محیط کشت سلولی RPMI-1640
محیط کشت سلولی RPMI-1640 یک محیط مغذی مصنوعی و یکی از پرمصرفترین محیطهای پایه در کشت سلولهای پستانداران است که در سال ۱۹۶۶ توسط جورج ای. مور، رابرت ای. گرنر و اچ. آدیسون فرانکلین در مؤسسه یادبود رزول پارک واقع در بافالو نیویورک طراحی و معرفی شد. این محیط در ابتدا برای کشت موفق سلولهای لوسمیک انسانی در دو حالت کشت چسبنده و سوسپانسیون فرموله گردید و به تدریج با اصلاحات انجام شده بر روی محیط McCoy’s 5A یا RPMI-1630، دامنه کاربرد آن گسترش یافت. نام RPMI برگرفته از نام کامل مؤسسه مذکور یعنی Roswell Park Memorial Institute است و عدد ۱۶۴۰ نشاندهنده شماره فرمولاسیون نهایی این محیط میباشد. ماهیت منحصربهفرد این محیط در مقایسه با سایر محیطهای پایه مانند DMEM و MEM در حضور ترکیب شیمیایی کاهنده گلوتاتیون و غلظت بالای ویتامینها نهفته است. به طور مشخص، ویتامینهایی نظیر بیوتین، ویتامین B12 و پارا آمینوبنزوئیک اسید در فرمولاسیون RPMI-1640 وجود دارند که در محیطهای یادشده دیده نمیشوند. همچنین اینیتوزیتول و کولین در غلظتهای بسیار بالایی در این محیط حضور دارند. این ویژگیها سبب شدهاند تا RPMI-1640 از نظر تغذیهای منحصربهفرد بوده و نیازهای متابولیکی خاص سلولهای لنفوئیدی و خونی را به خوبی تأمین کند. جالب توجه است که فرمولاسیون پایه این محیط برخلاف اغلب محیطهای کشت پستانداران، دارای PH معادل ۸ است و از یک سیستم بافری متکی بر بیکربنات سدیم با غلظت ۲ گرم بر لیتر بهره میبرد. این سیستم بافری برای حفظ PH فیزیولوژیک سلولها در محدوده ۷/۰ تا ۴/۷ به حضور ۵ تا ۱۰ درصد دیاکسید کربن در اتمسفر انکوباتور وابسته است. در شرایط آزمایشگاهی که انکوباتور CO2 در دسترس نباشد، میتوان از نسخههای حاوی هپس استفاده کرد تا پایداری PH بدون نیاز به دیاکسید کربن اضافی حفظ شود.
در خصوص ترکیبات تشکیلدهنده یک لیتر از محیط کشت RPMI-1640، این محیط شامل دستههای متنوعی از مواد مغذی است که برای رشد و تکثیر سلولی طراحی شدهاند. دسته اول کربوهیدراتها هستند که منبع اصلی انرژی سلول محسوب میشوند و گلوکز با غلظت ۲ گرم بر لیتر به عنوان قند اصلی در این محیط حضور دارد. دسته دوم نمکهای معدنی هستند که برای حفظ تعادل اسمزی و تأمین یونهای ضروری برای فعالیت آنزیمی سلول اهمیت حیاتی دارند. ترکیب نمکها در یک لیتر از این محیط شامل ۶ گرم سدیم کلرید، ۲ گرم بیکربنات سدیم، ۵۱۲/۱ گرم دیسدیم فسفات، ۴۰۰ میلیگرم پتاسیم کلرید، ۱۰۰ میلیگرم منیزیم سولفات و ۱۰۰ میلیگرم کلسیم نیترات است. دسته سوم اسیدهای آمینه هستند که بلوکهای سازنده پروتئینها و آنزیمهای سلولی را تشکیل میدهند. RPMI-1640 حاوی ۳۰۰ میلیگرم ال-گلوتامین، ۲۰۰ میلیگرم آرژنین، ۵۰ میلیگرم از هر یک از اسیدهای آمینه آسپاراژین، سیستین، لوسین و ایزولوسین، ۴۰ میلیگرم هیدروکلراید لیزین، ۳۰ میلیگرم سرین، ۲۰ میلیگرم از هر یک از اسیدهای آسپارتیک، اسید گلوتامیک، هیدروکسی پرولین، پرولین، ترئونین، تیروزین و والین، ۱۵ میلیگرم از هر یک از اسیدهای هیستیدین، متیونین و فنیل آلانین، ۱۰ میلیگرم گلیسین، ۵ میلیگرم تریپتوفان و ۱ میلیگرم گلوتاتیون کاهش یافته است. وجود گلوتاتیون به عنوان یک آنتیاکسیدان طبیعی، این محیط را در محافظت از سلولها در برابر استرس اکسیداتیو متمایز میسازد. دسته چهارم ویتامینها هستند که به عنوان کوفاکتورهای آنزیمی و تنظیمکنندههای مسیرهای متابولیک عمل میکنند. فرمولاسیون ویتامینی این محیط شامل ۳۵ میلیگرم اینیتوزیتول، ۳ میلیگرم کلراید کولین، ۱ میلیگرم از هر یک از ویتامینهای پارا آمینوبنزوئیک اسید، اسید فولیک، نیکوتین آمید، پیریدوکسین هیدروکلراید و تیامین هیدروکلراید، ۲۵/۰ میلیگرم پانتوتنات کلسیم، ۲/۰ میلیگرم از هر یک از بیوتین و ریبوفلاوین و ۰۰۵/۰ میلیگرم سیانوکوبالامین است. در نهایت، نشانگر فنول رد با غلظت ۵ میلیگرم در لیتر به منظور پایش تغییرات PH و اطمینان از سلامت فیزیولوژیک محیط کشت به فرمولاسیون اضافه میشود. لازم به ذکر است که RPMI-1640 ذاتاً فاقد پروتئین، لیپید و فاکتور رشد است و بنابراین استفاده از مکملهایی مانند سرم جنین گاوی معمولاً برای تأمین این ترکیبات ضروری و دستیابی به رشد مطلوب سلولی توصیه میشود.
شرکت آزماکالا به عنوان یکی از ارائهدهندگان معتبر محصولات با کیفیت در حوزه زیستفناوری، محیط کشت سلولی RPMI-1640 را تحت برندهای مشهور جهانی GIBCO از شرکت ترمو فیشر ساینتیفیک، برند BIOSERA از فرانسه و برند PAN-BIOTECH از آلمان به مشتریان عرضه میکند. برند GIBCO به عنوان یکی از قدیمیترین و معتبرترین برندها در تولید محصولات کشت سلولی شهرت جهانی دارد و محصولات آن در آزمایشگاههای تحقیقاتی و بالینی سراسر جهان مورد استفاده قرار میگیرد. Gibco RPMI-1640 تحت استانداردهای cGMP و ایزو ۱۳۴۸۵ تولید شده و در فرمتهای مختلف از جمله مایع استریل و پودر قابل تهیه است. تنوع فرمولاسیون در Gibco بسیار گسترده است و محصولات پیشرفتهای نظیر Advanced RPMI-1640 که نیاز به سرم را تا ۵۰ تا ۹۰ درصد کاهش میدهد، RPMI-1640 همراه با GlutaMAX که از تخریب خودبهخودی ال-گلوتامین و تجمع آمونیاک جلوگیری میکند و همچنین BenchStable RPMI-1640 که برای نگهداری در دمای اتاق طراحی شده، از جمله نوآوریهای این شرکت محسوب میشوند. برند BIOSERA که در فرانسه مستقر است، محصولات خود را مطابق با استانداردهای سختگیرانه تولید فرانسه و گواهیهای بینالمللی ایزو ۹۰۰۱ و ۱۳۴۸۵ عرضه میدارد. BIOSERA به عنوان یکی از تأمینکنندگان پیشرو در زمینه سرم حیوانی و محیطهای کشت سلولی، RPMI-1640 را در نسخههای گوناگون از جمله همراه با ال-گلوتامین، بدون ال-گلوتامین، همراه با هپس و نسخههای فاقد بیکربنات سدیم یا گلوکز ارائه میدهد. دفتر مرکزی این شرکت در نزدیکی مراکز جمعآوری مواد اولیه در فرانسه قرار دارد که تضمینکننده کیفیت و تازگی محصولات و همچنین رعایت اصول اخلاقی در تهیه سرم میباشد. برند PAN-BIOTECH با قدمتی بیش از سه دهه، از سال ۱۹۸۸ در بایرن آلمان به تولید محصولات کشت سلولی از جمله سرم، محیطهای کشت و معرفهای مرتبط با ژندرمانی و تولید واکسن مشغول است. محصولات PAN-Biotech تحت شعار ساخت آلمان با بالاترین استانداردهای کیفی عرضه شده و تنوع وسیعی از محیطهای پایه مانند DMEM، DMEM/F12 و RPMI-1640 را پوشش میدهند. نکته حائز اهمیت در مورد PAN-Biotech، ارائه نسخههای GMP گرید از محیط RPMI-1640 است که برای کاربردهای بالینی و صنعتی تحت قوانین سختگیرانه تولید دارویی طراحی شده و استفاده از آن در فرآیندهای تحت نظارت قانونی مانند تولید سلولهای درمانی و واکسن مجاز میباشد. همچنین این شرکت با تأکید بر کیفیت و ارائه راهکارهای بدون سرم و تعریفشده شیمیایی، گزینههای مناسبی را برای تحقیقات پیشرفته و زیستفناوری فراهم میسازد.
اهمیت محیط کشت RPMI-1640 در زیستشناسی سلولی و پزشکی نوین از چند جنبه قابل بررسی است. نخست آنکه این محیط به دلیل تطبیقپذیری بسیار بالا با طیف گستردهای از انواع سلولهای پستانداران، به یک استاندارد طلایی در آزمایشگاههای تحقیقاتی و بالینی بدل شده است. مطالعات متعدد نشان دادهاند که RPMI-1640 برای کشت سلولهای هلا، Jurkat، MCF-7، PC12، سلولهای تک هستهای خون محیطی، آستروسیتها و انواع کارسینوما مناسب است. کاربرد اصلی و تاریخی این محیط در کشت سلولهای سیستم ایمنی و خونی به ویژه لنفوسیتهای انسانی است. لنفوسیتهای T و B که نقش محوری در ایمنی اکتسابی دارند، به دلیل متابولیسم خاص خود نیازمند غلظت بالای فسفات و مجموعه کاملی از ویتامینها و اسیدهای آمینه هستند که RPMI-1640 این نیازها را به نحو مطلوبی برآورده میسازد. این توانایی سبب شده تا RPMI-1640 به عنوان محیط انتخابی در مطالعات ایمونولوژی، تحقیقات مربوط به اختلالات لنفوپرولیفراتیو، تولید آنتیبادی مونوکلونال از سلولهای هیبریدوما و کشت سلولهای بنیادی خونساز مورد استفاده گسترده قرار گیرد. دومین جنبه اهمیت این محیط، قابلیت انعطاف فرمولاسیون و امکان شخصیسازی آن بر اساس نیازهای خاص هر تحقیق است. کاربران میتوانند با حذف یا افزودن برخی ترکیبات مانند ال-گلوتامین، فنول رد، هپس و بیکربنات سدیم، شرایط کشت را بهینهسازی کنند. این انعطاف باعث شده تا RPMI-1640 در طیف وسیعی از کاربردها از جمله کشت عاری از سرم، کشت سلولهای چسبنده و سوسپانسیون، پروتکلهای همجوشی سلولی و کشت سلولهای هیبرید مناسب باشد. سومین جنبه مهم، نقش کلیدی این محیط در پزشکی بازساختی و تولید محصولات بیولوژیک است. نسخههای GMP گرید RPMI-1640 که توسط برندهایی مانند PAN-Biotech عرضه میشوند، امکان تولید سلولهای درمانی در مقیاس صنعتی با رعایت کامل استانداردهای دارویی را فراهم میکنند. این سلولها میتوانند در درمان سرطانها از طریق ایمونوتراپی مبتنی بر سلولهای T، درمان بیماریهای خودایمنی و اختلالات خونی مورد استفاده قرار گیرند. در مجموع، RPMI-1640 با سابقه بیش از پنج دهه حضور در عرصه سلولی و مولکولی، نه تنها در تحقیقات پایه بلکه در توسعه محصولات زیستی و درمانهای پیشرفته سلولی و ژنی نیز جایگاه خود را به عنوان یک محیط کشت مرجع و مطمئن حفظ کرده است و انتخاب هوشمندانه برند مناسب آن با توجه به نیازهای کاربردی و استانداردهای کیفی، عاملی تعیینکننده در موفقیت پروژههای علمی و صنعتی خواهد بود.
بدون دیدگاه