Spesso in corsi di biologia generale, di laurea, i temi della regolazione del ciclo cellulare e cancro sono toccati, ma non approfondite in particolare perché l'ampiezza del contenuto di questi corsi lascia poco tempo per la profondità. Inoltre, gli studenti di biologia universitari in genere non sono esposti alle tecniche avanzate associate a colture cellulari animali. Per aiutare gli studenti a sviluppare una più profonda comprensione di questi concetti, durante l'applicazione e l'analisi di ciò che hanno imparato, una attività di laboratorio è stato sviluppato come una modifica del Walter Reed Army Institute di Ricerca (WRAIR) ha esteso l'attività di laboratorio 1. Il modulo laboratorio utilizza una strategia di sperimentazione graduale che include crescere e caratterizzare un modello di cellula tumorale, lo sviluppo e l'esecuzione di metodi di conteggio delle cellule, che stabilisce decorso ottimale e dosaggi per il trattamento di cellule con agenti anti-proliferativi, e individuando percorsi di segnalazione cellulare aberranti . L'esperimento consente inoltre apertoRichiesta -ended.
La maggior parte delle tecniche necessarie per questa attività può essere realizzato in un tipico laboratorio di biologia insegnamento. L'attività inizia con gli studenti che caratterizzano il tasso di morfologia e di crescita della linea di cellule tumorali del mouse mammaria (MMT), un modello per il cancro al seno umano 2. Il cancro al seno è stato scelto come modello di cancro a causa della sua prevalenza nella popolazione, la conoscenza di studenti universitari età, ed i dati diffusi disponibili. La linea cellulare MMT è stato appositamente selezionato perché è facilmente ottenibile, ben caratterizzato, ha un tempo di raddoppio breve ed è facile da coltivare. Inoltre, le cellule MMT sono estrogeno-dipendente, che è in linea con la maggior parte dei tumori al seno femminile. Gli studenti poi identificare i percorsi di segnalazione cellulare aberrante nelle cellule MMT trattando le cellule con farmaci chemioterapici cui meccanismo d'azione è ben established.The concentrazione dei farmaci e la lunghezza dei trattamenti sono variati consentendo agli studentiper valutare l'effetto di queste variabili sul tasso di divisione cellulare. Il test chiave per questa attività è la determinazione della vitalità cellulare, che richiede semplicemente il conteggio delle cellule, utilizzando uno dei due metodi. Ogni metodo dipende forti competenze microscopia. Gli studenti di determinare la vitalità cellulare, utilizzando un normale metodo emocitometro e un metodo photomicroscopy romanzo e propongono. Sulla base dei loro risultati, che possono proporre e testare le modifiche all'attività. Gli studenti poi rappresentano i loro dati e interpretare i risultati per perfezionare la loro ipotesi e mettere a punto nuove strategie sperimentali.
Questa attività di laboratorio è adatto per matricole o livello sophomore studenti, la specializzazione in scienze biologiche. Si è condensato in un modulo di laboratorio di una settimana che può essere completato in un primo anno, biologia generale e secondo anno, cellulare / molecolare corso di biologia. Competenze necessarie per il corretto completamento dell'attività includono aritmetica di base e algebra, la familiarità con una serie di ccompetenze di laboratorio minerale (per esempio, pipettaggio, fabbricazione soluzione tecnica sterile), l'analisi dei dati, la microscopia ottica e la gestione del tempo di base, insieme con la conoscenza istruttore di coltura cellulare e software del foglio elettronico. Reagenti richiesti comprendono un modello linea di cellule animali per il cancro (ad esempio, il mouse mammari cellule tumorali, MMT 2), agenti chemioterapici (ad esempio, il tamoxifene, la curcumina, la metformina, e aspirina), trypan blu cultura e di cellule di supporto (ad esempio, Minimum Essential Medium dell'Aquila ; EMEM) con i supplementi adeguati (per esempio, a cavallo dei donatori e siero fetale bovino). Gli strumenti necessari sono un microscopio invertito luce con attacco fotocamera digitale, computer, 100 mm e 24 piastre di coltura dei tessuti e, di CO 2 incubatore (o equivalente), armadio biosicurezza (BSC; classe II), emocitometro, e il software di microscopia digitale.
Ci sono buoni esempi di specifiche attività di laboratorio che si basano su colture cellulari animali a Teacstudenti universitari h sui concetti di biologia cellulare 3. Tuttavia molti richiedono forniture o tecniche che non sono facilmente accessibili (ad esempio, gli isotopi radioattivi, tessuti di animali vivi, attrezzature avanzate di imaging 1,4,5), descrivono i protocolli che sono abbastanza avanzati (ad esempio, adatto per un corso di 400 livello 6), o richiedere più settimane o semestre progetti lunghi 6,7. L'attività di laboratorio qui descritto è semplice e può essere effettuata in una sola settimana, con apparecchiature di laboratorio comune.
In sintesi, questo modulo laboratorio introduce efficacemente o rafforza i concetti di ciclo cellulare, vie di segnalazione cellulare e cancro, mentre l'insegnamento delle competenze di laboratorio di base e avanzate, analisi dei dati sperimentali, il metodo di coltura delle cellule animali e il processo scientifico. Il modulo di laboratorio è semplice ed economicamente accessibile e offre sia la flessibilità e opportunità per l'inchiesta a tempo indeterminato. L'attività incoraggia la creatività degli studentifornendo una strategia sperimentale modello che funge da guida, ma non una ricetta. Ancora più importante, l'attività soddisfa tutti i domini di apprendimento di Blooms Tassonomia 8 come si richiede a ricordare, la comprensione, l'applicazione, l'analisi, la valutazione e la creazione coinvolgendo gli studenti in un processo che li tira fuori del libro di testo e nel mondo della ricerca scientifica.