Κύτταρα CHO-K1: Βασικός πυλώνας στις εφαρμογές της βιοτεχνολογικής έρευνας
Τα κύτταρα CHO-K1 προέρχονται από τη σειρά κυττάρων ωοθηκών κινέζικου χάμστερ (CHO). Χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική βιοτεχνολογία για την παραγωγή βιοφαρμακευτικών προϊόντων και άλλων ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών. Επιπλέον, η σειρά κυττάρων CHO-K1 χρησιμοποιείται επίσης στην τοξικολογική έρευνα. Οι ερευνητές τροποποιούν γενετικά αυτά τα κύτταρα για να βελτιώσουν τη γλυκοζυλίωση, να μειώσουν την απόπτωση και να αυξήσουν τη συνολική παραγωγικότητα.
- Μέσο ανάπτυξης
- Για την καλλιέργεια των κυττάρων CHO-K1 χρησιμοποιείται το μέσο ανάπτυξης Ham's F12 συμπληρωμένο με 10% FBS, 1,0 mM σταθερή γλουταμίνη, 1,0 mM πυρουβικό νάτριο και 1,1 g/L NaHCO3. Το μέσο πρέπει να αντικαθίσταται 2 έως 3 φορές την εβδομάδα.
- Χρόνος διπλασιασμού
- Ο χρόνος διπλασιασμού των CHO-K1 είναι περίπου 22 ώρες.
- Τύπος ανάπτυξης
- Τα κύτταρα CHO-K1 είναι προσκολλητικά. Ωστόσο, μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά ώστε να γίνουν κύτταρα CHO-K1 σε εναιώρημα.
- Επίπεδο βιοασφάλειας
- BSL-1
- Διαθέσιμο από
- Cytion — Παραγγελία CHO-K1
- Προέλευση και γενικά χαρακτηριστικά: Κύτταρα CHO-K1
- Κυτταρική σειρά CHO-K1: Πληροφορίες καλλιέργειας
- Πλεονεκτήματα και περιορισμοί των κυττάρων CHO-K1
- Εφαρμογές της κυτταρικής σειράς CHO-K1 στην έρευνα
- 5. Κύτταρα CHO-K1: Ερευνητικές δημοσιεύσεις
- Πόροι για τη σειρά κυττάρων CHO-K1: Πρωτόκολλα, βίντεο και άλλα
- Συχνές ερωτήσεις
Προέλευση και γενικά χαρακτηριστικά: Κύτταρα CHO-K1
Τα γενικά χαρακτηριστικά και η προέλευση μιας κυτταρικής σειράς καθορίζουν τη χρήση της στην έρευνα. Αυτή η ενότητα θα σας βοηθήσει να μάθετε για την προέλευση και τα χαρακτηριστικά της διάσημης κυτταρικής σειράς CHO-K1. Θα μάθετε: Από πού προήλθαν τα κύτταρα CHO-K1; Πόσο μεγάλα είναι τα κύτταρα CHO-K1; Ποια είναι η πλήρης ονομασία της κυτταρικής σειράς CHO-K1; Ποια είναι η μορφολογία των κυττάρων CHO-K1;
- Η CHO-K1 ή κυτταρική σειρά ωοθηκών κινέζικου χάμστερ K1 είναι ένας υποκλώνος γονιδιακών κυττάρων CHO που προήλθε από βιοψία ωοθηκών ενήλικου θηλυκού κινέζικου χάμστερ το 1957. Η αρχική κυτταρική σειρά αναπτύχθηκε από τον T.T. Puck και τους συνεργάτες του στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, στο Ντένβερ των ΗΠΑ [1].
- Η κυτταρική σειρά CHO-K1 παρουσιάζει επιθηλιακή μορφολογία.
- Η διάμετρος των κυττάρων CHO-K1 είναι περίπου 0,001 χιλιοστά. Είναι ενδιαφέρον ότι τα κύτταρα είναι αρχικά μεγάλα, ωστόσο μικραίνουν με την πάροδο του χρόνου.
- Το γονιδίωμα CHO-K1 αποτελείται από παρόμοιο αριθμό χρωμοσωμάτων με τα ανθρώπινα κύτταρα. Έχουν διπλοειδείς καρυότυπους και παρουσιάζουν λιγότερες χρωμοσωμικές ανωμαλίες.
Κυτταρική σειρά CHO-K1 έναντι CHO-S
Και οι δύο κυτταρικές σειρές είναι παράγωγα της CHO. Διαφέρουν ως προς τον τρόπο ανάπτυξης και πολλαπλασιασμού αυτών των κυττάρων. Τα κύτταρα CHO-S είναι προσαρμοσμένα να αναπτύσσονται σε καλλιέργειες, ενώ τα CHO-K1 μπορούν να υποστούν γενετική τροποποίηση ώστε να παράγουν προσκολλητικά και αιωρούμενα κύτταρα.
Κυτταρική σειρά CHO-K1: Πληροφορίες για την καλλιέργεια
Η κυτταρική σειρά CHO-K1 χρησιμοποιείται ευρέως στην έρευνα της βιομηχανικής βιοτεχνολογίας. Πρόκειται για κυτταρικές σειρές που συντηρούνται εύκολα. Η γνώση των βασικών σημείων της καλλιέργειας κυττάρων CHO-K1 μπορεί να σας βοηθήσει να την αντιμετωπίσετε με ευκολία. Αυτή η ενότητα θα σας βοηθήσει να μάθετε: Είναι τα κύτταρα CHO-K1 προσκολλητικά; Ποιος είναι ο χρόνος διπλασιασμού των κυττάρων CHO-K1; Ποια μέσα χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια κυττάρων CHO; Ποια είναι η πυκνότητα σποράς των CHO-K1;
Βασικά σημεία για την καλλιέργεια κυττάρων CHO-K1
Χρόνος διπλασιασμού του πληθυσμού:
Ο χρόνος διπλασιασμού των CHO-K1 είναι περίπου 22 ώρες.
Προσκολλητικά ή σε εναιώρημα:
Τα κύτταρα CHO-K1 είναι προσκολλημένα. Ωστόσο, μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά ώστε να γίνουν κύτταρα CHO-K1 σε εναιώρημα.
Πυκνότητα σποράς:
Η πυκνότητα σποράς του CHO-K1 είναι 1 x 104 κύτταρα/cm2. Σε αυτή την πυκνότητα, τα κύτταρα μπορούν να σχηματίσουν ένα συνεχές στρώμα σε περίπου 6 ημέρες. Για τα προσκολλημένα κύτταρα, τα κύτταρα ξεπλένονται με 1 x PBS και επωάζονται για 8 έως 10 λεπτά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Τα αποσυνδεδεμένα κύτταρα προστίθενται σε φρέσκο μέσο και φυγοκεντρώνονται. Τα συλλεγμένα κύτταρα επαναδιαλύονται και μεταφέρονται σε νέα φιάλη για ανάπτυξη.
Μέσο ανάπτυξης:
Για την καλλιέργεια των κυττάρων CHO-K1 χρησιμοποιείται μέσο ανάπτυξης Ham's F12 συμπληρωμένο με 10% FBS, 1,0 mM σταθερή γλουταμίνη, 1,0 mM πυρουβικό νάτριο και 1,1 g/L NaHCO3. Τα μέσα πρέπει να αντικαθίστανται 2 έως 3 φορές την εβδομάδα.
Συνθήκες ανάπτυξης:
Οι καλλιέργειες CHO-K1 διατηρούνται σε υγραντικό επωαστήρα στους 37 °C με παροχή 5% CO2.
Αποθήκευση:
Τα κατεψυγμένα κύτταρα CHO-K1 αποθηκεύονται σε θερμοκρασία κάτω των -150 °C ή στην ατμοσφαιρική φάση υγρού αζώτου.
Διαδικασία κατάψυξης και μέσο:
Για την κατάψυξη των κυττάρων CHO-K1 χρησιμοποιούνται τα μέσα κατάψυξης CM-1 ή CM-ACF. Για την κατάψυξη των κυττάρων CHO-K1 χρησιμοποιείται μια διαδικασία αργής κατάψυξης που επιτρέπει τη σταδιακή πτώση της θερμοκρασίας κατά 1 °C.
Διαδικασία απόψυξης:
Τα κατεψυγμένα κύτταρα CHO-K1 διατηρούνται σε υδατόλουτρο στους 37°C έως ότου απομείνει ένας μικρός σβώλος πάγου. Στα αποψυγμένα κύτταρα προστίθενται φρέσκα μέσα καλλιέργειας και μεταφέρονται σε νέα φιάλη που περιέχει μέσα καλλιέργειας με πυκνότητα 5 x 104 κύτταρα/cm2. Τα κύτταρα χρειάζονται περίπου 24 έως 48 ώρες για να αναζωογονηθούν κατάλληλα.
Επίπεδο βιοασφάλειας:
Οι καλλιέργειες CHO-K1 χειρίζονται και διατηρούνται σε εργαστήρια βιοασφάλειας επιπέδου 1.
Πλεονεκτήματα και περιορισμοί των κυττάρων CHO-K1
Τα CHO-K1 αποτελούν ένα ανεκτίμητο ερευνητικό εργαλείο. Ο μοναδικός συνδυασμός πλεονεκτημάτων και περιορισμών τους τα διαφοροποιεί από άλλες κυτταρικές σειρές. Σε αυτή την ενότητα εξετάστηκαν μερικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της κυτταρικής σειράς CHO-K1.
Πλεονεκτήματα
Τα κύρια πλεονεκτήματα της κυτταρικής σειράς CHO-K1 περιλαμβάνουν:
Ευκολία μεταμόλυνσης
Τα κύτταρα CHO-K1 χρησιμοποιούνται ευρέως σε μελέτες μεταμόλυνσης. Μπορούν να μεταμολυνθούν προσωρινά και σταθερά μέσω διαφορετικών φυσικών και χημικών διαδικασιών. Λόγω της υψηλής ευκολίας μεταμόλυνσής τους, τα κύτταρα CHO-K1 χρησιμοποιούνται εκτενώς για την παραγωγή ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών και άλλων βιοφαρμακευτικών προϊόντων.
Γρήγορος ρυθμός ανάπτυξης και εύκολη καλλιέργεια
Ο χρόνος διπλασιασμού των κυττάρων CHO-K1 είναι μόλις 22 ώρες, επομένως έχουν υψηλό ρυθμό ανάπτυξης και είναι ιδανικά για βιομηχανική χρήση στη βιοτεχνολογία. Επιπλέον, η προσαρμογή του εναιωρήματος CHO-K1 τα καθιστά χρήσιμα για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων βιοφαρμακευτικών προϊόντων. Εξάλλου, είναι εύκολο να καλλιεργηθούν και να διατηρηθούν σε εργαστήρια και δεν απαιτούν δύσκολες συνθήκες και διαδικασίες καλλιέργειας.
Χαμηλή συχνότητα χρωμοσωμικών ανωμαλιών
Το CHO-K1 είναι ένα καλά χαρακτηρισμένο και καθιερωμένο μοντέλο συστήματος. Το γονιδίωμα του CHO-K1 είναι σταθερό και παρουσιάζει ελάχιστες χρωμοσωμικές ανωμαλίες. Ως εκ τούτου, αποτελεί ιδανικό ξενιστή για την παραγωγή ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών.
Περιορισμοί
Ακολουθούν ορισμένοι περιορισμοί της κυτταρικής σειράς CHO-K1:
Μη ανθρώπινη προέλευση
Αν και τα κύτταρα CHO-K1 έχουν την ικανότητα να παρουσιάζουν μοτίβα γλυκοζυλίωσης παρόμοια με αυτά του ανθρώπου, είναι μη ανθρώπινης προέλευσης. Αυτό μπορεί να αποτελεί πρόβλημα κατά τη μελέτη κυτταρικών διεργασιών που είναι εξαιρετικά ειδικές για τον άνθρωπο και της ανοσογονικότητας των θεραπευτικών παραγόντων.
Ετερογένεια
Τα κύτταρα CHO-K1 ενδέχεται να παρουσιάζουν ελαφρώς διαφορετικά γενετικά χαρακτηριστικά εντός του ίδιου πληθυσμού, με αποτέλεσμα τη γενετική ετερογένεια. Αυτό μπορεί να επηρεάσει τις κυτταρικές λειτουργίες και να προκαλέσει μεταβλητότητα στα επίπεδα έκφρασης των πρωτεϊνών, επηρεάζοντας ενδεχομένως την αναπαραγωγιμότητα των πειραματικών αποτελεσμάτων.
Εφαρμογές της κυτταρικής σειράς CHO-K1 στην έρευνα
Η κυτταρική σειρά CHO-K1 έχει πολυάριθμες εφαρμογές στη βιομηχανική βιοτεχνολογία και την τοξικολογική έρευνα. Εδώ, έχουμε συζητήσει μερικές συγκεκριμένες.
- Παραγωγή ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών: Τα κύτταρα CHO-K1 αποτελούν πολύτιμα ερευνητικά εργαλεία για την παραγωγή ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένων αντισωμάτων, θεραπευτικών πρωτεϊνών και ενζύμων. Ο υψηλός ρυθμός ανάπτυξής τους και οι εύκολες συνθήκες καλλιέργειας συμβάλλουν στην παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών με σωστή αναδίπλωση και γλυκοζυλίωση. Για παράδειγμα, μια μελέτη που διεξήχθη από την Kritika Gupta χρησιμοποίησε κύτταρα CHO-K1 και τα μεταμόσχευσε σταθερά για την παραγωγή ενός ανασυνδυασμένου μονοκλωνικού αντισώματος κατά του παράγοντα νέκρωσης όγκων-άλφα (TNF-α) [2]. Η παραγωγή αντισωμάτων CHO K1 είναι αρκετά αξιόπιστη και βολική. Οι ερευνητές τροποποιούν επίσης αυτά τα κύτταρα για βελτιωμένη παραγωγή αντισωμάτων CHO K1. Για παράδειγμα, μια μελέτη τροποποίησε γενετικά κύτταρα CHO-K1 για την παραγωγή αντισωμάτων με υψηλές αναλογίες α-φουκοζυλιωμένων N-γλυκανών συνδεδεμένων με Fc, κάτι που είναι σημαντικό για τη λειτουργία τους ως εκτελεστών [3].
- Τοξικολογική έρευνα: Τα κύτταρα CHO-K1 χρησιμοποιούνται συχνά για την ανακάλυψη φαρμάκων και δοκιμές διαλογής. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση της τοξικότητας και της αποτελεσματικότητας πιθανών φαρμάκων. Επιπλέον, οι ερευνητές χρησιμοποιούν κύτταρα CHO-K1 για να διερευνήσουν τις αλληλεπιδράσεις φαρμάκου-στόχου και να μελετήσουν το μεταβολισμό των φαρμάκων. Έχουν διεξαχθεί αρκετές μελέτες για την αξιολόγηση των πιθανών θεραπευτικών αποτελεσμάτων φυτικών εκχυλισμάτων, ενώσεων, νανοσωματιδίων, θεραπευτικών πρωτεϊνών και άλλων παραγόντων χρησιμοποιώντας τη κυτταρική σειρά CHO-K1. Μια παρόμοια έρευνα διεξήχθη το 2022, στην οποία οι ερευνητές μέτρησαν το κυτταροτοξικό δυναμικό φυτικών εκχυλισμάτων πλούσιων σε φλαβονοειδή σε κύτταρα CHO-K1 [4]. Ομοίως, μια ερευνητική μελέτη που διεξήχθη από τον Ryan Deweese και τους συνεργάτες του αξιολόγησε την κυτταροτοξικότητα εκχυλισμάτων Baptisia australis, Trifolium pratense και Rubus idaeus σε κύτταρα CHO-K1 ωοθηκών χινέ χάμστερ [5].
5. Κύτταρα CHO-K1: Ερευνητικές δημοσιεύσεις
Ακολουθούν μερικές ενδιαφέρουσες ερευνητικές δημοσιεύσεις σχετικά με τα κύτταρα CHO-K1.
Αυτή η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Molecular Biology Reports (2023), πρότεινε τα θετικά αποτελέσματα της υπερέκφρασης του γονιδίου SIRT6 στη βιωσιμότητα των κυττάρων CHO-K1 και στην έκφραση αντισωμάτων.
Η δημοσίευση αυτή βρίσκεται στο Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Τα ευρήματα της έρευνας αναφέρουν το δυναμικό του CRISPR-Cas13d για τη γενετική τροποποίηση των κυττάρων CHO-K1 με σκοπό τη βελτίωση της παραγωγής αντισωμάτων όσον αφορά την ποιότητα και την ποσότητα.
Αυτό το ερευνητικό άρθρο από το Nature Scientific Reports (2018) πρότεινε τη μαλτόζη ως μια πολλά υποσχόμενη πηγή ενέργειας για την καλλιέργεια κυττάρων CHO-K1 σε μέσο χωρίς πρωτεΐνες και την ενίσχυση της παραγωγής ανασυνδυασμένων μονοκλωνικών αντισωμάτων.
Αυτή η μελέτη στο Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) χρησιμοποίησε κύτταρα CHO-K1 για να αξιολογήσει τις πιθανές κυτταροτοξικές και αντιγεντοτοξικές επιδράσεις του αιθανολικού εκχυλίσματος μαύρου πιπεριού, μόνο του και σε συνδυασμό με δοξορουβικίνη.
Η έρευνα αυτή δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Nucleus το 2019. Σε αυτήν, οι ερευνητές αξιολόγησαν το κυτταροτοξικό και γενετοξικό δυναμικό των νανοσωματιδίων αργύρου στη κυτταρική σειρά CHO-K1.
Πόροι για τη κυτταρική σειρά CHO-K1: Πρωτόκολλα, βίντεο και άλλα
Η CHO-K1 είναι μια γνωστή κυτταρική σειρά. Εδώ αναφέρονται οι διαθέσιμοι πόροι που περιλαμβάνουν πρωτόκολλα καλλιέργειας και μεταμόλυνσης της CHO-K1.
- Μεταφορά γονιδίου CHO-K1: Αυτός ο σύνδεσμος περιγράφει το πρωτόκολλο μεταφοράς γονιδίου CHO-K1. Πρόκειται για έναν αναλυτικό οδηγό για τη μεταφορά πλασμιδιακού DNA σε κύτταρα CHO-K1 χρησιμοποιώντας το αντιδραστήριο Lipofectamine LTX.
- Εκπαιδευτικό βίντεο για τη μεταμόλυνση CHO-K1: Αυτό το βίντεο εξηγεί λεπτομερώς τη διαδικασία παροδικής μεταμόλυνσης CHO-K1.
Ακολουθούν ορισμένοι πόροι που περιγράφουν το πρωτόκολλο κυτταρικής καλλιέργειας για τα κύτταρα CHO-K1.
- Κύτταρα CHO-K1: Αυτός ο σύνδεσμος ιστότοπου περιέχει χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τα κύτταρα CHO-K1, συμπεριλαμβανομένης της συνταγής μέσου CHO-K1, της υποκαλλιέργειας και του πρωτοκόλλου απόψυξης.
Αναφορές
- Gamper, N., J.D. Stockand, και M.S. Shapiro, Η χρήση κυττάρων ωοθηκών κινέζικου χάμστερ (CHO) στη μελέτη των διαύλων ιόντων. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): σ. 177-85.
- Gupta, K., et al., Μια σταθερή κυτταρική σειρά CHO K1 για την παραγωγή ανασυνδυασμένου μονοκλωνικού αντισώματος κατά του TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): σ. 828-839.
- Popp, O., et al. Ανάπτυξη μιας προ-γλυκομηχανικής σειράς κυττάρων ξενιστών CHO-K1 για την έκφραση αντισωμάτων με ενισχυμένη λειτουργία ενεργοποιητή που μεσολαβείται από Fc. στο MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Κυτταροτοξικότητα φυτικών εκχυλισμάτων που περιέχουν φλαβονοειδή έναντι της κυτταρικής σειράς CHO: μια συγκριτική μελέτη. Βιολογία Κυττάρων και Ιστών, 2022. 16(1): σ. 80-85.
- Deweese, R., et al., Κυτταροτοξικές επιδράσεις εκχυλισμάτων Trifolium pratense, Baptisia australis και Rubus idaeus σε κύτταρα CHO-K1. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): σ. 128-139.