Condizioni fisico-chimiche

Un fattore importante per quanto riguarda la coltura delle cellule in vitro è il controllo delle condizioni fisico-chimiche. Il terreno di coltura è il componente più importante dell'ambiente di coltura cellulare: non solo perché fornisce alle cellule i nutrienti necessari, ma anche perché contiene altri componenti (come ad esempio il bicarbonato di sodio o, talvolta, il rosso fenolo) che aiutano a mantenere le condizioni fisico-chimiche richieste.

pH

La maggior parte delle normali linee cellulari di mammifero cresce bene a pH 7,4, con una variabilità minima tra i diversi ceppi cellulari. Pertanto, per controllare il pH dell'ambiente di coltura cellulare, alcuni terreni contengono indicatori di pH come il rosso fenolo che svolge anche un'azione protettiva nei confronti della degradazione causata dai raggi UV.

Figura 1: Variazioni di colore del rosso fenolo a seconda del pH.

CO₂

Il terreno di crescita controlla il pH della coltura e svolge un effetto tampone che protegge le cellule dalle variazioni di pH. Di solito questa azione tamponante è frutto dell'aggiunta di un tampone (buffer) a base di bicarbonato-CO₂. Poiché il pH del terreno dipende dal delicato equilibrio tra anidride carbonica (CO₂) e bicarbonato (HCO₃^-) disciolti, le variazioni della CO₂ atmosferica possono alterare il pH del substrato di crescita. È quindi necessario l'utilizzo di CO₂ di origine esogena; la concentrazione di CO₂ più utilizzata è del 5%.

Figura 2: Equilibrio di CO₂ e HCO₃^- disciolti, necessario per mantenere costante il pH.

Temperatura

La temperatura ottimale per la coltura delle cellule dipende in larga misura dalla temperatura corporea dell'ospite da cui sono state isolate. La maggior parte delle linee cellulari umane e di mammifero vengono mantenute a una temperatura compresa tra 36°C e 37°C per garantirne la crescita ottimale. Questo è uno dei motivi per cui occorre preriscaldare i reagenti prima di utilizzarli, allo scopo di evitare shock termici alle cellule.

Le condizioni generali possono tuttavia variare a seconda del tipo di cellula. È quindi importante acquisire dimestichezza con il tipo di cellule con cui si sta lavorando, così da evitare fenotipi indesiderati o fallimenti nelle colture.