Calu-3-cellelinje

Calu-3-celler udgør en human-afledt luftvejsepitelcellelinje, der repræsenterer ikke-småcellet lungekræft. De anvendes i vid udstrækning inden for biomedicinsk forskning, herunder undersøgelser af lungekræftbiologi, luftvejssygdomme, interaktioner mellem vært og patogen samt lægemiddeltransport i luftvejene. Desuden anvendes de til udvikling af behandlinger mod flere luftvejssygdomme.

Oprindelse og generelle egenskaber ved Calu-3-celler

De vigtigste oplysninger, du har brug for om en cellelinje, er dens oprindelse og generelle egenskaber. Det vil hjælpe dig med at beslutte, hvordan den skal bruges i dit forskningsarbejde. Dette afsnit vil hjælpe dig med at lære disse vigtige oplysninger om Calu-3-cellelinjen. Det vil omfatte: Hvad er en CALU-3-cellelinje? Hvad er morfologien for Calu-3-celler? Hvad er oprindelsen til Calu-3-celler?

• Calu-3-cellerne stammer fra pleural effusion (metastase) hos en kaukasisk mand (25 år) med adenokarcinom i lungerne. Cellelinjen blev etableret i 1975 af Jorgen Fogh og Germain Trempe fra Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
• Calu-3-celler har en epitelagtig morfologi.
• Calu-3-cellernes størrelse varierer fra 8-9 til 20 mikrometer i diameter.
• De bærer mutationer i K-RAS (G13D)-, TP53- og CDKN2A-generne og udtrykker EGFR i vildtype.

A549 kontra Calu-3

A549- og Calu-3-celler er humane lungeadenokarcinomcellelinjer, men har forskellige karakteristika. Den primære forskel mellem Calu-3- og A549-cellemodellerne er tykkelsen af slimlaget. Calu-3-celler danner et tyndere slimlag og modellerer dermed epitelet i de proksimale luftveje. A549-celler mangler derimod denne egenskab og er mere egnede til at repræsentere den fysiologiske struktur i de distale luftveje [1].

Calu-3-cellelinje: Oplysninger om dyrkning

Dette afsnit vil hjælpe dig med at forstå de vigtigste punkter ved dyrkning af Calu-3-cellelinjen. Her vil vi diskutere: Hvad er fordoblingstiden for Calu-3-celler? Hvad er dyrkningsmediet til Calu-3-celler? Hvad er dyrkningsprotokollen for Calu-3-celler? Hvordan dyrker man Calu-3-celler?

Vigtige punkter ved dyrkning af Calu-3-celler

Fordoblingstid:

Fordoblingstiden for Calu-3-celler er ca. 35 timer.

Adhærent eller i suspension:

Calu-3 er en adhærent lungeadenokarcinom-cellelinje.

Opdelingsforhold:

Subkultiveringsforholdet for Calu-3-cellelinjen er 1:2 til 1:4. Ved subkultivering skylles cellerne med 1 x phosphatbuffersaltvand (PBS) og inkuberes med Accutase (passageopløsning) ved stuetemperatur i næsten 10 minutter. Derefter tilsættes frisk cellemedium, og de løsrevne celler centrifugeres. Cellepelleten resuspenderes omhyggeligt, og cellerne overføres til kolben med frisk dyrkningsmedium til vækst.

Vækstmedium:

EMEM-medium indeholdende 10 % FBS, 2 mM L-glutamin, 1,5 g/L NaHCO3, EBSS, 1 mM natriumpyruvat og NEAA anvendes til dyrkning af Calu-3-celler. Calu-3-cellemediet bør udskiftes 2 til 3 gange om ugen.

Vækstbetingelser:

Calu-3-celler dyrkes i en befugtet inkubator ved en temperatur på 37 °C og med 5 % CO₂-tilførsel.

Opbevaring:

Frosne celler skal opbevares i dampfasen af flydende nitrogen eller ved en temperatur under -150 °C for at bevare cellernes levedygtighed på længere sigt.

Fryseproces og medium:

CM-1- eller CM-ACF-frysemedier anvendes hovedsageligt til nedfrysning af Calu-3-lungecellelinjen. For at bevare cellernes levedygtighed og forhindre, at cellerne udsættes for chok, gennemgår cellerne en langsom nedfrysningsproces, hvor temperaturen kun sænkes med 1 °C pr. minut.

Optøningsproces:

Cellerne optøs ved at placere et hætteglas i et vandbad, der er forindstillet til 37 °C, i ca. 1 minut eller indtil der kun er en lille isklump tilbage. Der tilsættes frisk dyrkningsmedium, og cellerne centrifugeres for at fjerne komponenter fra frysemediet. Derefter resuspenderes cellepelleten, og cellerne hældes over i en ny kolbe, der indeholder et vækstmedium.

Biosikkerhedsniveau:

Laboratorieforhold på biosikkerhedsniveau 1 er afgørende for håndtering af Calu-3-cellelinjen.

Fordele og ulemper ved Calu-3-celler

Ligesom andre humane cellelinjer har Calu-3-celler deres egne fordele og ulemper. Her vil vi gennemgå nogle af de vigtigste.

Fordele

• In vitro-model for luftvejsepitel:

  I respiratorisk forskning fungerer Calu-3-celler som en effektiv in vitro-model for luftvejsepitel. De afspejler egenskaberne ved den menneskelige luftvejsforing, hvilket muliggør undersøgelser af lægemiddeltransport, interaktion mellem vært og patogen samt mucinproduktion.

• Polarisering:

  Calu-3-celler danner polariserede monolag, hvilket gør dem meget anvendte til at undersøge lægemiddeltransport og interaktioner mellem vært og patogen i en mere realistisk sammenhæng.

Ulemper

• Kræftcellelinje:

  Calu-3-celler stammer fra lungeadenokarcinom, så det er vigtigt at bemærke, at de muligvis ikke fuldt ud repræsenterer sundt lungevæv. Forskere bør tage dette i betragtning, når de anvender dem som model i studier.

Anvendelser af Calu-3-cellelinjen i forskning

Calu-3 har flere anvendelsesmuligheder inden for biomedicinsk forskning. Dette afsnit af artiklen vil belyse nogle af de mest lovende anvendelser.

• Undersøgelser af luftvejssygdomme: Calu-3-lungeceller anvendes til at undersøge forskellige luftvejssygdomme eller -lidelser, f.eks. cystisk fibrose, astma og kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL). En undersøgelse af Chiara Papi og kolleger undersøgte virkningen af anti-miR-101-3p-peptid-nukleinsyre (PNA) ved målretning mod miRNA-101-3p ved hjælp af Calu-3-in vitro-modellen for cystisk fibrose. Undersøgelsen viste, at PNA-behandling har en tendens til at øge ekspressionen af CFTR-genet (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator), hvilket tyder på en potentiel terapeutisk strategi for cystisk fibrose og relaterede lidelser [2].
• Lægemiddeludvikling: Calu-3-celler fungerer som en model til testning og udvikling af lægemidler til flere luftvejssygdomme. Desuden anvendes disse celler også til at undersøge lægemiddeltransport gennem luftvejsepitelet. For eksempel undersøgte forskning udført i 2021 den antivirale aktivitet af planteekstraktet fra Andrographis paniculata og dets bioaktive andrographolid på Calu-3-cellers SARS-CoV-2-infektion [3].
• Interaktioner mellem vært og patogen: Calu-3-celler er ideelle til at undersøge patogeners interaktion med luftvejsepitelet, hvilket bidrager til forståelsen af luftvejsinfektioner såsom SARS-CoV-2. For eksempel undersøgte Byoung Kwon Park og kolleger Calu-3- og Vero-cellernes reaktioner samt virusproduktion som respons på SARS-CoV-2-infektion [4].

5. Calu-3-celler: Forskningspublikationer

Her følger nogle spændende og ofte citerede forskningsstudier, der omhandler Calu-3-celler:

Carbon monoxide releasing molecule-2 hæmmer proliferation, migration og invasion samt fremmer apoptose i Calu-3-celler fra ikke-småcellet lungekræft

Denne undersøgelse blev offentliggjort i European Review for Medical and Pharmacological Sciences i 2018. Forskningen foreslog, at kuliltefrigivende molekyle-2 (CORM-2) fremmer apoptose i ikke-småcellede lungekræftceller (Calu-3) og hæmmer deres proliferation, migration og invasion.

Calu-3-epitelceller udviser in vitro andre immun- og epitelbarriere-reaktioner end friskisolerede primære næseepitelceller

Denne undersøgelse, der blev offentliggjort i tidsskriftet *Clinical and Translational Allergy* (2018), sammenlignede immun- og epitelbarriere-reaktionerne hos Calu-3-cellelinjen og friskdyrkede primære næseepitelceller.

Kinin hæmmer infektion af humane cellelinjer med SARS-CoV-2

Denne artikel i *Viruses* (2021) foreslog kinin som en potentiel behandling mod SARS-CoV-2-infektion ved at vurdere dets virkning på forskellige virusinficerede cellelinjer, såsom Calu-3.

Høje D-glukoseniveauer inducerer ACE2-ekspression via GLUT1 i den humane luftvejsepithelcellelinje Calu-3

Denne forskning i BMC Molecular and Cell Biology (2022) foreslog, at høje D-glukoseniveauer fremmer ACE2-ekspressionen i Calu-3-celler via regulering af GLUT1-genet.

Dolosigranulum pigrum modulerer immuniteten mod SARS-CoV-2 i respiratoriske epitelceller

Denne artikel i Pathogens (2021) undersøgte de immunmodulerende effekter af Dolosigranulum pigrum 040417 i lungeepitelceller. Desuden undersøgte den potentialet hos denne immunobiotiske bakterie til at beskytte mod SARS-CoV-2-infektion.

Ressourcer til Calu-3-celler: Protokoller, videoer og mere

Der findes mange online-ressourcer om Calu-3-celler, der indeholder oplysninger om cellekultivering og transfektion.

• Transfektionsprotokol for Calu-3-celler: Denne ressource giver vigtig viden om transfektion af Calu-3-celler.
• Calu-3-transfektion: Denne videovejledning er en trin-for-trin-guide til at lære in vitro-transfektionsprotokollen for Calu-3-celler.

Protokollen for Calu-3-cellekultivering er beskrevet her.

• Calu-3-celler: Dette dokument indeholder oplysninger om Calu-3-cellemedium samt protokollen for subkultivering eller passering.

Referencer

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar og H. Walles, Biologiske modeller af de nedre luftveje hos mennesker – udfordringer og særlige krav til humane 3D-barrieremodeller til biomedicinsk forskning. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. et al., Behandling af humane luftvejsepitelceller af typen Calu-3 med et peptid-nukleinsyre (PNA), der er rettet mod mikroRNA'et miR-101-3p, er forbundet med øget ekspression af cystisk fibrose-transmembranledningsregulatorgenet (CFTR). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: s. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Anti-SARS-CoV-2-aktivitet af Andrographis paniculata-ekstrakt og dets hovedbestanddel andrographolid i humane lungeepitelceller samt evaluering af cytotoksicitet i repræsentative celler fra vigtige organer. Journal of natural products, 2021. 84(4): s. 1261-1270.
4. Park, B.K., et al., Forskellig signalering og virusproduktion i Calu-3-celler og Vero-celler ved SARS-CoV-2-infektion. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): s. 273-281.