Coltura cellulare è uno dei principali strumenti utilizzati nella ricerca biologica molecolare, fornendo un sistema di modello eccellente per rispondere alle diverse domande biologiche che vanno dal normale fisiologia cellulare a drug screening e carcinogenesi1. Cellule primarie, isolate direttamente dal tessuto animale utilizzando metodi enzimatici e/o meccanici, sono spesso considerate più biologicamente rilevanti rispetto a linee cellulari come la risposta biologica può essere più vicina alla situazione in vivo . Protocolli per la preparazione di colture cellulari primarie dovrebbero essere ottimizzati per ogni tipo di specie e delle cellule di interesse al fine di imitare le caratteristiche a cui una cella è adattata e ottenere risultati fisiologicamente significativi.
Numerosi protocolli descrivono condizioni di coltura per i sistemi cellulari di mammifero, mentre simili protocolli che descrivono condizioni di coltura primaria per celle di pesce sono piuttosto scarsi in confronto. Le cellule sono vulnerabili a rapidi cambiamenti di temperatura, pH e osmolalità e sono particolarmente fragili durante la procedura di dissociazione. Soluzioni saline commerciali e mezzi di coltura utilizzati per colture cellulari di mammifero non sono ottimali per pesci teleostei, soprattutto in termini di sistemi tampone pH e l'osmolalità. È, pertanto, importante misurare e regolare le soluzioni a livelli fisiologicamente rilevanti di questi parametri nelle specie di interesse.
Colture primarie pituitari sono stati effettuati da diverse specie di pesci teleostei, tra cui la carpa comune (Carpio di Cyprinus)2,3, erba carpa (idella di Ctenopharyngodon)4, ciprino dorato (Carassius auratus di )5, trota iridea (Oncorhynchus mykiss)6,7di anguilla europea (Anguilla anguilla), tilapia (Oreochromis mossambicus)8, zebrafish (Danio rerio)9, e Merluzzo bianco (Gadus morhua)10. Oltre alla regolazione della temperatura di incubazione per le specie di interesse, molti di questi protocolli hanno incubato le cellule alle condizioni di mammifero-simili che possono essere non ottimali per le specie di interesse, con un pH da 7.2 a 7.5 in atmosfera umidificata contenenti 3-5% CO2. Inoltre, è poco chiaro se l'osmolalità delle soluzioni utilizzate per la preparazione di molte di queste colture cellulari primarie sono stati adeguati e stabile tra le diverse soluzioni.
L'attuale protocollo è basato sul precedente lavoro con colture primarie da merluzzo10 e comprende la regolazione della temperatura di incubazione, osmolalità, pH e sistemi tampone pH, tra cui la pressione parziale di anidride carbonica (pCO2), a la fisiologia di medaka (o. latipes). Medaka è un pesce d'acqua dolce di piccole dimensioni (3 – 4 cm), originario dell'Asia. In questi giorni, è utilizzato come una specie di modello in molti laboratori di ricerca del mondo, come è relativamente facile da allevare e altamente resistenti a molti comuni pesci malattie11. Ci sono diversi vantaggi di usando medaka come un modello, tra cui una tolleranza di temperatura da 4 – 40 ° C11, un tempo di generazione breve, gli embrioni trasparenti, un sesso-determinazione genica12e un genoma sequenziato13, come pure molti altri risorse genetiche disponibili.
Le condizioni di coltura primaria in questo protocollo sono ottimizzate per abbinare la temperatura di 26 ° C che medakas sono fornite all'interno della struttura di pesce. Ulteriormente, l'osmolalità è ridotto da 320 mOsm/kg da Atlantic cod vivono in acqua salata a 290 mOsm/kg per medaka vivono in acqua dolce ed è conforme il osmolality normale di medaka plasma14. In confronto, il tipico osmolality del plasma dei mammiferi è nella gamma di 275-295 mOsm15. Pesci di vita in una varietà di temperature e hanno branchie che sono a diretto contatto con acqua, rendendo la capacità buffer e pH del sangue e liquido extracellulare nei pesci diversi da quelli nei mammiferi. Terreni di coltura dei mammiferi di solito includono sistemi di polmonatura che provocano un pH di circa 7.4 quando i media sono equilibrati a un atmosfera standard di 5% CO2 in aria umidificata a 37 ° C. Il pH è dipendente dalla temperatura e il valore di pH neutro (in acqua) aumenta con una diminuzione di temperatura16. Intervalli di pH tipici pesci teleostei al plasma, da 7,7 a 7,917. L'ottimizzazione del presente protocollo hanno compreso una riduzione da pH 7.85 per il merluzzo conservato a 12 ° C a pH 7.75 per medaka mantenuto a 26 ° C aumentando la CO2 da 0,5% al 1%.
Inoltre, la capacità di tampone del bicarbonato è molto diversa in pesci e mammiferi. CO2 è facilmente scambiato attraverso le branchie nei pesci e il pCO2 in acqua è solo una piccola frazione del pCO2 nel polmone18. Modifica la temperatura o il pCO2 cambierà il pH e il tampone del mezzo. Di conseguenza, il pH, né il pCO2 consigliato per l'incubazione di cellule di mammifero è ottimale per le cellule di pesce, e di conseguenza, i terreni di coltura deve essere ottimizzato con sistemi tampone contenente valori fisiologicamente rilevanti per i pesci e la particolare specie di interesse. Questo protocollo descrive come preparare colture cellulari primarie da cadaveri medaka e includere le rettifiche dell'incubazione temperatura, osmolarità, pH e pH tampone apparato, oltre ad altri parametri importanti da considerare quando si prepara la cellula primaria culture da specie di mammiferi.