Buněčná linie Calu-3

Buňky Calu-3 představují lidskou epiteliální buněčnou linii dýchacích cest, která reprezentuje nemalobuněčný karcinom plic. Jsou široce využívány v biomedicínském výzkumu, který zahrnuje studium biologie rakoviny plic, respiračních onemocnění, interakcí mezi hostitelem a patogenem a transportu léčiv v dýchacích cestách. Kromě toho se používají k vývoji léčby řady respiračních onemocnění.

Původ a obecné charakteristiky buněk Calu-3

Základní informace, které o buněčné linii potřebujete, jsou její původ a obecné vlastnosti. Pomohou vám rozhodnout se o jejím využití ve vaší výzkumné práci. Tato sekce vám pomůže seznámit se s těmito nezbytnými informacemi o buněčné linii Calu-3. Obsahuje: Co je buněčná linie CALU-3? Jaká je morfologie buněk Calu-3? Jaký je původ buněk Calu-3?

• Buňky Calu-3 byly získány z pleurálního výpotku (místa metastázy) u muže kavkazského původu (25 let) s adenokarcinomem plic. Buněčnou linii založili v roce 1975 Jorgen Fogh a Germain Trempe z Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
• Buňky Calu-3 mají epiteliální morfologii.
• Velikost buněk Calu-3 se pohybuje v rozmezí od 8–9 do 20 mikronů v průměru.
• Obsahují mutace v genech K-RAS (G13D), TP53 a CDKN2A a exprimují EGFR divokého typu.

A549 vs. Calu-3

Buňky A549 a Calu-3 jsou buněčné linie lidského adenokarcinomu plic, vyznačují se však odlišnými vlastnostmi. Hlavním rozdílem mezi buněčnými modely Calu-3 a A549 je tloušťka slizové vrstvy. Buňky Calu-3 tvoří tenčí vrstvu hlenu, čímž modelují epitel proximálních dýchacích cest. Naopak buňky A549 tuto vlastnost nemají a jsou vhodnější pro znázornění fyziologické struktury distálních dýchacích cest [1].

Buněčná linie Calu-3: Informace o kultivaci

Tato část vám pomůže seznámit se s klíčovými body pro kultivaci buněčné linie Calu-3. Zde se budeme zabývat následujícími otázkami: Jaká je doba zdvojnásobení buněk Calu-3? Jaké je kultivační médium pro buňky Calu-3? Jaký je protokol pro kultivaci buněk Calu-3? Jak se buňky Calu-3 kultivují?

Klíčové body pro kultivaci buněk Calu-3

Doba zdvojnásobení:

Doba zdvojnásobení buněk Calu-3 je přibližně 35 hodin.

Adhezivní nebo v suspenzi:

Calu-3 je adhezivní buněčná linie plicního adenokarcinomu.

Poměr subkultivace:

Poměr subkultivace pro buněčnou linii Calu-3 je 1:2 až 1:4. Pro subkultivaci se buňky propláchnou 1x fosfátovým pufrem (PBS) a inkubují se s Accutase (roztokem pro pasážování) při pokojové teplotě po dobu téměř 10 minut. Poté se přidá čerstvé buněčné médium a odloučené buňky se odstředí. Buněčný pelet se opatrně resuspenduje a buňky se rozdělí do baňky obsahující čerstvé kultivační médium pro růst.

Růstové médium:

K kultivaci buněk Calu-3 se používá médium EMEM obsahující 10 % FBS, 2 mM L-glutamin, 1,5 g/l NaHCO₃, EBSS, 1 mM pyruvát sodný a NEAA. Pěstovací médium pro buňky Calu-3 by se mělo vyměňovat 2 až 3krát týdně.

Podmínky růstu:

Buňky Calu-3 se pěstují ve zvlhčeném inkubátoru při teplotě 37 °C a s přívodem 5 % CO₂.

Skladování:

Zmrazené buňky by měly být skladovány v plynné fázi kapalného dusíku nebo při teplotě nižší než -150 °C, aby byla zajištěna jejich životaschopnost po delší dobu.

Proces zmrazování a médium:

K zmrazení plicní buněčné linie Calu-3 se používá hlavně zmrazovací médium CM-1 nebo CM-ACF. Aby se zachovala životaschopnost buněk a zabránilo se jejich poškození, procházejí buňky procesem pomalého zmrazování, při kterém teplota klesá pouze o 1 °C za minutu.

Proces rozmrazování:

Buňky se rozmrazují tak, že se lahvička umístí do vodní lázně předem nastavené na 37 °C na přibližně 1 minutu nebo dokud nezůstane pouze malá hrudka ledu. Přidá se čerstvé kultivační médium a buňky se odstředí, aby se odstranily složky mrazicího média. Poté se buněčný pelet resuspenduje a buňky se přelijí do nové baňky obsahující růstové médium.

Úroveň biologické bezpečnosti:

Pro manipulaci s buněčnou linií Calu-3 je nezbytné laboratořní prostředí s úrovní biologické bezpečnosti 1.

Výhody a nevýhody buněk Calu-3

Stejně jako jiné lidské buněčné linie mají i buňky Calu-3 své výhody a nevýhody. Zde se budeme zabývat několika důležitými z nich.

Výhody

• In vitro model epitelu dýchacích cest:

  Ve výzkumu dýchacích cest slouží buňky Calu-3 jako účinný in vitro model epitelu dýchacích cest. Odrážejí vlastnosti výstelky lidských dýchacích cest, což umožňuje výzkum transportu léčiv, studium interakcí mezi hostitelem a patogenem a produkci mucinu.

• Polarizace:

  Buňky Calu-3 tvoří polarizované monovrstvy, díky čemuž se široce využívají ke zkoumání transportu léčiv a interakcí mezi hostitelem a patogenem v realističtějším kontextu.

Nevýhody

• Rakovinná buněčná linie:

  Buňky Calu-3 byly získány z adenokarcinomu plic, proto je důležité si uvědomit, že nemusí plně reprezentovat zdravou plicní tkáň. Vědci by to měli zohlednit při jejich použití jako modelu ve studiích.

Využití buněčné linie Calu-3 ve výzkumu

Celu-3 nabízí několik možností využití v biomedicínském výzkumu. Tato část článku se zaměří na několik nejslibnějších z nich.

• Studie respiračních onemocnění: Plicní buňky Calu-3 se používají k výzkumu různých respiračních onemocnění nebo poruch, například cystické fibrózy, astmatu a chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN). Studie Chiary Papi a jejích kolegů zkoumala vliv peptidové nukleové kyseliny (PNA) anti-miR-101-3p při cíleném působení na miRNA-101-3p s využitím in vitro modelu cystické fibrózy Calu-3. Studie zjistila, že léčba PNA má tendenci zvyšovat expresi genu regulátoru transmembránové vodivosti u cystické fibrózy (CFTR), což naznačuje potenciální terapeutickou strategii pro cystickou fibrózu a související poruchy [2].
• Vývoj léčiv: Buňky Calu-3 slouží jako model pro testování a vývoj léčiv pro řadu respiračních onemocnění. Kromě toho se tyto buňky využívají také ke studiu transportu léčiv přes epitel dýchacích cest. Například výzkum provedený v roce 2021 zkoumal antivirovou aktivitu extraktu z rostliny Andrographis paniculata a jejího bioaktivního andrographolidu na infekci buněk Calu-3 virem SARS-CoV-2 [3].
• Interakce mezi hostitelem a patogenem: Buňky Calu-3 jsou ideální pro studium interakce patogenů s epitelem dýchacích cest, což pomáhá porozumět respiračním infekcím, jako je SARS-CoV-2. Například Byoung Kwon Park a jeho kolegové zkoumali reakce buněk Calu-3 a Vero a produkci viru v reakci na infekci SARS-CoV-2 [4].

5. Buňky Calu-3: Vědecké publikace

Níže uvádíme několik zajímavých a často citovaných výzkumných studií zabývajících se buňkami Calu-3:

Molekula uvolňující oxid uhelnatý-2 (CORM-2) potlačuje proliferaci, migraci a invazi a podporuje apoptózu v buňkách Calu-3 u nemalobuněčného karcinomu plic

Tato studie byla publikována v časopise European Review for Medical and Pharmacological Sciences v roce 2018. Výzkum naznačil, že molekula uvolňující oxid uhelnatý-2 (CORM-2) podporuje apoptózu buněk nemalobuněčného karcinomu plic (Calu-3) a potlačuje jejich proliferaci, migraci a invazi.

Epitelové buňky Calu-3 vykazují in vitro odlišné imunitní a epitelové bariérové reakce ve srovnání s čerstvě izolovanými primárními buňkami nosního epitelu

Tento výzkum, publikovaný v časopise „Clinical and Translational Allergy“ (2018), porovnával imunitní reakce a reakce epiteliální bariéry u buněčné linie Calu-3 a čerstvě kultivovaných primárních nosních epiteliálních buněk.

Chinin inhibuje infekci lidských buněčných linií virem SARS-CoV-2

Tento článek v časopise *Viruses* (2021) navrhl chinin jako potenciální léčbu infekce SARS-CoV-2 na základě hodnocení jeho účinku na různé virem infikované buněčné linie, jako je Calu-3.

Vysoké hladiny D-glukózy indukují expresi ACE2 prostřednictvím GLUT1 v lidské epiteliální buněčné linii dýchacích cest Calu-3

Tento výzkum publikovaný v časopise BMC Molecular and Cell Biology (2022) naznačuje, že vysoké hladiny D-glukózy podporují expresi ACE2 v buňkách Calu-3 prostřednictvím regulace genu GLUT1.

Dolosigranulum pigrum moduluje imunitu proti SARS-CoV-2 v respiračních epiteliálních buňkách

Tento článek v časopise Pathogens (2021) zkoumal imunomodulační účinky Dolosigranulum pigrum 040417 v plicních epiteliálních buňkách. Kromě toho se zabýval potenciálem této imunobiotické bakterie při ochraně před infekcí SARS-CoV-2.

Zdroje informací o buňkách Calu-3: protokoly, videa a další

K dispozici je mnoho online zdrojů o buňkách Calu-3, které obsahují informace týkající se kultivace buněk a transfekce.

• Protokol transfekce buněk Calu-3: Tento zdroj poskytuje zásadní informace o transfekci buněk Calu-3.
• Transfekce buněk Calu-3: Tento videonávod je podrobným průvodcem pro osvojení si protokolu in vitro transfekce buněk Calu-3.

Zde je uveden protokol pro kultivaci buněk Calu-3.

• Buňky Calu-3: Tento dokument obsahuje informace týkající se média pro buňky Calu-3 a protokolu subkultivace nebo pasážování.

Literatura

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar a H. Walles, Biologické modely dolních lidských dýchacích cest – výzvy a speciální požadavky na lidské 3D bariérové modely pro biomedicínský výzkum. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. a kol., Léčba lidských epiteliálních buněk dýchacích cest Calu-3 peptidovou nukleovou kyselinou (PNA) zaměřenou na mikroRNA miR-101-3p je spojena se zvýšenou expresí genu transmembránového regulátoru vodivosti (TTR) cystické fibrózy. European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: s. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Anti-SARS-CoV-2 aktivita extraktu z Andrographis paniculata a jeho hlavní složky andrographolidu v lidských plicních epiteliálních buňkách a hodnocení cytotoxicity v reprezentativních buňkách hlavních orgánů. Journal of natural products, 2021. 84(4): s. 1261–1270.
4. Park, B.K. a kol., Rozdílná signalizace a produkce viru v buňkách Calu-3 a Vero po infekci SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): s. 273–281.