¿Cómo empezó el cultivo in vitro?
El uso pionero de las peptonas y derivados proteicos (como la proteosa de la peptona de Witte) en el cultivo de células de mamíferos y tejidos in vitro se debe principalmente al biólogo y cirujano francés Alexis Carrel y a la investigadora y bioquímica Lillian E. Baker en el Instituto Rockefeller de Investigación Médica, durante la década de 1920.
Mientras que Carrel era la mente visionaria y quirúrgica que ya había ganado el Premio Nobel por sus técnicas de sutura vascular y trasplante de órganos, Baker aportó la precisión de la bioquímica orgánica para responder a una pregunta fundamental: ¿de qué se alimentan exactamente las células?
En los primeros años del cultivo in vitro, las células se mantenían vivas principalmente con plasma sanguíneo y extracto de embrión de pollo (método desarrollado por Ross Harrison y perfeccionado por Carrel). Aunque funcionaba, estos medios eran biológicamente «negros»: no se sabía qué componentes estimulaban la mitosis ni en qué proporción.
Carrel y Baker se propusieron fraccionar y analizar químicamente las sustancias que promovían la proliferación celular masiva, buscando crear un medio artificial sintético o semidefinido.
Sus descubrimientos principales (1926–1928)
1. El papel de las peptonas y proteosas:
Identificaron que las células de mamífero (como los fibroblastos de corazón de pollo y las células epiteliales) no podían utilizar directamente proteínas intactas de alto peso molecular como la albúmina pura o la hemoglobina. En su lugar, requerían los productos de su digestión parcial: proteosas y peptonas (cadenas intermedias de péptidos).
3. La paradoja de los aminoácidos libres:
Descubrieron que una mezcla simple de aminoácidos puros por sí sola no lograba sostener el crecimiento celular continuo de la misma forma que lo hacían las peptonas o el extracto embrionario. Esto demostró que ciertos oligopéptidos desempeñaban un papel de señalización y nutrición clave que la tecnología de la época apenas comenzaba a descifrar.
3. Inhibidores vs. Estimuladores en el suero:
Analizaron la fracción lipídica y proteica de los sueros sanguíneos, determinando que el suero adulto contenía factores inhibidores del crecimiento (asociados al envejecimiento celular), mientras que el extracto embrionario y las digestiones enzimáticas (peptonas) contenían los factores estimulantes.
Sus publicaciones conjuntas en el Journal of Experimental Medicine entre 1926 y 1930 sentaron las bases para:
–El desarrollo de medios químicamente definidos: Décadas más tarde, investigadores como Harry Eagle utilizaron estos antecedentes para diseñar el medio basal de Eagle (MEM), identificando los aminoácidos, vitaminas y sales exactos que las células necesitan.
–Bioprocesos modernos: La idea de alimentar cultivos celulares con peptonas y digestos enzimáticos para sustituir o reducir el uso de suero fetal bovino sigue siendo un estándar en la industria biotecnológica e industrial (por ejemplo, en la producción de anticuerpos monoclonales y proteínas recombinantes en biorreactores).
Hoy en día, la innovación inaugurada por Carrel y Baker cobra nueva vida de la mano de Biotecnica, líder en el desarrollo y suministro de peptonas y extractos de alta pureza diseñados para escalar la productividad de sus procesos.
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Referencias
Carrel A and Baker LE. The chemical nature of substances required for cell multiplication. J Exp Med, 1926, 44: 503-521
http://www.jem.org/cgi/reprint/44/4/503
Baker LE and Carrel A. Artificial maintenance media for cell and organ cultivation: II. The cultivation of organs in artificial media. J Exp Med, 1939, 70: 29-38
http://www.jem.org/cgi/reprint/70/1/29
