Płytki Petriego istnieją od ponad dekady, a mimo to te proste narzędzia do hodowli komórek pozostają stałym elementem wyposażenia wielu laboratoriów na całym świecie. Płytkie, cylindryczne szklane lub plastikowe naczynia z przykrywką są najczęściej używane przez biologów do tworzenia płytek agarowych, na których można hodować bakterie. Są one również przydatne do badania skuteczności antybiotyków w fazie rozwoju.
Aby wykonać płytkę agarową, szalka Petriego musi być częściowo wypełniona ciepłym płynem zawierającym agar i mieszaninę składników, które mogą zawierać składniki odżywcze, krew, sole, węglowodany, barwniki, wskaźniki, aminokwasy lub antybiotyki. Gdy agar ostygnie i zestali się, naczynie jest gotowe do zaszczepienia próbką. Hodowle wirusów lub fagów wymagają inokulacji dwuetapowej.
Płytki Petriego muszą być inkubowane do góry dnem, aby zmniejszyć ryzyko skażenia spowodowane cząsteczkami powietrza lądującymi na nich oraz aby zapobiec gromadzeniu się kondensacji wody, która mogłaby zakłócić lub uszkodzić hodowlę. Poza tym są one dość proste w użyciu i obecnie częściej wykonuje się je z jednorazowego użytku plastiku niż szkła, dzięki czemu można je wyrzucić po każdym użyciu.
Mimo że szalka Petriego nie uległa znacznym zmianom od czasu jej wynalezienia ponad 130 lat temu, jest ona związana z niektórymi z największych odkryć medycznych w najnowszej historii. Od zidentyfikowania bakterii dżumy, przez odkrycie penicyliny, po hodowlę organów, linia czasu płytki Petriego nie jest tak prosta, jak jej konstrukcja.
Wynalazek – 1887
Nazwa szalki Petriego pochodzi od nazwiska niemieckiego bakteriologa Juliusa Richarda Petriego. Petri pracował jako lekarz wojskowy dla armii niemieckiej i w 1887 roku został przydzielony do laboratorium w Cesarskim Urzędzie Zdrowia w Berlinie. Naukowiec o nazwisku Robert Koch prowadził laboratorium i poszukiwał niezawodnej techniki czystych kultur do hodowli dużej ilości bakterii.
Wiele wcześniejszych metod hodowli bakterii było otwartych na powietrze, co powodowało skażenie krzyżowe. Opierając się na metodach takich jak słoik na szklanej płytce, Petri wynalazł szalkę hodowlaną bardzo podobną do tej, którą znamy dzisiaj. Nazwał ten wynalazek swoim imieniem i napisał 300 słów o tym, jak używać naczynia.
Zidentyfikowanie bakterii dżumy – 1894
Podczas kolejnego wybuchu dżumy w 1894 roku w Azji szwajcarsko-francuski bakteriolog Alexandre Yersin odkrył, że za chorobę odpowiedzialna jest bakteria Yersinia pestis. Yersin wykorzystał technikę postulatów Kocha do wyhodowania bakterii na płytce Petriego. Zidentyfikował również, które podłoże hodowlane optymalizowało rozwój bakterii, co pozwoliło naukowcom na odtworzenie tych samych warunków w ich laboratorium i zbadanie mikroorganizmu.
Odkrycie Penicyliny – 1928
Prawdopodobnie jednym z najbardziej znanych odkryć farmaceutycznych, do którego można przypisać płytkę Petriego, jest odkrycie Penicyliny. Po powrocie z wakacji 3 września 1928 roku Alexander Fleming, profesor bakteriologii w Szpitalu Św. Marii w Londynie, zaczął przeglądać swoje szalki Petriego, które zawierały kolonie Staphylococcus. Staphylococcus to bakteria odpowiedzialna za czyraki, bóle gardła i ropnie.
Fleming zauważył coś niezwykłego w jednej ze swoich szalek Petriego, ponieważ była ona usiana koloniami, z wyjątkiem jednego obszaru, gdzie rosła plama pleśni. Strefa bezpośrednio wokół pleśni, która została później zidentyfikowana jako rzadki szczep Penicillium notatum, była czysta, a Fleming doszedł do wniosku, że „sok z pleśni” był w stanie zabijać bakterie.
Asystenci Fleminga, Stuart Craddock i Frederick Ridley, byli w stanie wyizolować czystą penicylinę z tak zwanego soku z pleśni.
Inteligentna szalka Petriego – 2011
W 2011 roku naukowcy z Kalifornijskiego Instytutu Technologii (Caltech) zmienili sposób obrazowania kultur komórkowych, tworząc syntetyczną platformę, którą nazwali „inteligentną” szalką Petriego lub ePetri. Platforma ePetri została zaprojektowana tak, aby wyeliminować potrzebę stosowania nieporęcznych mikroskopów i znacznie ograniczyć czas pracy ludzkiej, jednocześnie poprawiając sposób, w jaki można rejestrować wzrost hodowli. Mała kamera umieszczona w szalce może wysyłać dane z szalki ePetri i przesyłać je do komputera znajdującego się poza inkubatorem za pomocą połączenia kablowego. Mówi się, że oszczędza to czas i zmniejsza ryzyko skażenia.
Hodowla tkanki mózgowej – 2017
Płytki Petri z powodzeniem pomogły naukowcom z Uniwersytetu Luksemburskiego w ich próbach przekształcenia ludzkich komórek macierzystych w kultury przypominające mózg, które zachowują się bardzo podobnie do komórek w ludzkim śródmózgowiu. Badania zostały przeprowadzone w 2011 roku i obejmowały komórki macierzyste, pochodzące z próbek ludzkiej skóry, hodowane na płytkach Petriego.
Ponieważ mózg jest najbardziej złożonym ludzkim organem, a badania wokół niego wiążą się z wieloma implikacjami etycznymi, przeprowadzanie na nim eksperymentów może być niezwykle trudne. Hodowle tkanki mózgowej 3D mogą teraz pozwolić naukowcom na badanie przyczyn i testowanie metod leczenia chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona.
Rośnięcie narządów – 2018
W ostatnich latach medycyna regeneracyjna szybko się rozwinęła, a szalka Petriego odegrała rolę w hodowaniu przeszczepów skóry i organoidów. Organoidy są szczególnie ważne dla przemysłu farmaceutycznego, ponieważ wpływ leków może być obserwowany na poszczególnych narządach i negują one potrzebę przeprowadzania testów na zwierzętach.
W maju 2018 r. naukowcy z Oregon State University potwierdzili, że postępy w badaniach nad komórkami macierzystymi oznaczają, że całe linie komórkowe lub całe ludzkie narządy mogą być wkrótce hodowane w szalkach Petriego.
W lipcu 2018 r. bioinżynierowie z Uniwersytetu Harvarda w USA opracowali trójwymiarowy model lewej komory ludzkiego serca, dzięki czemu mogli prowadzić badania nad chorobami serca i badać skutki ataku serca w szalce Petriego.