Problemas na manutenção da viabilidade celular no sistema de imagem de células vivas durante a obtenção de imagens

A imagem de células vivas é uma ferramenta analítica importante em laboratórios que estudam disciplinas de pesquisa biomédica, como biologia celular, neurobiologia, farmacologia e biologia do desenvolvimento. A imagem de células e tecidos fixos (para os quais o fotobranqueamento é o principal problema) geralmente requer uma alta intensidade de iluminação e um longo tempo de exposição; no entanto, isso deve ser evitado ao obter imagens de células vivas. A microscopia de células vivas geralmente envolve um compromisso entre a obtenção da qualidade da imagem e a manutenção de células saudáveis. Portanto, para evitar uma alta intensidade de iluminação e um longo tempo de exposição, as resoluções espaciais e temporais são frequentemente limitadas em um experimento. A imagem de células vivas envolve uma ampla gama de métodos de imagem com contraste aprimorado para microscopia óptica. A maioria das investigações usa um dos muitos tipos de microscopia de fluorescência, e isso é frequentemente combinado com técnicas de luz transmitida, que serão discutidas abaixo. Avanços contínuos em técnicas de imagem e design de sondas fluorescentes melhoram o poder dessa abordagem, garantindo que a imagem de células vivas continuará a ser uma ferramenta importante na biologia.

Um cuidado importante é garantir que as células estejam em boas condições e funcionem normalmente enquanto estiverem no estágio do microscópio com iluminação na presença de fluoróforos sintéticos ou proteínas fluorescentes. As condições sob as quais as células são mantidas no estágio do microscópio, embora amplamente variáveis, frequentemente ditam o sucesso ou o fracasso de um experimento.

Vários meios de cultura de células estão disponíveis com base nos requisitos bioquímicos específicos das células. Os meios de cultura contêm vários constituintes, incluindo aminoácidos, vitaminas, sais inorgânicos (minerais), oligoelementos, constituintes de ácidos nucleicos (bases e nucleosídeos), açúcares, intermediários do ciclo do ácido tricarboxílico, lipídios e coenzimas. Em meios de cultura de tecidos, uma etapa importante é controlar a concentração de oxigênio, pH, capacidade de tamponamento, osmolaridade, viscosidade e tensão superficial. As formulações de meios disponíveis comercialmente geralmente incluem um corante indicador (por exemplo, vermelho de fenol) para determinar visualmente o valor aproximado do pH. Um sistema tampão de dióxido de carbono e bicarbonato para regular o pH é necessário para quase todas as linhagens celulares. As células precisam ser cultivadas em uma atmosfera que contenha uma pequena quantidade de dióxido de carbono (geralmente 5–7%) em incubadoras para controlar a concentração de gás dissolvido. Para imagens de células vivas, uma atmosfera apropriada com dióxido de carbono pode ser difícil de fornecer, e isso geralmente requer câmaras de cultura projetadas especificamente para uma atmosfera regulada. Os requisitos de oxigênio podem variar entre as linhagens celulares, mas os níveis normais de tensão de oxigênio atmosférico são adequados para a maioria das culturas. Com relação à osmolaridade, a maioria das linhagens celulares tem uma grande tolerância à pressão osmótica, com bom crescimento em osmolaridades entre 260 e 320 miliosmolares. Quando as células são cultivadas em culturas de placa aberta ou placas de Petri, o meio hipotônico pode ser usado para lidar com a evaporação.