ارائه دهنده: آقای مهندس موسی سلیمانی - دانشجوی دوره دکتری حشره شناسی پزشکی
به دلیل اهمیت بندپایان در پزشکی و کشاورزی، این موجودات همواره مورد توجه دانشمندان و محققان بوده است. دراین میان دو بالان به عنوان ناقل یا میزبان واسط بسیاری از عومل بیماریزا خصوصآ آربوویروسها شناخته شده اند، از اینرو بشر را بر آن داشته است تا در جهت دسترسی و تولید محیط های کشت حاوی سلولهای حشرات بخصوص پشه ها و کنه ها تلاش فراوان کند.
امروزه از کشت سلولی حشرات بطور وسیع برای تولید انواع واکسن،داروهای حیاتی، تشخیص بیماریهای ویروسی، بیوتکنولوژی و آفتکش های بیولوژیک استفاده می شود. کشت سلولی حشرات در تحقیقات علوم پایه از جمله ژنتیک، بیولوژی مولکولی، بیوشیمی و ویروس شناسی کاربرد وسیعی دارد.
در عرصه کشاورزی، با توجه به خسارات قابل ملاحظه لارو پروانه ها، سوسک ها و... و بی اثر بودن سموم شیمیایی به دلیل بروز پدیده مقاومت در این حشرات، دانشمندان را بر آن داشت که از محیط های کشت سلولی حشرات برای تولید حشره کش های بیولوژیک استفاده کنند.
اولین تلاش برای تولید کشت سلولی حشرات توسطGoldschmidt در سال 1915 با کشت سلولهای اسپرماتوسیت شب پره(Saturniidae: Lepidoptera)Samia cercropia در همولنف این حشره و تبدیل این سلولها به اسپرماتوزوا با موفقیت انجام شد.تاکنون بیش از 500 کشت سلولی حشرات از راسته های دوبالان،پروانه ها،زنبورها،سن ها،سوسری ها،راست بالان و سخت بالپوشان ساخته شده است.تعداد قابل توجهی از کشت های سلولی مذکور متعلق به دو راسته دوبالان و پروانه ها می باشند. این سلولها عمدتا" از بافتهای: تخمدان، خون، جنین، جوانه های بال، اجسام چربی، معده، کوتیکول، سیستم عصبی، غدد و ماهیچه ها می باشند. برای تهیه محیط های کشت سلولی حشرات ، ابتدا بافت مورد نظر انتخاب و با استفاده از میکرواسکالپل در شرایط کاملا" استریل، بخشی از این بافت جدا و به قطعات بسیار کوچکی تقسیم می شود.بر روی این قطعات آنزیم های پروتئولیتیک اضافه می شود، سپس سلولهای بدست آمده به محیط کشت سلولی حشرات که حاوی آنتی بیوتیک می باشد منتقل می گردند و درانکوباتور در دمای 27 درجه سانتی گراد به مدت 48-24 ساعت نگهداری می شوند .
امروزه از کشت سلولی حشرات به طور وسیع در مطالعات مربوط به سیستم ایمنی حشرات(سلولی و همورال)و تعامل بین عوامل بیماری زا و حشرات (در سطح سلولی) استفاده می شود.
از محیط های کشت سلولی پشه ها بطور عمد برای جداسازی و تشخیص آربوویروس ها استفاده بعمل می آید که مهمترین این محیط ها عبارتنداز:Ae. albopictus(ATC/15), Cx. bitaeniorhynchus(C6/36)
از محیط های کشت سلولی پروانه ها عمدتا برای تکثیر ویروسهای Baculoviridaeو تولید انبوه آفتکش های بیولوژیک استفاده می شود. امروزه با توجه به هدف مطالعات، در تحقیقات دانشگاهی و مقاصد تجاری بطور عمده از دو محیط کشت سلولی (راسته پروانه ها) استفاده می گردد که عبارت اند از: سلولهای تخمدان شفیره (Noctuidae : Lepidoptera) Spodoptera frugiperdaبا نامهای تجاری SF21,SF9و Trichoplusia ni (Lepidoptera:Noctuidae)با نام تجاری High five cells .
در حال حاضر محیط های کشت SF21, SF9 در اروپا برای تولید واکسن تجاری بیماری تب خوکی بکار
می رود. همچنین از محیط های کشت مذکور برای تولید واکسن های: سرطان پروستات ،آنفلوانزای پرندگان و آنفلوانزای انسانی که فازهای میانی یا نهایی خود را گذرانده و به زودی وارد بازار می شوند استفاده می شود. از محیط کشتHigh five cells برای تولید واکسن تجاری سرطان رحم (که در فوریه 2007 وارد بازار شد) استفاده بعمل می آید. سرطان رحم سالیانه باعث مرگ ومیر 250000 نفر در سراسر دنیا می شود. همچنین از محیط فوق در تولید واکسن بیماری B-cell non-Hodgkin's lymphoma که در فاز 3 کلینیکال می باشد استفاده می گردد.از انواع محیط کشت سلولی حشرات برای تکثیر ویروس های اختصاصی حشرات ( Baculoviridae) و تولید آفتکش های بیولوژیک استفاده می شود. مزایای این آفتکش ها عبارت است از: 1- برای انسان و محیط زیست کاملا" بی خطر هستند. 2-کاملا" اختصاصی عمل می کنند و حشره هدف (در حد گونه) را از بین می برند. تنها عیب این سموم اثرات بطئی آنها است،که این مشکل نیز با تلقیح ژن های کد کننده بعضی از هرمون های حشرات (دیورتیک، جوانی، اکدایزون و... )و ژن های کد کننده توکسین های خاص (زهر عقرب،عنکبوت ،شقایق دریایی و...) به ژنوم Baculovirus مورد نظر بر طرف شده است.
امروزه کاربرد کشت سلولی حشرات به عنوان یک نیاز اساسی و زیر بنای بسیاری از تحقیقات علمی در دنیا شناخته شده است و با توجه به پیشرفت سریع علوم بویژه در عرصه بیوتکنولوژی، نیاز به توسعه محیط های کشت سلولی حشرات و دسترسی به محیط های جدید بیش از پیش به چشم می خورد.
References
1- Granados R. R, Guoxun L, Blissard G. W. Insect Cell Culture and Biotechnology. Virologica sinica, 2007; 22:83-93.
2-Nicholson M.G. Fighting the global pest problem: Preface to the special Toxicon issue on insecticidal toxins and their potential for insect pest control. Toxicon, 2007; 49:413–422.
3-Yin J, Li G, Rena X, Herrler G, Select what you need: A comparative evaluation of the advantages and limitations of frequently used expression systems for foreign genes. Journal of Biotechnology.2007, 127:335–347.
4- Juliana Velasco de Castro Oliveira1, José Luiz Caldas Wolff2, Alejandra Garcia-Maruniak3 et al, Genome of the most widely used viral biopesticide: Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus, J Gen Virol. 2006, 87: 3233-3250.
5- Sudeep A.B, Mourya D.T, Miser A.C. Insect cell culture in research: Indian scenario. Indian J Med Res, 2005; 121: 725-738.
6- Kost A. T, Condreay P. J, Jarvis L. D. Baculovirus as versatile vectors for protein expression in insect and mammalian cells, Natural biotechnology,2005; 23:567-75
7- Lynn D.E. Available Lepidopteran Insect Cell Lines. Methods in Molecular Biology, 2005, 338:117-137.