Ngoại nhiễm trong nuôi cấy tế bào động vật là một vấn đề rất thường gặp, đôi khi gây ra hậu quả rất nghiêm trọng. Nguồn gây ngoại nhiễm có thể được chia thành hai loại chính, hóa học và sinh học. Các chất hóa học như tạp chất trong môi trường nuôi cấy, huyết thanh và nước, bao gồm nội độc tố, chất hóa dẻo và chất tẩy. Các nguồn gây ngoại nhiễm có bản chất sinh học như vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, virus, mycoplasma, cũng như lây nhiễm chéo bởi các dòng tế bào khác. Mặc dù chúng ta không thể loại bỏ hoàn toàn các nguồn gây ngoại nhiễm nhưng chúng ta có thể giảm tần suất sự cố và mức độ thiệt hại bằng cách hiểu rõ bản chất của chúng và thực hiện tốt kỹ thuật vô trùng. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các nguồn gây ngoại nhiễm có bản chất sinh học.
Nội dung
Vi khuẩn là tác nhân thường gặp gây ngoại nhiễm trong nuôi cấy tế bào
Do tính phổ biến, kích thước và tốc độ tăng trưởng nhanh, vi khuẩn, cùng với
nấm men và nấm mốc, là những tác nhân gây ngoại nhiễm trong nuôi cấy tế bào động vật thường gặp nhất. Ngoại nhiễm do vi khuẩn dễ dàng được phát hiện bằng cách kiểm tra trực quan môi trường nuôi cấy trong vòng vài ngày; môi trường bị nhiễm thường bị đục, đôi khi có một lớp màng mỏng trên bề mặt. Hiện tượng đột ngột giảm độ pH của môi trường nuôi cấy cũng thường gặp khi nhiễm vi khuẩn. Dưới kính hiển vi bình thường, vi khuẩn xuất hiện như các hạt nhỏ xíu chen giữa các tế bào. Khi quan sát dưới kính hiển vi cao cấp hơn, chúng ta có thể quan sát được từng vi khuẩn riêng lẻ.
Nấm men
Nấm men là vi sinh vật nhân chuẩn đơn bào có kích thước từ vài micromet lên đến 40 micromet. Giống như ngoại nhiễm bởi vi khuẩn, môi trường nuôi cấy khi bị nhiễm nấm men sẽ trở nên đục, đặc biệt là nếu bị nhiễm trong giai đoạn phát triển. Có rất ít thay đổi về độ pH khi bị ngoại nhiễm bởi nấm men. Đến khi tình trạng nhiễm trở nên nặng hơn, giá trị pH sẽ tăng. Dưới kính hiển vi, nấm men xuất hiện dưới dạng các hạt hình trứng hoặc hình cầu riêng lẻ (sau này có thể mọc chồi thành các hạt nhỏ hơn).
Nấm mốc
Nấm mốc là các vi sinh vật nhân chuẩn phát triển dưới dạng đa bào, hình thành nên các sợi nhỏ gọi là sợi nấm. Một mạng lưới được tạo ra bởi các sợi đa bào này chứa hạt nhân giống hệt nhau về mặt di truyền và được gọi là cụm sợi nấm (colony). Tương tự như khi bị ngoại nhiễm bởi nấm men, độ pH của môi trường nuôi cấy vẫn ổn định trong giai đoạn đầu bị nhiễm nấm. Sau đó, độ pH tăng nhanh và môi trường trở nên đục.
Dưới kính hiển vi, sợi nấm thường xuất hiện dưới dạng các sợi mỏng, và đôi khi hình thành nên các cụm bào tử dày đặc hơn. Bào tử của nhiều loài nấm mốc có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt trong giai đoạn ngủ đông của chúng. Chúng chỉ được hoạt hóa khi gặp điều kiện tăng trưởng phù hợp.
Virus
Virus là tác nhân gây nhiễm siêu nhỏ. Chúng chiếm lĩnh hệ thống biến dưỡng của tế bào chủ để tái sản xuất vật chất di truyền và hạt virus mới. Do có kích thước cực nhỏ, virus rất khó bị phát hiện trong môi trường nuôi cấy tế bào. Và cũng rất khó loại bỏ virus ra khỏi các loại hóa chất sử dụng trong quy trình nuôi cấy. Bởi vì hầu hết các virus có yêu cầu rất nghiêm ngặt đối với vật chủ, chúng thường không ảnh hưởng xấu đến tế bào nuôi cấy khác loài với vật chủ của chúng. Tuy nhiên, sử dụng tế bào nuôi cấy bị nhiễm virus có thể tạo ra một mối nguy hiểm nghiêm trọng đối với nhân viên phòng thí nghiệm, đặc biệt là nếu trong quy trình có nuôi cấy tế bào người hoặc linh trưởng. Vấn đề ngoại nhiễm trong nuôi cấy tế bào bởi virus có thể được phát hiện bằng kính hiển vi điện tử, phương pháp miễn dịch với một bộ kháng thể, thử nghiệm ELISA hoặc PCR.
Mycoplasma cũng là tác nhân gây ngoại nhiễm trong nuôi cấy tế bào
Mycoplasma là những vi khuẩn đơn giản thiếu thành tế bào và được coi là sinh vật nhỏ nhất có khả năng tự sao chép. Do kích thước cực nhỏ của chúng (thường nhỏ hơn một
micromet), mycoplasma rất khó phát hiện cho đến khi chúng đạt được mật độ cực cao và làm cho môi trường nuôi cấy tế bào bị thoái hóa. Một số mycoplasma phát triển chậm có thể tồn tại trong nuôi cấy mà không gây ra chết tế bào, nhưng chúng có thể làm thay đổi hoạt động và sự trao đổi chất của tế bào chủ trong môi trường nuôi cấy.
Nhiễm mycoplasma lâu dài có thể dẫn đến giảm tỷ lệ tế bào tăng sinh, giảm mật độ bão hòa và tế bào bị ngưng kết trong môi trường nuôi cấy huyền phù. Tuy nhiên, cách duy nhất để phát hiện nhiễm mycoplasma là kiểm tra các mẫu tế bào nuôi cấy định kỳ bằng chất nhuộm huỳnh quang (ví dụ: Hoechst 33258), ELISA, PCR, nhuộm miễn dịch,
phóng xạ tự ghi, hoặc các thử nghiệm vi sinh.
Nhiễm chéo giữa các dòng tế bào
Mặc dù không phổ biến như ngoại nhiễm bởi vi khuẩn, nhiễm chéo nhiều các dòng tế bào với HeLa và các dòng tế bào phát triển nhanh khác là một vấn đề nghiêm trọng. Sử dụng các dòng tế bào từ các ngân hàng tế bào có uy tín, kiểm tra định kỳ đặc điểm của các dòng tế bào và thực hành tốt kỹ thuật vô trùng sẽ giúp bạn tránh được sự lây nhiễm chéo. Kỹ thuật dấu vân tay DNA, phân tích karyotype và phân tích isotype có thể xác nhận sự hiện diện của nhiễm chéo trong nuôi cấy tế bào.
Để hạn chế vấn đề ngoại nhiễm trong nuôi cấy tế bào, chúng ta nên tuân thủ các quy định của kỹ thuật vô trùng. Để dễ hình dung về các điểm then chốt trong kỹ thuật vô trùng, chúng ta hãy cùng xem video bên dưới nhé!
Nội dung bài viết được tham khảo từ ThermoFisher Scientific dịch và chỉnh sửa bởi sinhhocphantu.net.
6,748 total views, 8 views today
