تنمو الخلايا في طبق بتري. هذه العبارة البسيطة تصف تقنية أساسية في علم الأحياء الحديث. زراعة الخلايا هي عملية تنمية الخلايا في ظروف مخبرية مضبوطة. قد تكون هذه الخلايا بكتيريا، أو خميرة، أو خلايا حشرية، أو خلايا ثديية. وقد تكون خلايا أولية مأخوذة مباشرة من الأنسجة، أو سلالات خلوية خالدة تنقسم بلا حدود. ويمكن زراعتها في قوارير صغيرة أو في مفاعلات حيوية سعتها آلاف اللترات.

الظروف مهمة. تحتاج الخلايا إلى مغذيات: سكريات، وأحماض أمينية، وفيتامينات، وأملاح. كما تحتاج إلى درجة حرارة مناسبة، عادةً 37 درجة مئوية للخلايا الثديية. وتحتاج أيضًا إلى درجة حموضة مناسبة، عادةً حوالي 7.4. وتحتاج إلى الأكسجين، الذي يُوفر من خلال وسط الاستنبات أو من خلال الطور الغازي. ويجب حمايتها من التلوث، ولذلك يُجرى استنبات الخلايا في خزائن معقمة، مع إضافة المضادات الحيوية أحيانًا إلى وسط الاستنبات.

تُستخدم زراعة الخلايا في العديد من التطبيقات، فهي تُنتج اللقاحات والأجسام المضادة وغيرها من المنتجات البيولوجية، وتختبر الأدوية من حيث سميتها وفعاليتها، وتدرس كيفية استجابة الخلايا للإشارات وكيفية تطور الأمراض، كما تُنمي الأنسجة لزراعتها. وتُعد زراعة الخلايا نظامًا نموذجيًا، وبيئة مُحكمة يُمكن فيها التحكم في المتغيرات.

لا تخلو هذه التقنية من بعض القيود. فالخلايا في المختبر تتصرف بشكل مختلف عن الخلايا في الجسم، إذ تفقد بيئتها الطبيعية، وخلاياها المجاورة، وإمدادها الدموي. وقد يفشل دواء فعال في زراعة الخلايا عند استخدامه مع المريض. لذا، تُعد زراعة الخلايا نقطة انطلاق، وليست الحل النهائي.