Buňky CHO-K1: Základní prvek v biotechnologickém výzkumu
Buňky CHO-K1 jsou derivátem buněčné linie vaječníků čínského křečka (CHO). Jsou široce využívány v průmyslové biotechnologii k výrobě biofarmaceutik a dalších rekombinantních proteinů. Kromě toho se buněčná linie CHO-K1 používá také v toxikologickém výzkumu. Vědci tyto buňky geneticky modifikují, aby zlepšili glykosylaci, snížili apoptózu a zvýšili celkovou produktivitu.
- Růstové médium
- K kultivaci buněk CHO-K1 se používá růstové médium Ham's F12 doplněné 10 % FBS, 1,0 mM stabilního glutaminu, 1,0 mM pyruvátu sodného a 1,1 g/l NaHCO3. Médium by se mělo vyměňovat 2 až 3krát týdně.
- Doba zdvojnásobení
- Doba zdvojnásobení buněk CHO-K1 je přibližně 22 hodin.
- Typ růstu
- Buňky CHO-K1 jsou adhezivní. Lze je však geneticky modifikovat tak, aby se staly suspenzními buňkami CHO-K1.
- Úroveň biologické bezpečnosti
- BSL-1
- K dispozici u
- Cytion — Objednat CHO-K1
Původ a obecné charakteristiky: buňky CHO-K1
Obecné charakteristiky a původ buněčné linie určují její využití ve výzkumu. Tato sekce vám pomůže seznámit se s původem a vlastnostmi slavné buněčné linie CHO-K1. Dozvíte se: Odkud pochází buňka CHO-K1? Jak velké jsou buňky CHO-K1? Jaký je plný název buněčné linie CHO-K1? Jaká je morfologie buněk CHO-K1?
- CHO-K1 neboli buněčná linie K1 z vaječníků čínského křečka je subklonem mateřských buněk CHO, které pocházejí z biopsie vaječníků dospělé samice čínského křečka z roku 1957. Původní buněčnou linii vyvinul T.T. Puck a jeho kolegové na Lékařské fakultě Univerzity v Coloradu v Denveru, USA [1].
- Buněčná linie CHO-K1 vykazuje epiteliální morfologii.
- Průměr buněk CHO-K1 je přibližně 0,001 milimetru. Zajímavé je, že buňky jsou zpočátku velké, ale postupem času se zmenšují.
- Genom CHO-K1 se skládá z podobného počtu chromozomů jako lidské buňky. Mají diploidní karyotypy a vykazují jen málo chromozomálních abnormalit.
Buněčná linie CHO-K1 vs. CHO-S
Obě buněčné linie jsou deriváty CHO. Liší se způsobem, jakým tyto buňky rostou a množí se. Buňky CHO-S jsou přizpůsobeny k růstu v kulturách, zatímco buňky CHO-K1 lze geneticky manipulovat tak, aby produkovaly adhezivní a suspenzní buňky.
Buněčná linie CHO-K1: Informace o kultivaci
Buněčná linie CHO-K1 je široce využívána v průmyslovém biotechnologickém výzkumu. Jedná se o snadno udržovatelné buněčné linie. Znalost klíčových bodů kultivace buněk CHO-K1 vám může pomoci s jejich snadnou manipulací. Tato sekce vám pomůže zjistit: Jsou buňky CHO-K1 adhezivní? Jaká je doba zdvojnásobení buněk CHO-K1? Jaká média se používají pro kultivaci buněk CHO? Jaká je hustota výsevu buněk CHO-K1?
Klíčové body pro kultivaci buněk CHO-K1
Doba zdvojnásobení populace:
Doba zdvojnásobení buněk CHO-K1 je přibližně 22 hodin.
Adhezivní nebo v suspenzi:
Buňky CHO-K1 jsou adhezivní. Lze je však geneticky modifikovat tak, aby se staly suspenzními buňkami CHO-K1.
Hustota výsevu:
Hustota výsevu CHO-K1 je 1 x 104 buněk/cm2. Při této hustotě mohou buňky vytvořit konfluentní vrstvu přibližně za 6 dní. U adhezivních buněk se buňky propláchnou 1x PBS a inkubují se 8 až 10 minut při pokojové teplotě. Disociované buňky se přidají do čerstvého média a odstředí se. Sklizené buňky se resuspendují a přelijí do nové baňky pro růst.
Růstové médium:
K kultivaci buněk CHO-K1 se používá růstové médium Ham's F12 doplněné 10 % FBS, 1,0 mM stabilního glutaminu, 1,0 mM pyruvátu sodného a 1,1 g/l NaHCO3. Médium by se mělo vyměňovat 2 až 3krát týdně.
Podmínky růstu:
Kultury CHO-K1 se udržují ve zvlhčeném inkubátoru při teplotě 37 °C s přívodem 5 % CO2.
Skladování:
Zmrazené buňky CHO-K1 se skladují při teplotě pod -150 °C nebo v plynné fázi kapalného dusíku.
Proces zmrazování a médium:
K zmrazení buněk CHO-K1 se používají zmrazovací média CM-1 nebo CM-ACF. K zmrazení buněk CHO-K1 se používá proces pomalého zmrazování, který umožňuje postupný pokles teploty o 1 °C.
Proces rozmrazování:
Zmrazené buňky CHO-K1 se uchovávají ve vodní lázni o teplotě 37 °C, dokud nezůstane pouze malá hrudka ledu. Rozmrazené buňky se přidají do čerstvého kultivačního média a nalijí se do nové baňky obsahující kultivační médium v hustotě 5 x 104 buněk/cm2. Buňky potřebují téměř 24 až 48 hodin, aby se řádně oživily.
Úroveň biologické bezpečnosti:
S kulturami CHO-K1 se manipuluje a udržují se v laboratořích s úrovní biologické bezpečnosti 1.
Výhody a omezení buněk CHO-K1
CHO-K1 je neocenitelný výzkumný nástroj. Díky jedinečné kombinaci výhod a omezení se odlišuje od jiných buněčných linií. V této části jsme se zabývali několika klady a zápory buněčné linie CHO-K1.
Výhody
Mezi hlavní výhody buněčné linie CHO-K1 patří:
Vhodnost pro transfekci
Buňky CHO-K1 se široce používají ve studiích transfekce. Lze je transfekovat přechodně i stabilně pomocí různých fyzikálních a chemických postupů. Díky své vysoké vhodnosti pro transfekci se buňky CHO-K1 hojně využívají k produkci rekombinantních proteinů a dalších biofarmaceutik.
Rychlá rychlost růstu a snadné kultivování
Doba zdvojnásobení buněk CHO-K1 je pouze 22 hodin, mají tedy vysokou rychlost růstu a jsou ideální pro průmyslové biotechnologické využití. Navíc díky adaptaci na suspenzní kultivaci jsou buňky CHO-K1 užitečné pro výrobu velkého množství biofarmaceutik. Kromě toho se snadno kultivují a udržují v laboratořích a nevyžadují žádné složité kultivační podmínky ani postupy.
Nízká frekvence chromozomálních abnormalit
CHO-K1 je dobře charakterizovaný a zavedený modelový systém. Genom CHO-K1 je stabilní a vykazuje jen málo chromozomálních abnormalit. Proto jsou ideálními hostiteli pro produkci rekombinantních proteinů.
Omezení
Zde jsou některá omezení buněčné linie CHO-K1:
Nehumánní původ
Ačkoli buňky CHO-K1 mají schopnost provádět glykosylační vzorce podobné lidským, jsou nehumánního původu. To může být problém při studiu vysoce lidských specifických buněčných procesů a imunogenity terapeutických látek.
Heterogenita
Buňky CHO-K1 mohou vykazovat mírně odlišné genetické charakteristiky v rámci stejné populace, což vede k genetické heterogenitě. To může ovlivnit buněčné funkce a způsobit variabilitu v úrovních exprese proteinů, což může potenciálně ovlivnit reprodukovatelnost experimentálních výsledků.
Aplikace buněčné linie CHO-K1 ve výzkumu
Buněčná linie CHO-K1 má četné aplikace v průmyslové biotechnologii a toxikologickém výzkumu. Zde jsme se zabývali některými konkrétními z nich.
- Produkce rekombinantních proteinů: Buňky CHO-K1 jsou neocenitelnými výzkumnými nástroji pro produkci rekombinantních proteinů, včetně protilátek, terapeutických proteinů a enzymů. Jejich vysoká rychlost růstu a snadné kultivační podmínky pomáhají produkovat velké množství rekombinantních proteinů se správným skládáním a glykosylací. Například studie provedená Kritikou Guptou použila buňky CHO-K1 a stabilně je transfekovala za účelem produkce rekombinantní monoklonální protilátky proti tumor nekrotizujícímu faktoru alfa (TNF-α) [2]. Produkce protilátek v buňkách CHO-K1 je poměrně spolehlivá a pohodlná. Vědci také tyto buňky modifikují za účelem zlepšení produkce protilátek CHO K1. Například v jedné studii byly buňky CHO-K1 geneticky upraveny tak, aby produkovaly protilátky s vysokým poměrem a-fukosylovaných N-glykanů vázaných na Fc, což je důležité pro jejich efektorovou funkci [3].
- Toxikologický výzkum: Buňky CHO-K1 se často používají pro objevování nových léků a screeningové testy. Lze je využít k hodnocení toxicity a účinnosti potenciálních léků. Kromě toho vědci používají buňky CHO-K1 k výzkumu interakcí mezi léky a jejich cíli a ke studiu metabolismu léků. Bylo provedeno několik studií s cílem posoudit možné terapeutické účinky rostlinných extraktů, sloučenin, nanočástic, terapeutických proteinů a dalších látek s využitím buněčné linie CHO-K1. Podobný výzkum byl proveden v roce 2022, kdy vědci měřili cytotoxický potenciál rostlinných extraktů bohatých na flavonoidy v buňkách CHO-K1 [4]. Stejně tak výzkumná studie provedená Ryanem Deweesem a kolegy hodnotila cytotoxicitu extraktů z Baptisia australis, Trifolium pratense a Rubus idaeus na buňkách CHO-K1 z vaječníků čínského křečka [5].
5. Buňky CHO-K1: Vědecké publikace
Níže uvádíme několik zajímavých výzkumných publikací týkajících se buněk CHO-K1.
Tato studie publikovaná v časopise Molecular Biology Reports (2023) navrhla pozitivní účinky nadměrné exprese genu SIRT6 na životaschopnost buněk CHO-K1 a expresi protilátek.
Tato publikace vyšla v časopise Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Výsledky výzkumu poukazují na potenciál CRISPR-Cas13d pro genetickou modifikaci buněk CHO-K1 za účelem zlepšení produkce protilátek z hlediska kvality i kvantity.
Tento výzkumný článek z časopisu Nature Scientific Reports (2018) navrhl maltózu jako slibný zdroj energie pro kultivaci buněk CHO-K1 v médiu bez bílkovin a pro zvýšení produkce rekombinantních monoklonálních protilátek.
Tato studie v časopise Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) použila buňky CHO-K1 k vyhodnocení potenciálních cytotoxických a antigenotoxických účinků etanolového extraktu z černého pepře samotného a v kombinaci s doxorubicinem.
Tento výzkum byl publikován v časopise The Nucleus v roce 2019. V něm vědci hodnotili cytotoxický a genotoxický potenciál nanočástic stříbra v buněčné linii CHO-K1.
Zdroje pro buněčnou linii CHO-K1: protokoly, videa a další
CHO-K1 je známá buněčná linie. Zde jsou uvedeny dostupné zdroje obsahující protokoly pro kultivaci a transfekci CHO-K1.
- Transfekce CHO-K1: Tento odkaz popisuje protokol transfekce CHO-K1. Jedná se o podrobný návod na transfekci plazmidové DNA do buněk CHO-K1 pomocí činidla Lipofectamine LTX.
- Návod na transfekci CHO-K1: Toto video podrobně vysvětluje postup přechodné transfekce CHO-K1.
Zde jsou některé zdroje popisující protokol buněčné kultury pro buňky CHO-K1.
- CHO-K1 buňky: Tento odkaz na webovou stránku obsahuje užitečné informace o CHO-K1 buňkách, včetně receptury média pro CHO-K1, subkultivace a protokolu rozmrazování.
Reference
- Gamper, N., J.D. Stockand a M.S. Shapiro, Využití buněk vaječníků čínského křečka (CHO) ve studiu iontových kanálů. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): s. 177–85.
- Gupta, K. a kol., Stabilní buněčná linie CHO K1 pro produkci rekombinantní monoklonální protilátky proti TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): s. 828–839.
- Popp, O., et al. Vývoj předem glykoinženýrsky upravené hostitelské buněčné linie CHO-K1 pro expresi protilátek se zvýšenou efektorovou funkcí zprostředkovanou Fc. v MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicita rostlinných extraktů obsahujících flavonoidy vůči buněčné linii CHO: srovnávací studie. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): s. 80–85.
- Deweese, R., et al., Cytotoxické účinky extraktů z Trifolium pratense, Baptisia australis a Rubus idaeus na buňky CHO-K1. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): s. 128–139.