La relación entre las fases de crecimiento, los cambios de volumen celular y el metabolismo de células adherentes durante el cultivo

Introducción  Fase de adaptación.  Crecimiento exponencial (densitydependent growth inhibition).  Fase estacionaria.

 Los modelos de crecimiento tienen una base empírica.  Las demandas de sustrato en cada una de las fases, se deben a la concentración del número de células y su aumento

 Las células aumentan de tamaño mucho antes de que se dividen.  Los modelos no pueden describir la captación y liberación de metabolitos identificados experimentalmente durante la fase inicial de los cultivos

 Hacia el final de los cultivos, la inhibición del crecimiento depende de la densidad celular.  Una visión distorsionada en las fases de crecimiento pueden dar como resultado el aumento del número de células mientras que la biomasa permanece constante.

 Mayor concentración de células pueden correlacionar con diámetros celulares medios más pequeños.  Los modelos basados en el número de células puede adaptarse a varios cultivos.

 Se desea un modelo que hace que tanto el volumen de la célula, así como el número de células sean incluidos.  Los parámetros del modelo se estiman a partir de tres experimentos independientes con diferente pre-cultivo condiciones por triplicado.

Materiales y métodos  Cultivo:  Células de riñón canino.  Se cultivó a 37 ◦ C y 5% de CO en una incubadora.

 Análisis.  El analizador celular Vi-Cell XRTM (Beckman Coulter) se utilizó para el recuento de células y medición del diámetro celular medio.  Las concentraciones de glucosa, glutamina y lactato en el sobrenadante se cuantificaron mediante el uso de un analizador de Bioprofile.

 La glucosa 6-fosfato se cuantificó por cromatografía de intercambio anicónico en combinación con la espectrometría de masa como se describe en Ritter et al.(2006) y Ritter et al.( 2008 ).

 Cálculos:  La estimación de los intervalos de confianza del parámetro y la visualización de los resultados se programó en MATLAB © (versión R2007b, The MathWorks, Inc.)

 Los datos y modelos han sido manipulados con Systems Biology Toolbox 2.  Las integraciones de las ecuaciones diferenciales ordinarias se realizaron con el CVODE de SUNDIALS

 El FSSM algoritmos y Midaco se utilizaron para la optimización global de los parámetros y condiciones iniciales.  Las simulaciones se llevaron a cabo en un sistema basado en Linux, CPU Intel Core ™ © Quad GHz y memoria de 4 GB.

Resultados

conclusión  El modelo presentado describe el crecimiento de células en los números y el volumen por el modelado del diámetro medio celular, así como una inhibición del crecimiento dependiente del volumen celular. Se permite, en combinación con los datos experimentales detallados, el estudio de metabolito la dinámica y las tasas de captación correspondientes.