سرم جنین گاوساله (FCS) – بهار افشان

مقدمه

سرم جنین گاوی یا Fetal Calf Serum (FCS)، یکی از رایج‌ترین مکمل‌ها در محیط‌های کشت سلولی است. این سرم از خون جنین گاو استخراج می‌شود و پس از جداسازی گلبول‌های قرمز، به عنوان محیطی غنی از فاکتورهای رشد، پروتئین‌ها، و مواد مغذی استفاده می‌شود تا رشد و بقای سلول‌ها در محیط آزمایشگاهی تأمین گردد.

FCS به دلیل محتوای بالای مواد زیستی فعال که برای سلول‌های زنده ضروری هستند، به‌طور گسترده در تحقیقات زیست‌شناسی، بیوتکنولوژی و کاربردهای آزمایشگاهی شناخته شده و استفاده می‌شود.

ویژگی‌های Fetal Calf Serum (FCS)

منبع غنی مواد مغذی: حاوی مقادیر بالایی از فاکتورهای رشد، آمینواسیدها، لیپیدها، ویتامین‌ها، و مینرال‌ها است که برای تکثیر و بقای سلول‌ها ضروری هستند.

پروتئین‌ها: سرم جنین گاوی شامل پروتئین‌هایی مانند آلبومین سرم گاوی (BSA)، ایمونوگلوبولین‌ها، و هورمون‌ها است که شرایط ایده‌آلی برای رشد سلولی فراهم می‌کنند.

فاقد آنتی‌بادی‌های بالغ: FCS نسبت به سرم‌های حاصل از گاو بالغ فاقد آنتی‌بادی‌های بالغ است که می‌تواند برای سلول‌های آزمایشگاهی به‌ویژه در شرایط ایمونولوژیک، مضر باشد.

ویژگی‌های زیستی فعال: سرم حاوی فاکتورهای رشد و سایتوکاین‌هایی است که باعث تحریک تکثیر و متابولیسم سلول‌ها می‌شوند.

ظرفیت تنظیم pH: سرم جنین گاوی به حفظ تعادل pH در محیط کشت کمک می‌کند.

کاربردهای FCS در آزمایشگاه

کشت سلولی: اصلی‌ترین کاربرد FCS فراهم کردن یک افزودنی مهم به محیط‌های کشت سلولی مانند DMEM، RPMI، و MEM است. با اضافه شدن FCS، محیط کشت حاوی تمام مواد ضروری برای رشد سلول‌ها می‌شود.

تحقیقات زیست‌شناسی سلولی: برای مطالعه روی انواع سلول‌ها مانند سلول‌های بنیادی، سلول‌های سرطانی، و سلول‌های اولیه استفاده می‌شود. به عنوان مکملی برای افزایش بقای سلول‌ها هنگام انجام آزمایش‌هایی مانند ترانسفکشن یا تیمارهای دارویی.

تولید محصولات زیستی: در بیوتکنولوژی برای تولید آنتی‌بادی‌های مونوکلونال و سایر محصولات زیستی از FCS استفاده می‌شود.

مطالعات ایمونولوژی: برای رشد سلول‌های ایمنی (مانند لنفوسیت‌ها و ماکروفاژها) یا آماده‌سازی محیط برای آزمایش‌های ایمنی مانند الایزا (ELISA) و فلوسیتومتری مهم است.

کاربردهای داروسازی: در تحقیقات روی سم‌شناسی داروها (Toxicology Studies) برای ارزیابی اثرات داروها بر روی سلول‌ها از FCS استفاده می‌شود.

تثبیت‌کننده سلول‌ها: در محیط‌هایی که سلول‌ها نیاز به جابه‌جایی یا انجماد دارند (Cryopreservation)، FCS برای محافظت از غشای سلولی به محیط اضافه می‌شود.

مزایا و نقاط قوت FCS

مزایا

قابلیت سازگاری با انواع سلول‌ها: FCS با طیف گسترده‌ای از سلول‌ها سازگار است و رشد آنها را تقویت می‌کند.

حاوی فاکتورهای رشد متنوع: این سرم تقریباً تمامی فاکتورهای رشد و سایتوکاین‌های موردنیاز سلولی را داراست.

ساختار غنی از مواد زیستی: سرشار از هورمون‌ها و مواد مؤثر زیستی است که محیط ایده‌آلی برای سلول‌ها فراهم می‌کند.

بروز کمتر آلودگی: فاقد آنتی‌بادی‌های بالغ است که معمولاً در سرم‌های بالغ یافت می‌شوند و باعث افزایش بروز عفونت یا تداخل نمی‌شود.

محدودیت‌ها و معایب استفاده از FCS

منشاء حیوانی: به دلیل حیوانی بودن سرم، خطر آلودگی به میکروب‌ها و ویروس‌ها (مانند مایکوپلاسما) وجود دارد.

هزینه بالا: قیمت FCS نسبت به بسیاری از مواد آزمایشگاهی دیگر گران است.

تفاوت در ترکیب: ترکیب FCS ممکن است به دلیل تفاوت در شرایط استخراج و منشاء نمونه، ناسازگار با همه سلول‌ها باشد.

وابستگی زیاد سلول‌ها: استفاده از FCS به وابستگی سلول‌ها به این مکمل می‌افزاید و می‌تواند تحلیل نتایج کشت‌های بدون سرم (Serum-Free) را دشوار کند.

جایگزین‌های FCS

در مواردی که نمی‌توان از FCS استفاده کرد، جایگزین‌های زیر وجود دارند:

محیط‌های کشت بدون سرم (Serum-Free Media): محیط‌های کشت اختصاصی که بدون استفاده از سرم‌، فاکتورهای رشد ضروری را در خود دارند.

Plasma-Derived Serum: سرم مشتق شده از پلاسمای حیوان‌های دیگر.

Human Platelet Lysate (HPL): در تحقیقات بالینی، به عنوان جایگزین غیرحیوانی برای رشد سلول‌ها.

نکات استفاده از FCS

فیلتراسیون قبل از استفاده: FCS معمولاً برای جلوگیری از آلودگی، قبل از استفاده باید استریل و فیلتر شود.

دمای نگهداری: FCS در دمای -20°C یا کمتر نگهداری می‌شود و باید به آرامی در دمای 4°C ذوب شود تا از دناتوراسیون پروتئین‌ها جلوگیری شود.

لج‌بندی: برخی محصولات FCS تحت عنوان Heat-Inactivated (غیرفعال کردن گرمایی) عرضه می‌شوند که با انکوبه‌کردن سرم در دمای 56°C به مدت 30 دقیقه، برخی فاکتورهای مخرب غیرفعال می‌شوند.

آزمایش آلودگی: قبل از استفاده از سرم در کشت سلولی، باید آزمایش‌هایی برای اثبات عدم آلودگی مایکوپلاسما انجام شود.

جمع‌بندی

FCS یا سرم جنین گاوی یک مکمل کلیدی در محیط‌های کشت سلولی است که فاکتورهای رشد، پروتئین‌ها، و مواد مغذی ضروری جهت رشد سلول‌ها را تأمین می‌کند. این سرم در تحقیقات زیست‌شناسی، سلول‌های بنیادی، تولید آنتی‌بادی‌های مونوکلونال و مطالعات ایمونولوژی و داروسازی بسیار پرکاربرد است. با‌این‌حال، به دلیل هزینه بالا و خطرات منشاء حیوانی، استفاده از آن مستلزم دقت است و جایگزین‌هایی نیز برای شرایط خاص آزمایشگاهی وجود دارند.