BIOLOGIA KOMÓRKI. Testy witalności komórek

Podobne dokumenty
BIOLOGIA KOMÓRKI. Analiza żywotności komórek w warunkach in vitro

PODSTAWY BIOLOGII KOMÓRKI. Bankowanie komórek i ocena ich żywotności

PODSTAWY BIOLOGII KOMÓRKI. Bankowanie komórek i ocena ich żywotności

Temat ćwiczenia: Techniki stosowane w badaniach toksyczności in vitro

BIOLOGIA KOMÓRKI. Mikroskopia fluorescencyjna -2 Przyżyciowe barwienia organelli wewnątrzkomórkowych

Techniki oznaczania aktywności cytotoksycznej związków chemioterapeutycznych in vitro

BIOLOGIA KOMÓRKI. Mikroskopia fluorescencyjna -2 Przyżyciowe barwienia organelli wewnątrzkomórkowych

BIOLOGIA KOMÓRKI. Podstawy mikroskopii fluorescencyjnej -1 Barwienia przyżyciowe organelli komórkowych

BIOLOGIA KOMÓRKI KOMÓRKI EUKARIOTYCZNE W MIKROSKOPIE ŚWIETLNYM JASNEGO POLA I KONTRASTOWO- FAZOWYM; BARWIENIA CYTOCHEMICZNE KOMÓREK

Separacja komórek w gradiencie gęstości PRAKTIKUM Z BIOLOGII KOMÓRKI (BT 231)

BIOLOGIA KOMÓRKI BANKOWANIE KOMÓREK

BIOLOGIA KOMÓRKI DLA BIOCHEMIKÓW. Podstawy mikroskopii fluorescencyjnej -1 Barwienia przyŝyciowe organelli komórkowych

BIOLOGIA KOMÓRKI ANALIZA AKTYWNOŚCI ENDOCYTARNEJ KOMÓREK

BIOLOGIA KOMÓRKI. Techniki generowania heterokariontów

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Katedra Technologii Leków i Biochemii. Biologia komórki nowotworowej: Ćwiczenie E

Oznaczanie aktywności cytotoksycznej chemoterapeutyków wobec komórek nowotworowych

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTRUKCJA Z LABORATORIUM W ZAKŁADZIE BIOFIZYKI. Ćwiczenie 3 ANALIZA TRANSPORTU SUBSTANCJI NISKOCZĄSTECZKOWYCH PRZEZ

BADANIE WŁASNOŚCI KOENZYMÓW OKSYDOREDUKTAZ

Technika hodowli komórek leukemicznych

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Katedra Technologii Leków i Biochemii. Biologia komórki nowotworowej: Ćwiczenie B

Laboratorium 8. Badanie stresu oksydacyjnego jako efektu działania czynników toksycznych

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Komórki macierzyste zastosowania w biotechnologii i medycynie BT Metody identyfikacji i fenotypowania populacji komórek macierzystych

Transport przez błony

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Katedra Technologii Leków i Biochemii. Izolacja mitochondriów z komórek eukariotycznych

ĆWICZENIE 5 MECHANIZMY PROMUJĄCE WZROST ROŚLIN

Metody immunocytochemiczne. Barwienie fluorescencyjne komórek prawidłowych i nowotworowych PRAKTIKUM Z BIOLOGII KOMÓRKI (BT 206, BT 231)

Temat: Komórka jako podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna organizmu utrwalenie wiadomości.

WYKORZYSTANIE TECHNIKI ZAPŁODNIENIA

Fizjologia nauka o czynności żywego organizmu

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Katedra Technologii Leków i Biochemii. Metody przeżyciowego barwienia i obserwacji komórek

Metody immunocytochemiczne. Barwienie fluorescencyjne komórek prawidłowych i nowotworowych PRAKTIKUM Z BIOLOGII KOMÓRKI (BT 106)

Techniki histologiczne barwienie

WŁASNOŚCI SPEKTRALNE NUKLEOTYDÓW PIRYDYNOWYCH (NAD +, NADP + ) OZNACZANIE AKTYWNOŚCI TRANSAMINAZY ALANINOWEJ

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Katedra Technologii Leków i Biochemii. Metody przeżyciowego barwienia i obserwacji komórek

Ćwiczenie 4-5 Mikrobiologiczne kryteria oceny sanitarnej wody

OSTRACODTOXKIT F Procedura testu

Technika radioimmunologicznego oznaczania poziomu hormonów (RIA) dr Katarzyna Knapczyk-Stwora

Badanie dynamiki białek jądrowych w żywych komórkach metodą mikroskopii konfokalnej

RAPORT Z BADAŃ 01369/2015/D/AGST. Blirt S.A Gdańsk, ul. Trzy Lipy 3/1.38. Dział DNA-Gdańsk. Nr zlecenia

1. Oznaczanie aktywności lipazy trzustkowej i jej zależności od stężenia enzymu oraz żółci jako modulatora reakcji enzymatycznej.

WYŻEJ OPISANA CZĘŚĆ DOŚWIADCZENIA JEST PRZYGOTOWANA EOZYNA ŻÓŁTAWA

ALGALTOXKIT F Procedura testu

Doktorantka: Żaneta Lewandowska

Obserwacja zmian turgoru w komórkach korzenia marchwi

Instrukcje do ćwiczeń oraz zakres materiału realizowanego na wykładach z przedmiotu Inżynieria bioprocesowa na kierunku biotechnologia

Odczyn roztworu Skala ph. Piotr Zawadzki i Aleksandra Jarocka

Oznaczanie aktywności - i β- amylazy słodu metodą kolorymetryczną

Próba kontrolna (PK) 1000 l 1000 l

Otrzymany w pkt. 8 osad, zawieszony w 2 ml wody destylowanej rozpipetować do 4 szklanych probówek po ok. 0.5 ml do każdej.

CEL ĆWICZENIA: Zapoznanie się z przykładową procedurą odsalania oczyszczanych preparatów enzymatycznych w procesie klasycznej filtracji żelowej.

Przemiana materii i energii - Biologia.net.pl

Oznaczanie aktywności proteolitycznej trypsyny metodą Ansona

Ćwiczenie 2: Właściwości osmotyczne koloidalnych roztworów biopolimerów.

EKSTRAHOWANIE KWASÓW NUKLEINOWYCH JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

KOMÓRKA 2 KOMÓRKA 1. Budowa komórki zwierzęcej i roślinnej

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA ARKUSZ KALKULACYJNY OKREŚLAJĄCY CENĘ OFERTY. zestaw 4

II. Badanie lekowrażliwości drobnoustrojów ćwiczenia praktyczne. Ćwiczenie 1. Oznaczanie lekowrażliwości metodą dyfuzyjno-krążkową

Morfologia komórki apoptotycznej

Izolowanie DNA i RNA z komórek hodowlanych. Ocena jakości uzyskanego materiału

XXV. Grzyby cz I. Ćwiczenie 1. Wykonanie i obserwacja preparatów mikroskopowych. a. Candida albicans preparat z hodowli barwiony metoda Grama

ĆWICZENIE 3 DGGE- ELEKTROFOREZA W ŻELU Z GRADIENTEM CZYNNIKA DENATURUJĄCEGO

XIX. Pałeczki Gram-ujemne część I - ćwiczenia praktyczne

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Saccharomyces Transformer Kit zestaw do przygotowywania i transformacji komórek kompetentnych Saccharomyces cerevisiae. Metoda chemiczna.

KREW: 1. Oznaczenie stężenia Hb. Metoda cyjanmethemoglobinowa: Zasada metody:

E.coli Transformer Kit

1. Właściwości białek

data ĆWICZENIE 7 DYSTRYBUCJA TKANKOWA AMIDOHYDROLAZ

RAPORT Z BADAŃ 164/Z/ /D/JOGA. Dostarczony materiał: próbki tworzyw sztucznych. Ilość próbek: 1. Rodzaj próbek: tworzywo

OPTYMALNY POZIOM SPOŻYCIA BIAŁKA ZALECANY CZŁOWIEKOWI JANUSZ KELLER STUDIUM PODYPLOMOWE 2011

1.1 Reakcja trójchlorkiem antymonu

Prezentacja: Katarzyna Świtoń

Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Katedra Technologii Leków i Biochemii. Biologia komórki nowotworowej: Ćwiczenie C

JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

KINETYKA HYDROLIZY SACHAROZY

Zestaw do wykrywania Chlamydia trachomatis w moczu lub w kulturach komórkowych

SKUTECZNOŚĆ IZOLACJI JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

Zliczanie pod mikroskopem

bi ~ Zestaw dydal<tyczny umożliwiający przeprowadzenie izolacji genomowego DNA z bakterii EasyLation Genomie DNA INSTRUI<CJA DLA STUDENTÓW

Otrzymywanie i badanie właściwości chemicznych związków wanadu na różnych stopniach utlenienia.

Właściwości błony komórkowej

Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny, WUM.

Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny, WUM.

Metody badania ekspresji genów

HODOWLA PERIODYCZNA DROBNOUSTROJÓW

Mikroskopia fluorescencyjna

data ĆWICZENIE 12 BIOCHEMIA MOCZU Doświadczenie 1

1. Demonstracja preparatów bakteryjnych barwionych metodą negatywną ukazujących kształty komórek bakteryjnych.

ZAKRES TREŚCI: 1. budowa chemiczna organizmów 3. lokalizacja DNA w komórce 2. budowa i funkcjonowanie komórki 4. budowa i właściwości DNA.

2. Przedmiot zamówienia: Odczynniki chemiczne do izolacji DNA i reakcji PCR, wymienione w Tabeli 1. Nazwa odczynnika Specyfikacja Ilość*

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

Przykłady analizy płynów z jam ciała na analizatorze XE-5000

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

ĆWICZENIA Z BIOCHEMII

PL B1. Płyn celomatyczny dżdżownicy Dendrobaena veneta do zastosowania w leczeniu raka płuc

Transkrypt:

BIOLOGIA KOMÓRKI Testy witalności komórek

WSTĘP Każda komórka jest układem termodynamicznie otwartym wymieniającym ze swym otoczeniem materię i energię. Wymiana ta odbywa się poprzez błonę komórkową, której właściwości w dużej mierze decydują o kontrolowaniu przez komórkę swego środowiska, co jest niezbędnym warunkiem korelacji wewnątrzkomórkowych procesów metabolicznych. Wszystkie trwałe uszkodzenia błony komórkowej prowadzą do śmierci komórki. Testy żywotności (witalności) pozwalają na określenie naturalnego stanu błony komórkowej lub mierzą stan metaboliczny komórki i wskazują na potencjalną zdolność komórki do wzrostu i podziału i prawidłowej aktywności metabolicznej. Można je podzielić na pewne grupy: I. Testy, które wykorzystują naturalną właściwość błony komórkowej jako bariery dla związków, które w fizjologicznym ph są anionami. Związki takie (barwniki) nie wnikają do żywych komórek ze względu na ujemny ładunek błony, ale po śmierci komórki (gdy błona zostanie trwale uszkodzona), następuje zanik potencjału pomiędzy zewnętrzną a wewnętrzną stroną błony, przenikają do wnętrza komórki barwiąc cytoplazmę lub jądro. Powszechnie stosowanym barwnikiem z tej grupy jest błękit trypanu, który wybarwia komórki martwe na kolor niebieski. Innymi barwnikami z tej grupy są: zieleń lizaminowa, eozyna Y, erytrozyna B. II. Testy, które oparte są na przechodzeniu przez błonę komórki drobnocząsteczkowych związków, które mogą być gromadzone w żywej komórce powodując jej wybarwienie. Powszechnie stosowanym związkiem z tej grupy jest dwuoctan fluoresceiny, który szybko wnika do wnętrza komórki, gdzie pod wpływem esteraz uwalnia się zeń fluoresceina. Fluoresceina jest związkiem słabo rozpuszczalnym w wodzie w zakresie ph występującego w komórce, w związku z tym może dochodzić do jej znacznego nagromadzanie w komórce, co nie powoduje istotnej zmiany wartości osmotycznej wnętrza komórki. Utrzymywanie barwnika we wnętrzu komórki w dość wysokim stężeniu może zachodzić tylko w komórkach, które są zdolne do gromadzenia substancji w stężeniu wyższym niż występują one w środowisku, co w praktyce oznacza, że komórki takie mają nieuszkodzoną błonę i są żywe. Komórka, która nagromadziła w swym wnętrzu fluoreseinę jest widoczna w mikroskopie fluorescencyjnym, bo świeci na kolor zielony (fluorescencję wzbudza się światłem niebiesko-fioletowym). Uszkodzenie komórki pociąga za sobą natychmiastową dyfuzję fluoresceniny do otaczającego środowiska i komórka staje się niewidoczna. III. Barwniki z tej grupy często używane są w testach żywotności opartych na podwójnych barwieniach, które umożliwiają uwidocznienie równocześnie komórek żywych i martwych. Powszechnie stosowanym testem podwójnego barwienia jest test z dwuoctanem fluoresceiny (wybarwia komórki żywe) i bromkiem etydyny (wybarwia komórki martwe). Bromek etydyny, jodek propydyny, oranż akrydyny to związki (fluorochromy), które przechodzą przez uszkodzoną błonę i akumulują się w martwych komórkach dzięki specyficznemu wiązaniu się z kwasami nukleinowymi. Bromek etydyny wiąże się z DNA na zasadzie interkalacji, termin interkalacja (z łac. intercalare) oznacza wsuwać się, jest zarezerwowany dla specyficznego sposobu wiązania polegającego na wsuwaniu się płaskich heterocyklicznych, aromatycznych układów pomiędzy pary zasad w podwójnej helisie DNA. 2

Bromek etydyny jest związkiem bardzo często wykorzystywanym w biologii molekularnej, fluoryzuje na kolor pomarańczowo-czerwony umożliwia tym samym uwidocznienie np. prążków DNA w żelu w trakcie elektroforezy. Podczas pacy z bromkiem etydyny należy zachować szczególną ostrożność gdyż jest on związkiem o silnym działaniu mutagennym i karcynogennym. IV. Testy, które polegają na wybarwieniu żywych komórek dzięki akumulacji barwników w pewnych organellach (np. wakuolach). Po śmierci komórki barwnik wydostaje się z wakuoli i dyfunduje do cytoplazmy (dochodzi do wyrównania stężeń barwnika między wnętrzem komórki w a otaczającym ją środowiskiem). Powszechnie używanym barwnikiem z tej grupy jest czerwień obojętna, barwnik rozpuszczalny w wodzie, który wnika do komórki żywej i akumuluje się we wnętrzu organelli o kwaśnym ph(endosomy, lizosomy). Test żywotności z czerwienią obojętną trzeba stosować z dużą ostrożnością, gdyż wiele związków może odwracalnie zmieniać aktywność endocytozy fazy płynnej w żywych komórkach. V. Testy, które oparte są na określeniu aktywności metabolicznej komórek, np. aktywności oksydacyjnej komórki. Powszechnie stosowanym jest test MTT, który umożliwia pomiar aktywności przemian energetycznych w mitochondriach. Mierzy on żywotność komórek za pomocą testu redukcji soli tetrazolowej (MTT - substratu rozpuszczalnego w wodzie, o zabarwieniu białym lub żółtym) do nierozpuszczalnego formazanu (o zabarwieniu ciemnoniebieskim). Ilość barwnego zredukowanego MTT jest proporcjonalna do aktywno ści oksydacyjnej mitochondriów komórki, a w ściśle określonych warunkach doświadczalnych do liczby aktywnych metabolicznie (żywych) komórek w populacji. Test MTT może być używany do określania żywotności komórek szczególnie w populacjach komórek już nie dzielących się, ale aktywnych metabolicznie. Musi jednak być stosowany z dużą ostrożnością, gdyż wiele komórek żywych może nie wykazywać aktywności oksydacyjnej mitochondriów. Do precyzyjnych pomiarów żywotności komórek (np. przy ocenie cytotoksyczności badanych związków) warto skompilować 2 różne testy witalności np. test z błękitem trypanu i test z dwuoctanem fluoresceiny i bromkiem etydyny lub test z czerwienią obojętna i test z test z błękitem trypanu itp. Kolejnym testem z tej grupy jest test LDH. Opisana metoda służy do oceny stopnia toksyczności badanej substancji względem komórek przylegających do podłoża. Metoda ta oparta jest na reakcjach enzymatycznych w wyniku których powstaje barwny produkt, oznaczany spektrofotometrycznie przy użyciu czytnika ELSA. Dehydrogenaza mleczanowa (LDH) jest enzymem cytozolowym, który w warunkach fizjologicznych nie jest uwalniany do środowiska. Uszkodzenie mechaniczne błony plazmatycznej oraz śmierć komórki spowodowana działaniem czynników szkodliwych np. substancji chemicznych czy też czynników fizycznych, powoduje uwolnienie LDH z komórek do środowiska. Oznaczenie aktywności LDH w supernatancie jest miarą toksyczności badanej substancji względem komórek w hodowli. Reakcje enzymatyczne w opisanej metodzie zachodzą w dwóch etapach: w pierwszym etapie mleczan przekształcany jest do pirogronianu, reakcję tę katalizuje LDH uwolniona z komórek, która przenosi H+ z mleczanu na NAD+. W drugim etapie diaforaza katalizuje przeniesienie H+ z NADH/H+ na tetrazolonę, która ulega redukcji do formazanu. Metoda ta pozwala w sposób prosty i jednoznaczny określić czy dana substancja powoduje uszkodzenie błony plazmatycznej komórek, a w konsekwencji ich śmierć. 3

Ćwiczenie ma na celu praktyczne zapoznanie się z wykonaniem testu żywotności z wykorzystaniem dwuoctanu fluoresceiny oraz bromku etydyny Materiały 1.hodowle komórek nowotworowych - melanoma B16 lub sarkoma XC - komórki wysiane w małych szalkach Petriego (lub probówkach hodowlanych- skosach ) w pożywce MEM z 10% SB (surowicą bydlęcą) i antybiotykiem 2. dwuoctan fluoresceiny (25 g/ml PBS) 3. bromek etydyny (1 mg/ml PBS) 4. 96% alkohol etylowy 5. pożywka hodowlana: MEM z 10% FCS i antybiotykiem lub MEM z 10% SB i antybiotykiem (zależy od typu komórek) 6. 0,25% trypsyna w PBS 7. PBS Wykonanie ćwiczenia: 1. Przygotować mikroskop MB 30S do pracy w jasnym polu i kontraście-faz (dla obiektywu PhS 20x) 2. Przygotować (w probówkach) po 5 ml roztworów: 5% i 15% alkoholu etylowego (rozcieńczyć 96% wyjściowy roztwór alkoholu płynem hodowlanym MEM z 10% surowicą, tak aby końcowa objętość wynosiła 5 ml). 3. Wybrać do doświadczeń 1 linię komórek z przygotowanych hodowli in vitro i oglądnąć komórki pod mikroskopem odwróconym. 4. W jednym naczyniu z komórkami zmienić pożywkę hodowlaną na pożywkę zawierającą 5% alkoholu; naczynie umieścić w cieplarce w 37 C na 20 min. 5. W drugim naczyniu z komórkami zmienić pożywkę hodowlaną na pożywkę zawierającą 15% alkoholu; naczynie umieścić w cieplarce na 20 min. 6. W tym czasie z określić wyjściową żywotność komórek w hodowli (kontrola) wykorzystać trzecie naczynie hodowlane z komórkami. W tym celu : a) zlać płyn z nad komórek do próbówki wirówkowej b) przepłukać komórki ciepłym PBS c) oderwać komórki od podłoża przez trypsynizację (dodać 0,5ml 0,25% trypsyny w PBS na około1 min) d) zawiesić komórki w pożywce hodowlanej (doda ć 2 ml pożywki MEM z 10% z surowicą i starannie wymieszać), zawiesinę komórek wlać do próbówki z nadsączem, uzupełnić pożywką do 5ml i starannie wymieszać; e) komórki odwirować (1000obr/min, przez 5 min); nadsącz zlać, a komórki zawiesić w 0,3ml pożywki i dokładnie rozpipetować f) w przygotowanej zawiesinie oznaczyć żywotność komórek testem z dwuoctanem fluoresceiny i bromkiem etydyny. 7. Po zakończonej inkubacji komórek w pożywce z 5% alkoholem oznaczyć żywotność komórek testem z dwuoctanem fluoresceiny i bromkiem etydyny (postępując analogicznie jak w punkcie 6). 8. Analogicznie postąpić z komórkami inkubowanymi w pożywce z 15% alkoholem. 4

Test żywotności z dwuoctanem fluoresceiny i bromkiem etydyny 1. Na wyczyszczone s komórek (delikatnie wymieszać); przykryć czystym szkiełkiem nakrywkowym do fluorescencji. 2. Po 3 minutach policzyć w mikroskopie fluorescencyjnym BIOLAR FL( w świetle niebiesko-fioletowym) komórki świecące na kolor zielony (żywe) i świecące na kolor czerwony (martwe). Uwaga: fluorescencję komórek oglądać przy włączonych filtrach 1 i 3, a wszystkie komórki oglądać przy włączonym filtrze 8 ( a wyłączonych filtrach 1 i 3). Określić wyjściową żywotność komórek w hodowli. Żywotność komórek w badanej populacji należy wyrazić jako zawartość żywych komórek [%] w badanej populacji komórek. Zakres materiału, który należy przygotować do ćwiczeń: 1. Transport przez błonę komórkową. 2. Testy witalności - rodzaje, zastosowanie, ograniczenia. 3. Barwniki stosowane do wizualizacji struktur w komórkach żywych 5