محیط کشت (culture medium) محیطی برای رشد سلول، تکثیر ارگانیسم‌های خاص، تفکیک سلول‌های مختلف، انتقال نمونه‌ها و جلوگیری از آلودگی آن‌ها و همچنین نگهداری سلول‌ها در طولانی‌مدت است. محیط‌های کشت به‌طورکلی در دودسته محیط کشت طبیعی و محیط کشت مصنوعی قرار می‌گیرند. محیط کشت‌های طبیعی، مایعات بیولوژیکی هستند که برای رشد طیف وسیعی از سلول‌های جانوری بسیار مفید هستند. به‌عنوان‌مثال؛ مایعات بیولوژیک، عصاره‌های بافتی و پلاسما. محیط کشت‌های مصنوعی (سنتزی) از ترکیب کردن مواد مغذی (مواد آلی و غیر آلی) شامل ویتامین‌ها، نمک‌ها، گازهای اکسیژن و کربن‌دی‌اکسیدی، پروتئین‌های سرم، کربوهیدرات‌ها و کوفاکتورها تشکیل می‌شوند.
با توجه به حالت فیزیکی محیط‌های کشت، می‌توان آن‌ها را به جامد (برای شناسایی و تشخیص بسیاری از باکتری‌ها و پاتوژن‌ها به کار می‌رود)، نیمه جامد (عمدتاً به‌عنوان محیط انتقالی و بررسی تحرک سویه استفاده می‌شود) و مایع (در تهیه محیط‌های غنی‌شده و انجام تست‌های بیوشیمی کاربرد دارد) اشاره کرد. لازم به ذکر است ترکیبات پایه‌ای که در این محیط استفاده می‌شود، عبارت است از؛ مخلوطی از آمینواسیدها، گلوکز، نمک‌ها، ویتامین‌ها و سایر مواد مغذی و در دسترس است که می‌توان آن‌ها را به‌صورت پودر یا به‌صورت مایع از شرکت‌های تولیدکننده تهیه کرد.
مواد و اجزای موردنیاز در ترکیبات محیط کشت بسته به نوع سلول متفاوت هستند. این تفاوت‌ها موجب ایجاد فرمولاسیون‌های جدید در محیط‌های کشت می‌شوند. هر ترکیب موجود در محیط کشت نقش خاصی را به عهده دارد. موارد دیگر نیز هست که از آن‌ها به‌عنوان مکمل می‌توان یادکرد. این ترکیبات و مکمل‌ها به حفظ تکثیر و متابولیسم سلول کمک می‌کنند. اگرچه ترکیباتی مثل هورمون‌ها، فاکتورهای رشد و انتقال‌دهنده‌ها برای رشد رده‌های سلولی مختلف موردنیاز هستند، اما همیشه برای اضافه کردن آن‌ها لازم است اقدامات احتیاطی صورت بگیرد. ترکیبات مکمل عبارت‌اند از؛ آنتی‌بیوتیک‌ها (برای کنترل آلودگی‌های باکتریایی و قارچی موردنیاز هستند) و سرم (ترکیب مختلفی از آلبومین‌ها، فاکتورهای رشد و مهارکننده‌های رشد است).
ویروس و کشت سلولی
ویروس به دلیل ساختارى که دارد خارج از سلول زنده قادر به رشد و تکثیر نیست. به همین علت بسیارى از ویروس‌ها قادر به رشد در محیط‌های کشت سلولى یا تخم‌مرغ جنین دار در شرایط کنترل‌شده هستند. در برخى موارد از حیوانات نیز جهت جداسازى اولیه، بررسى آسیب‌زایی و سرطان‌زایی ویروس‌ها استفاده می‌شود. بنابراین به‌طورکلی می‌توان گفت برای رشد و پرورش ویروس‌ها به محیط کشت زنده یا به‌عبارتی‌دیگر سلول‌های زنده نیاز است. معمولاً آزمایشگاه‌های تحقیقاتی برای بررسی و تحلیل دقیق تکثیر و چگونگی تظاهر ژن‌های ویروس، اقدام به کشت ویروس می‌کنند. در آزمایشگاه‌های تشخیصى نیز به‌منظور اثبات عامل بیماری‌زا، ویروس‌ها را از نمونه‌های بالینى جمع‌آوری می‌کنند.
نمونه‌های جداشده از بیماران باید سریعاً جهت بررسى به محیط کشت ویروس انتقال پیدا کنند. استفاده از تکنیک‌های کشت سلولی موجب شده است که شناسایی و کشت ویروس‌های ایزوله شده جدید و خصوصیات ویروس‌های شناخته‌شده قبلی آسان شود. سه نوع کشت سلولی وجود دارد. کشت‌های سلولی اولیه (primary cell line) که می‌توان با پراکنده نمودن سلول‌هایی از نمونه‌های بافتی که به‌تازگی تهیه‌شده‌اند با آنزیم تریپسین فراهم نمود. این سلول‌ها بعد از چند بار کشت قادر به رشد نیستند. کشت‌های سلولی ثانویه یا دیپلوئید (Diploid cell strain) و کشت سلولی مداوم یا پیوسته (continues cell line) که به تعداد نامحدود رشد می‌کنند. نوع کشت سلولی مورداستفاده درکشت ویروس به حساسیت سلول‌ها نسبت به ویروس موردنظر بستگی دارد.
انواع محیط‌های کشت ویروس (Viral Transport Medium)
VTM یک محیط کشت غنی‌شده (معمولاً یک مایع بافر) است که برای جمع‌آوری، حمل‌ونقل، نگهداری و نگهداری طولانی‌مدت نمونه‌های بالینی حاوی ویروس‌ها ازجمله کرونا ویروس، کلامیدیا، مایکوپلاسما یا ارگانیسم‌های اوره پلاسمایی استفاده می‌شود، این محیط به‌صورت آماده در یک لوله پلاستیکی پیچ‌دار حاوی پروتئین بافر (سرم، آلبومین‌ها، یا ژلاتین) و آنتی‌بیوتیک‌ها موجود است. با توجه به این موارد در سه محیط می‌توان ویروس‌ها را کشت کرد. این سه محیط عبارت‌اند از:
- باکتریوفاژها
ویروس‌های باکتریایی را می‌توان در سوسپانسیون باکتری‌ها در محیط آبکی یا درکشت باکتری‌ها در محیط سخت، پرورش داد. در این روش نمونه‌ای از باکتریوفاژ را با باکتری میزبان و آگار ذوب‌شده مخلوط می‌کنند، بعدازآن مخلوط را در یک جعبه پتری ریخته و می‌گذارند تا به‌صورت یک‌لایه سفت شود. مخلوط ویروس و باکتری به‌صورت یک‌لایه سفت درمی‌آید. هر ذره ویروسی در داخل یک باکتری تکثیر یافته و پس از پاره شدن دیواره باکتری، صدها ویروس تازه از آن رها می‌شود و این ویروس‌ها به باکتری‌هایی دیگر حمله می‌کنند و به ترتیب، همه باکتری‌ها در نواحی اطراف ویروس اولیه از بین می‌روند.
- بدن حیوانات زنده
برخی از ویروس‌ها را می‌توان در بدن حیوانات زنده نظیر موش، خرگوش و خوکچه‌هندی کشت کرد. به‌طورکلی تلقیح حیوانات و استفاده از بدن آن‌ها به‌عنوان محیط کشت برای تشخیص ویروس‌ها در نمونه‌های بالینی مورداستفاده قرار می‌گیرد. در این نوع از محیط‌های کشت، حیوان را ازنظر پیدایش بیماری و ارزیابی قدرت بیماری‌زایی ویروس موردمطالعه قرار می‌دهند.
- تخم‌مرغ جنین‌دار
در تخم‌مرغ چندین غشا وجود دارد که می‌توان بر روی آن‌ها ویروس‌ها را کشت کرد. در این روش در پوسته خارجی تخم‌مرغ جنین‌دار سوراخی ایجاد و از این طریق سوسپانسیون ویروس را در مایعات تخم‌مرغ تزریق می‌کنند. رشد ویروس را از روی مرگ جنین یا آسیب دیدن سلول‌های جنینی می‌توان مشاهده کرد. این روش امروزه برای پرورش ویروس‌ها به‌منظور تهیه واکسن بکار برده می‌شود.
ویروس‌های خالص و محیط کشت ویروسی
خالص کردن ویروس به‌منظور مطالعه خصوصیات و بررسی مولکولی آن موردنیاز است. برای خالص کردن ویروس‌ها، معمولاً حجم زیادی از محیط کشت سلولی، مایعات بدن یا سلول‌های آلوده را بکار می‌برند. در اولین مرحله، ذرات ویروس را به‌وسیله سولفات آمونیوم تغلیظ می‌کنند. هنگامی‌که غلظت ویروس زیاد است، آن را به‌وسیله سانتریفوژ افتراقی، کروماتوگرافی ستونی و الکتروفورز از مواد دیگر جدا می‌کنند. جهت انتقال ویروس، می‌توان از محیط کشت انتقالى مانند VTM و محیط‌های ایزوتونیک نمکى با PH خنثى، استفاده کرد. این محیط‌ها حاوى پروتئین‌هایی مانند آلبومین و ژلاتین جهت غیرفعال شدن ویروس هستند. همچنین حاوى آنتی‌بیوتیک و مواد ضد قارچ هستند تا مانع رشد باکترى و قارچ‌های بیماری‌زا شوند.
نتیجه‌گیری
در حال حاضر محیط‌های کشت در سه حالت تجاری در دسترس‌اند و به‌آسانی می‌توان با خرید آن‌ها انواع کشت را آزمایش کرد. حالت اول، پودری (به‌صورت خشک است و برای استفاده نیاز به اضافه کردن آب یا حلال‌های دیگر و آماده‌سازی و استریل کردن دارد)، حالت دوم، غلیظ (مواد موردنیاز رشد ارگانیسم در آن به‌صورت کامل وجود دارند و برای استفاده درکشت نیاز به رقیق شدن دارد) و حالت سوم، آماده (نیازی به آماده‌سازی و تغییر و یا استریل شدن نیست).