectadas.
- Hemaglutinación — interacción de los virus liberados de las células con los eritrocitos en el líquido de cultivo.
- Reacción de «color» — cambio de color del indicador del medio de cultivo debido al desplazamiento del pH.
¿Qué tipos principales de efecto citopático (ECP) de los virus existen sobre la monocapa celular?
Las fuentes no proporcionan una clasificación completa de los tipos de ECP viral en la monocapa celular. Se describen las siguientes manifestaciones de ECP y signos asociados de reproducción viral en el cultivo celular:
- Cambios morfológicos celulares — efecto citopático (ECP).
- Destrucción celular — el ECP puede manifestarse mediante la destrucción de las células.
- Formación de sincitios — células gigantes multinucleadas; característica de los paramixovirus debido a la actividad de la proteína F.
- Formación de inclusiones intracelulares — inclusiones específicas visibles mediante microscopía; pueden ser citoplasmáticas o intranucleares.
El grado de expresión del ECP puede variar: en los togavirus es pronunciado, en los flavivirus es débilmente pronunciado.
Para recordar la clasificación según los pases (número de resiembras): Primarios (apenas inician, 5–10 pases, requieren tripsina), Pemicontinuos (a mitad de camino, 40–50 pases, seguros para vacunas), Pcontinuos (sobrevivirán a todos, pases infinitos, pero tumorales y mutados).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué está prohibido utilizar líneas celulares continuas para la producción de vacunas?
Las líneas continuas se originan a partir de tejidos malignos y acumulan mutaciones somáticas durante los pases infinitos. Debido a esto, poseen un potencial oncogénico y no pueden considerarse seguras para el ser humano.
¿Para qué se utiliza la enzima tripsina al obtener cultivos primarios?
La tripsina es una enzima proteolítica que degrada proteínas. Es necesaria para destruir las fuertes uniones intercelulares en el fragmento de tejido original con el fin de obtener una suspensión de células individuales y aisladas entre sí.
¿En qué se diferencian los cultivos en suspensión de los de monocapa?
En los cultivos en monocapa, las células se multiplican únicamente tras adherirse a la superficie del vidrio formando una sola capa. En los cultivos en suspensión, las células se encuentran en estado de suspensión en todo el volumen del medio líquido, lo que requiere agitación constante para garantizar su oxigenación y nutrición.
Qué más repasar sobre el tema
- Composición detallada y función de los componentes del medio 199 y del medio de Eagle
- Mecanismos moleculares de la interacción viral con la célula susceptible
- Tecnologías de producción industrial de vacunas virales en biorreactores
- Criopreservación: normas para el almacenamiento a largo plazo de líneas celulares continuas en estado de congelación
Estudie el tema completo en el curso de «Microbiología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre el tema «Cultivos celulares en virología» y otras 4 383 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 141 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «Fisiología microbiana»
Videoclases gratuitas: microbiologíaLecciones breves con resúmenes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.