Veröffentlicht: 2023 | Zuletzt überprüft: Mai 2026

Die MCF-7-Zelllinie: Ein Eckpfeiler der Brustkrebsforschung und der Arzneimitteltests

Die 1973 aus menschlichen Brustadenokarzinomzellen etablierte MCF-7-Zelllinie steht an vorderster Front der Brustkrebsforschung und liefert ein entscheidendes Modell zur Erforschung der komplexen Biologie von Östrogen- und Progesteronrezeptor-positiven Brustkrebsarten. Diese Zellen dienen als Mikrokosmos des menschlichen Brustkrebses und weisen Eigenschaften auf, die für die Untersuchung sowohl des hormonabhängigen als auch des hormonunabhängigen Tumorwachstums entscheidend sind. Forscher nutzen MCF-7-Zellen, um das komplexe Zusammenspiel von Hormonen wie Östrogen und Tamoxifen bei der Regulierung der Proliferation von Krebszellen zu erforschen und dabei die molekularen Feinheiten von der Sphäroidbildung bis zum klinischen Fortschreiten des Brustkrebses zu untersuchen.

In Studien zum metastasierenden Brustkrebs spielen MCF-7-Zellen eine zentrale Rolle und werden in innovativen Ansätzen eingesetzt, wie beispielsweise der Einbettung in Mikrogewebe in Gerüsten oder freien Hydrogelen, die die natürliche Umgebung des Tumors nachahmen. Dies trägt zur Untersuchung der metastasierten Erkrankung bei, insbesondere bei postmenopausalen Frauen, sowie der unterschiedlichen Auswirkungen auf die linke und rechte Brust. Pharmakogenetische und pharmakoepigenetische Überlegungen stehen im Mittelpunkt dieser Forschung, wobei MCF-7-Zellen Aufschluss über stadiumspezifische Krankheitsmerkmale und Behandlungsreaktionen in vivo geben.

MCF-7-Zellen dienen zudem als Grundlage in onkologischen Studien zur Erprobung innovativer Therapien, wie beispielsweise der Hochspannungs-Elektrochemotherapie, sowie in Tiermodellen, die menschliche Brusttumorzellen originalgetreu nachbilden. Die Rolle mesenchymaler Stammzellen bei der Modulation des Verhaltens dieser Tumorzellen ist ein weiterer Aspekt, der derzeit untersucht wird. Darüber hinaus liefert das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Östrogen, Androgen und dem Wachstum von Brustkrebszellen anhand der MCF-7-Zelllinie unschätzbare Erkenntnisse und treibt das kontinuierliche Streben nach Wissen auf dem sich ständig weiterentwickelnden Gebiet der Krebsforschung voran.

MCF-7-Zelllinie: Herkunft und allgemeine Informationen

Bevor man mit der MCF-7-Zelllinie arbeitet, ist es unerlässlich, deren Morphologie, Zellgröße und andere allgemeine Merkmale zu verstehen.

Der Name „MCF-7“ steht für „Michigan Cancer Foundation – 7“. Die Zelllinie wurde von Dr. Soule an der Michigan Cancer Foundation in Detroit, Michigan, etabliert. Diese Zelllinie wurde 1970 aus dem Pleuraerguss einer 69-jährigen kaukasischen Frau mit metastasiertem Adenokarzinom der Brust isoliert. Bei MCF-7 handelt es sich um einen Luminal-A-Subtyp des Brustkrebses, der Östrogen-, Progesteron- und Glukokortikoidrezeptoren exprimiert [1, 2]. 

MCF-7-Zellen sind hormonabhängige Brustkrebszellen. Diese Brustdrüsenepithelzellen weisen ein geringes Metastasierungspotenzial auf und sind im Vergleich zu den hormonunabhängigen MDA-MB-231-Zellen weniger aggressiv [3].

• Morphologie der MCF-7-Zellen: Epithelähnliche Morphologie; die Zellen wachsen als Monoschichten mit starken Zell-Zell-Adhäsionen; pflastersteinartiges Erscheinungsbild
  
• Zellgröße: Liegt zwischen 19,9 μm und 33,9 μm
• Genom und Ploidie: Modale Chromosomenzahl: 82; Ploidiebereich: 66 bis 87
• Varianten der MCF-7-Zelllinie: Es gibt mehrere KO-Varianten, die im Vergleich zu den ursprünglichen MCF-7-Zellen unterschiedliche genetische Profile und Genexpressionen aufweisen [4]

Informationen zur Zellkultur von MCF-7-Zellen

MCF-7 ist eine in Brustkrebsforschungslabors weit verbreitete Zelllinie. Vor der Kultivierung dieser Zellen stellen sich Ihnen möglicherweise viele Fragen, beispielsweise: Wie lang ist die Verdopplungszeit von MCF-7-Zellen? Sind MCF-7-Zellen adhärent? Und welches Kulturmedium wird für MCF-7-Zellen verwendet? In diesem Abschnitt werden wir auf die folgenden wichtigen Punkte eingehen:

Aspekt

Beschreibung

Verdopplungszeit

Die durchschnittliche Verdopplungszeit von MCF-7-Zellen beträgt 24 Stunden

Adhärent oder in Suspension

MCF-7-Zellen sind adhärente Zellen, die als Monoschicht wachsen und Zellaggregate bilden

Aussaatdichte

Langsam wachsende MCF-7-Zellen werden mit einer Dichte von 3 × 10⁴ Zellen/cm² ausgesät. Nach Entfernung des Mediums werden die adhärenten MCF-7-Zellen mit 1× PBS gewaschen. Die Zellen werden mit Accutase-Passagierungslösung abgelöst. Kulturmedium wird zugegeben, und die Zellen werden zentrifugiert. Die Zellpellets werden resuspendiert und in neue Kolben mit frischem Wachstumsmedium überführt

Wachstumsmedium

Für die Kultivierung von MCF-7-Zellen wird Eagle’s Minimum Essential Medium (EMEM), ergänzt mit 10 % FBS und 2,5 mM L-Glutamin, verwendet. Das Medium wird 2- bis 3-mal pro Woche erneuert

Wachstumsbedingungen

MCF-7-Zellen werden in einem befeuchteten Inkubator bei 37 °C und 5 % CO₂ gezüchtet

Lagerung

Die Zellen werden in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff (-195 °C) gelagert, um die Lebensfähigkeit der Zellen zu erhalten

Einfrierverfahren und Medium

Zum Einfrieren von MCF-7-Zellen wird das langsame Einfrierverfahren bevorzugt, bei dem die Temperatur schrittweise um 1 °C gesenkt wird, um die Lebensfähigkeit der Zellen zu erhalten. Als Einfriermedium für MCF-7-Zellen wird CM-1 oder CM-ACF verwendet

Auftauvorgang

Gefrorene MCF-7-Zellen werden 40–60 Sekunden lang in einem vorgewärmten Wasserbad (37 °C) schnell geschüttelt. Ein kleiner Eisklumpen wird im Fläschchen belassen, um es kühl zu halten. Die Zellen können direkt in einem Kolben mit frischem Wachstumsmedium kultiviert oder zentrifugiert werden, um das Einfriermedium zu entfernen. Das entstandene Zellpellet wird vorsichtig in frischem Medium resuspendiert und zur Kultivierung in Kolben dispensiert

Biosicherheitsstufe

Für den Umgang mit dreifach-positiven MCF-7-Zellen gilt die Biosicherheitsstufe 1

Veröffentlicht: 2023 | Zuletzt überprüft: Mai 2026

MCF-7-Zellen: Vorteile und Einschränkungen

Alle Krebszelllinien weisen Vor- und Nachteile auf. Was sind also die Vorteile von MCF-7-Zellen, die sie für den Einsatz in der Forschung attraktiv machen? Und wo liegen die Einschränkungen der MCF-7-Zelllinie?

Vorteile

Die MCF-7-Zelllinie bietet zahlreiche Vorteile. Hier sind einige der wichtigsten:

• Gut charakterisiert: Die MCF-7-Zelllinie ist gut charakterisiert, weshalb sie in Krebsforschungslabors häufig zum Einsatz kommt.
• Östrogenempfindlich: MCF-7-Zellen sind östrogenempfindliche Brustkrebszellen. Sie sind für ihr Wachstum und ihre Vermehrung auf Östrogen angewiesen und weisen im Vergleich zu ERβ höhere mRNA-Spiegel des Östrogenrezeptors alpha (ERα) auf. Dadurch eignen sich MCF-7-Zellen hervorragend zur Untersuchung der Rolle der Östrogenrezeptor-Signalübertragung in der Biologie des Brustkrebses.
• Hormonabhängig: MCF-7-Zellen sind repräsentative Modelle für rezeptorpositiven, hormonabhängigen Brustkrebs.

Einschränkungen

Die MCF-7-Zellen werden üblicherweise folgende Einschränkungen zugeschrieben:

• Langsames Wachstum: Im Vergleich zu anderen Brustkrebszelllinien wachsen MCF-7-Zellen langsam. Daher werden diese Zellen in relativ hohen Zelldichten ausgesät, um verschiedene Zellkulturversuche durchzuführen.

MCF-7-Zellen: Interdisziplinäre Forschung und Implikationen für den Brustkrebs

Charakterisierung von Brustkrebs mit MCF-7-Zellen

MCF-7-Zellen sind ein Eckpfeiler der Brustkrebsforschung und stammen aus menschlichem Brustadenokarzinomgewebe aus dem Jahr 1973. Aufgrund ihrer Expression von Östrogenrezeptoren sind diese Zellen besonders wichtig für die Erforschung des Östrogenrezeptor-positiven Brustkrebses. Sie ermöglichen es Forschern, die Feinheiten des östrogenabhängigen Wachstums und die Wirksamkeit von Hormontherapien wie Tamoxifen zu untersuchen und so die Wirkmechanismen und Resistenzen gegenüber diesen Behandlungen weiter aufzuklären.

Über hormonbezogene Studien hinaus sind MCF-7-Zellen von entscheidender Bedeutung für die Erforschung von Brustkrebs auf molekularer Ebene. Ihr Einsatz reicht von der Analyse des molekularen Profils von Tumoren bis hin zur Untersuchung der Proliferation und des Fortschreitens von Krebszellen in 2D-Kulturen und dreidimensionalen Mikrogeweben in Gerüsten, die die Tumormikroumgebung in vivo genau nachbilden.

Bekämpfung der Arzneimittelresistenz bei Brustkrebs

MCF-7-Zellen haben wesentlich zum Verständnis und zur Überwindung von Arzneimittelresistenzen bei der Brustkrebsbehandlung beigetragen. Durch die Induktion von Resistenzen mittels hoher Dosen chemotherapeutischer Wirkstoffe können Forscher die Mechanismen untersuchen, die zu einem Krebsrezidiv und zu verminderten Überlebensraten der Patientinnen führen. Eingehende Untersuchungen an MCF-7-Zellen haben die Rolle der langen nicht-kodierenden RNA HOTAIR bei der Arzneimittelresistenz aufgezeigt und damit ein potenzielles Ziel für therapeutische Eingriffe identifiziert.

Auch die kontinuierliche Entwicklung von Chemotherapeutika stützt sich auf MCF-7-Zellen, um das Antikrebs-Potenzial verschiedener Substanzen – darunter Naturstoffe, synthetische Verbindungen und Nanopartikel – zu untersuchen. Diese Bemühungen sind unerlässlich für die Entwicklung wirksamerer Brustkrebsbehandlungen, die auch gegen arzneimittelresistente Krebszellstämme wirken können.

Fortschritte in der therapeutischen Entwicklung und klinischen Anwendung

Die Erkenntnisse aus der Forschung mit MCF-7-Zellen fließen in die therapeutische Entwicklung bei Brustkrebs ein. Als wichtiges Instrument für präklinische Tests dienen MCF-7-Zellen zum Screening von Wirkstoffen, zur Bestimmung der Zytotoxizität und zur Bewertung der Apoptoseinduktion. Diese Forschung hat weitreichende Auswirkungen auf zukünftige klinische Anwendungen, bei denen die Ergebnisse aus Studien mit MCF-7-Zellen weiterhin als Grundlage für innovative Strategien zur Verbesserung der Patientenversorgung und der Behandlungsergebnisse dienen werden.

MCF-7-Zellen: Veröffentlichungen

Es gibt eine Vielzahl von Veröffentlichungen zu MCF-7-Zellen. In diesem Abschnitt werden nur einige bemerkenswerte Beispiele behandelt:

Der Knockdown der lncRNA HOTAIR senkt die Resistenz von Brustkrebszellen gegenüber Doxorubicin über den PI3K/AKT/mTOR-Signalweg

Dieser Artikel wurde 2019 von Zhixiang Li und Kollegen in der Fachzeitschrift „Experimental and Therapeutic Medicine“ veröffentlicht. Die Studie legt nahe, dass der Knockdown der langen nicht-kodierenden RNA HOTAIR die Doxorubicin-Resistenz in MCF-7-Brustkrebszellen durch Regulierung des PI3K/AKT/mTOR-Signalwegs aufhebt.

Guajadial kehrt die Multiresistenz um, indem es die Expression von ABC-Transportern hemmt und den PI3K/Akt-Signalweg in arzneimittelresistenten Brustkrebszellen unterdrückt

Diese Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Chemico-Biological Interactions“ untersuchte anhand von Eltern- und arzneimittelresistenten MCF-7-Zellen die Wirkung der Verbindung Guajadial auf die Arzneimittelresistenz. Diese Verbindung hemmt die Expression von ABC-Transportern und reguliert den PI3K/AKT-Signalweg herunter, um die Multiresistenz aufzuheben.

Synergistische Wechselwirkungen von Cannabidiol mit Chemotherapeutika in MCF-7-Zellen: Wirkmechanismus und proteomische Analyse der Mechanismen

Diese veröffentlichte Arbeit beschreibt die synergistische Wechselwirkung von Cannabidiol und fünf Chemotherapeutika in MCF-7-Zellen. Die Studie legt synergistische adjuvante Therapien auf Cannabidiol-Basis für die Brustkrebsbehandlung nahe.

Phenolische Zusammensetzung einiger tunesischer Heilpflanzen im Zusammenhang mit einer antiproliferativen Wirkung auf menschliche MCF-7-Brustkrebszellen

Dieser im „EuroBiotech Journal“ veröffentlichte Artikel nutzte MCF-7-Zellen zur Bewertung der antitumoralen Wirkung von Phenolverbindungen, die in einigen tunesischen Heilpflanzen vorkommen.

Neuartige, durch Allium cepa-Blätter vermittelte biogene Silbernanopartikel mit antimikrobieller, antioxidativer und krebshemmender Wirkung auf die MCF-7-Zelllinie

Die Studie schlug mit Allium-cepa-Blattextrakt beladene grüne Nanopartikel als Wirkstoffkandidaten vor. Diese Nanopartikel zeigen in MCF-7-Zellen krebshemmende und antioxidative Aktivität.

MCF-7-Zellen – Ressourcen: Protokolle, Videos und mehr

MCF-7 ist eine häufig kultivierte Brustkrebs-Zelllinie. Zu dieser Zelllinie stehen zahlreiche Ressourcen zur Verfügung, in denen die Handhabung, die Kultivierung und die Transfektionsprotokolle erläutert werden.

Zellkulturprotokolle

Im Folgenden finden Sie einige Ressourcen mit Informationen zur Kultivierung von MCF-7-Zellen.

• Zellteilung: Dieses Dokument hilft Ihnen dabei, den Passagierungs- und Auftauprozess für MCF-7-Zellen zu erlernen.
• MCF-7-Zellen: Dieser Artikel vermittelt Ihnen alle grundlegenden und fortgeschrittenen Kenntnisse über MCF-7-Zellen. Er enthält außerdem ein Protokoll zur Kultivierung von MCF-7-Zellen.

Transfektionsprotokolle

Hier finden Sie einige Quellen zu Transfektionsmethoden für die MCF-7-Zelllinie.

• Transfektion von Plasmid-DNA in MCF-7-Zellen: Unter diesem Link finden Sie ein detailliertes Transfektionsprotokoll für MCF-7-Zellen.
• Transfektion von MCF-7-Zellen: Dieser Link enthält optimierte Transfektionsprotokolle für die MCF-7-Zelllinie, die von Wissenschaftlern aus aller Welt bereitgestellt wurden.

Videos zur MCF-7-Zelllinie

Es gibt zahlreiche Videoquellen zu MCF-7-Zellen. Hier stellen wir einige vor, die sich mit der Transfektion und Kultivierung von MCF-7 befassen.

• Transfektion von MCF-7-Zellen: Dieses Video zeigt das Transfektionsprotokoll für MCF-7-Zellen.
• Passagieren von Zellen: Dieses Video erläutert das grundlegende Protokoll für die Kultivierung von Zelllinien.
• Einfrieren von adhärenten Zellen: Dieses Video enthält Informationen zum Einfrieren von adhärenten Zelllinien.

Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen einen guten Überblick über den Umgang, die Subkultivierung und die Pflege von MCF-7-Zellen gegeben hat. Darüber hinaus kann er Ihnen helfen, mehr über die Vorteile und Forschungsanwendungen dieser Zelllinie zu erfahren. Wenn Sie vorhaben, mit MCF-7-Zellen zu arbeiten, bestellen Sie diese bei uns.

Literaturverzeichnis

1. Moon, H.-r. et al., „Subtypenspezifische Charakterisierung der Invasion bei Brustkrebs unter Verwendung einer mikrofluidischen Tumorplattform.“ PloS one, 2020, 15(6)
2. Hegde, S.M. et al., „Wechselwirkungen zwischen Kernrezeptoren (ER, PR und GR) und ihren Steroidhormonen in MCF-7-Zellen.“ Mol Cell Biochem, 2016, 422(1–2)
3. Comşa, Ş., A.M. Cimpean und M. Raica, „Die Geschichte der Brustkrebszelllinie MCF-7: 40 Jahre Forschungserfahrung.“ Anticancer Research, 2015, 35(6)
4. Lee, A.V., S. Oesterreich und N.E. Davidson, „MCF-7-Zellen – seit 45 Jahren prägen sie den Verlauf der Brustkrebsforschung und -versorgung.“ JNCI: Journal of the National Cancer Institute, 2015, 107(7)
5. Li, Z. et al., „Der Knockdown der lncRNA HOTAIR senkt die Arzneimittelresistenz von Brustkrebszellen gegenüber Doxorubicin über den PI3K/AKT/mTOR-Signalweg.“ Experimental and Therapeutic Medicine, 2019, 18(1)
6. Li, Y. et al., „Guajadial hebt die Multiresistenz auf, indem es die Expression von ABC-Transportern hemmt und den PI3K/Akt-Signalweg in arzneimittelresistenten Brustkrebszellen unterdrückt.“ Chemico-Biological Interactions, 2019, 305
7. Ruenraroengsak, P. et al., „Frizzled-7-gesteuerte Zufuhr von Zinkoxid-Nanopartikeln zu medikamentenresistenten Brustkrebszellen.“ Nanoscale, 2019, 11(27)
8. Shrihastini, V. et al., „Pflanzliche bioaktive Verbindungen, ihre krebshemmende Wirkung und In-silico-Ansätze als alternative zielgerichtete Behandlungsstrategie für Brustkrebs: Ein aktualisierter Überblick.“ Cancers, 2021, 13(24)
9. Erdogan, O. et al., „Umweltfreundliche Synthese von Silbernanopartikeln mittels Cynara scolymus-Blattextrakten: Charakterisierung und krebshemmendes Potenzial in Kombination mit photodynamischer Therapie in MCF7-Zellen.“ PloS one, 2019, 14(6)
10. Barbosa, A.M. und F. Martel, „Glükosetransporter als Ziel für die Brustkrebstherapie: Die Wirkung natürlicher und synthetischer Verbindungen.“ Cancers, 2020, 12(1)