ЗООБІОТЕХНОЛО́ГІЯ

ЗООБІОТЕХНОЛО́ГІЯ (грец. zoo — тварина + bios — життя + techne — мистецтво, майстерність + logos — слово, вчення) — частина біотехнології, об’єктами якої є клітини і тканини тварин та людей. До основних методів З. належать методи культивування клітин і тканин, методи клітинної та генної інженерії, а також методи ембріоінженерії.

Основним та найбільш поширеним методом З. є метод культивування клітин, який використовується як у науково-дослідних роботах, так і на виробництві для репродукції вірусів, отримання вірусних препаратів, БАР, а також матеріалу для трансплантації клітин та ін. Є декілька класифікацій середовищ для культивування клітин тварин. Одна з них за призначенням: збалансовані сольові розчини, ростові та підтримувальні середовища. До складу збалансованих сольових розчинів входять катіони кальцію, калію та натрію в таких же пропорціях, як у крові вищих тварин — 0,25:0,42:9 г/л. Найбільш поширеними є розчини Ерла, Хенкса, Дульбекко. Ці розчини використовують для промивання клітин, як основу для розчину трипсину, а також для короткочасного зберігання клітин протягом декількох годин або діб. Ростові середовища — це збалансовані сольові розчини з внесеними до них поживними речовинами. Ці живильні середовища повинні забезпечувати необхідні для росту клітин фізико-хімічні умови та надавати поживні речовини для проліферації клітин та продукування цільового продукту. До складу ростових середовищ повинні входити: неорганічні іони (К+, Na+, Cl-, Ca2+, Mg2+, HPO42-), амінокислоти (аргінін, гістидин, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, фенілаланін, треонін, триптофан, тирозин, цистин, глутамін та валін), вітаміни (групи В, іноді С, Е та А), вуглеводи (найчастіше глюкоза), ліпіди, гормони та фактори росту. Найбільш поширені середовища: ТСМ-199, ДМЕМ, МЕМ, F12. Підтримувальні середовища використовують головним чином для підтримки клітинних культур у доброму стані протягом декількох тижнів. У порівнянні з ростовими середовищами вони містять менше поживних речовин. До всіх середовищ додають антибіотики у невеликих концентраціях, бо свіжоізольовані клітини практично завжди схильні до мікробної контамінації. Культивування клітин тварин та людини проводять при температурі 36–38 °С, рН 7,0–7,4. Незамінним для росту клітин тварин є кисень. Оптимальний рівень розчинного кисню для різних ліній клітин є неоднаковим та варіює від 10 до 100% насичення повітрям. Більшість клітин здатні до проліферації тільки в середовищах з різними природними добавками, зазвичай сироваткою. Тому середовища для культивування клітин тварин ще поділяють на ті, що містять сироватку або не містять. Для збагачення поживних середовищ, як правило, використовують фетальну сироватку теляти. Сироватка зазвичай входить до складу ростових середовищ у концентрації 5–10%. Вона виконує багато функцій (інгібітор протеаз та токсинів, постачальник незамінних низькомолекулярних поживних речовин, факторів адгезії та ін.), але й має недоліки (варіабельність складу, можлива контамінація вірусами, мікоплазмами, бактеріями, неможливість точного визначення поживності середовища, а також ускладнює очищення кінцевого продукту). У безсироваткові середовища найчастіше додають бичачий сироватковий альбумін (ВSA). Розрізняють первинні культури клітин та постійні (перещеплювальні) клітинні лінії. Первинна культура — це культура, яка походить від клітин тканин та органів, відібраних безпосередньо із організму. Первинні культури зазвичай отримують трипсинізацією тканин, відібраних від здорових тварин. Постійні клітинні лінії — це клітини, здатні культивуватися поза організмом протягом необмеженої кількості пасажів. Культури клітин тварин використовують для виділення та ідентифікації вірусів, а також виробництва вакцин та інтерферонів. Для зберігання культур клітин тварин сьогодні найчастіше використовують метод кріоконсервації у рідкому азоті при температурі –196 °С. Культивування клітин тварин може відбуватися у суспензії та в моношарі. Ріст клітин у моношарі залежить від адгезивних білків, які забезпечують міжклітинну адгезію, прикріплення клітин до основи та спрямовування їх переміщення. Клітини вирощують у суворо асептичних умовах у спеціальному обладнанні при повільному обертанні ролерної системи або погойдуванні для омивання більшої площини культуральним середовищем. Контроль за розвитком клітин проводять за допомогою прямих (підрахунок) або непрямих методів (за каламутністю, за підрахунком ядер, за визначенням загального білка). Напр., таким способом вирощують лейкоцити людини, які продукують інтерферон. Площу, на якій вирощуються клітини, можна збільшити, використовуючи мікроносії, які суспендуються у поживному середовищі, та на поверхні яких клітини прикріплюються і розростаються у вигляді моношару. Суспензійні клітини на мікроносіях використовують з метою отримання вірусних вакцин (проти сказу, поліомієліту, ящуру). У протилежність суспензійним культурам клітин на мікроносіях розроблені способи інкапсулювання їх в полімерних сферах. Ці способи використовують для культивування гібридом з метою отримання моноклональних антитіл. За допомогою методів клітинної і генної інженерії та ембріоінженерних методів З. отримують химерних, клонованих та трансгенних тварин. Трансгенні тварини можуть бути використані як біореактори, коли у молоко продукуються різні БАР (гормони людини, фактори згортання крові та ін.), а також як моделі інфекційних, онкологічних та генетичних захворювань людини. Крім того, за допомогою методів штучного осіменіння та екстракорпорального запліднення З. допомагає вирішувати проблему безпліддя людини.

Биотехнология клеток животных. В 2 т. / Под ред. Р.Е. Спиера и Дж. Гриффитса. — М., 1989; Фрешни Р. Культура животных клеток. Методы. — М., 1989; Безуглий М.Д. Методи біотехнології відтворення сільськогосподарських тварин. — Х., 2002; Елинов Н.П. Основы биотехнологии. — СПб, 1995.