Calu-3 rakuliin

Calu-3 rakud moodustavad inimestelt pärineva hingamisteede epiteelirakuliini, mis esindab mitteväikerakk-kopsuvähki. Neid kasutatakse laialdaselt biomeditsiinilistes uuringutes, sealhulgas kopsuvähi bioloogia, hingamisteede haiguste, peremees-patogeeni vastasmõjude ja ravimite transporti hingamisteedes uurimisel. Lisaks kasutatakse neid mitmete hingamisteede haiguste ravimeetodite väljatöötamiseks.

Calu-3 rakkude päritolu ja üldised omadused

Rakuliini kohta vajalik peamine teave on selle päritolu ja üldised omadused. See aitab teil otsustada, kuidas seda oma teadustöös kasutada. Käesolev jaotis aitab teil saada teada seda olulist teavet Calu-3 rakuliini kohta. See hõlmab järgmist: Mis on Calu-3 rakuliin? Milline on Calu-3 rakkude morfoloogia? Milline on Calu-3 rakkude päritolu?

• Calu-3 rakud saadi kopsu adenokartsinoomiga kaukaasia päritolu 25-aastase mehe pleuraefusioonist (metastaasikohast). Rakuliini asutasid 1975. aastal Jorgen Fogh ja Germain Trempe Memorial Sloan Kettering Cancer Centerist.
• Calu-3 rakkudel on epiteelilaadne morfoloogia.
• Calu-3 rakkude läbimõõt on vahemikus 8–9 kuni 20 mikronit.
• Neis esinevad mutatsioonid K-RAS (G13D), TP53 ja CDKN2A geenides ning need ekspresseerivad looduslikku tüüpi EGFR-i.

A549 vs Calu-3

A549 ja Calu-3 rakud on inimese kopsu adenokartsinoomi rakuliinid, kuid neil on erinevad omadused. Peamine erinevus Calu-3 ja A549 rakumudelite vahel on limakihi paksus. Calu-3 rakud moodustavad õhemad limakihid, modelleerides seega proksimaalset hingamisteede epiteeli. Seevastu A549 rakkudel puudub see omadus ning need sobivad paremini distaalsete hingamisteede füsioloogilise struktuuri kujutamiseks [1].

Calu-3 rakuliin: kasvatamisjuhised

Käesolev osa aitab teil tutvuda Calu-3 rakuliini kasvatamise põhipunktidega. Siin arutame järgmisi teemasid: Milline on Calu-3 rakkude kahekordistumisaeg? Milline on Calu-3 rakkude kasvukeskkond? Milline on Calu-3 rakkude kasvatamise protokoll? Kuidas kasvatada Calu-3 rakke?

Calu-3 rakkude kasvatamise põhipunktid

Kaksikustumisaeg:

Calu-3 rakkude kahekordistumisaeg on umbes 35 tundi.

Adherentne või suspensioonis:

Calu-3 on adhesiivne kopsu adenokartsinoomi rakuliin.

Jagamissuhe:

Calu-3 rakuliini subkultiveerimissuhe on 1:2 kuni 1:4. Subkultiveerimiseks loputatakse rakke 1x fosfaadipuhvri soolalahusega (PBS) ja inkubeeritakse Accutase'iga (passageerimislahus) toatemperatuuril ligi 10 minutit. Seejärel lisatakse värsket rakukultuurikeskkonna ja eraldunud rakud tsentrifuugitakse. Rakupellet resuspendeeritakse ettevaatlikult ja rakud jaotatakse kasvuks värsket kultuurikeskkonna sisaldavasse kolbi.

Kasvukeskkond:

Calu-3 rakkude kasvatamiseks kasutatakse EMEM-keskkonda, mis sisaldab 10% FBS-i, 2 mM L-glutamiini, 1,5 g/l NaHCO₃, EBSS-i, 1 mM naatriumpüruvaati ja NEAA-d. Calu-3 rakkude kasvatuskeskkonda tuleks vahetada 2–3 korda nädalas.

Kasvatustingimused:

Calu-3 rakke kasvatatakse niisutatud inkubaatoris temperatuuril 37 °C ja 5% CO₂ sisaldusega.

Säilitamine:

Külmutatud rakke tuleb säilitada vedela lämmastiku aurufaasis või temperatuuril alla -150 °C, et tagada rakkude eluvõime pikema aja jooksul.

Külmutamisprotsess ja keskkond:

Calu-3 kopsurakkude külmutamiseks kasutatakse peamiselt CM-1 või CM-ACF külmutuskeskkonda. Rakkude eluvõimelisuse säilitamiseks ja šoki vältimiseks läbivad rakud aeglase külmutamisprotsessi, mille käigus temperatuur langeb vaid 1 °C minutis.

Sulatusprotsess:

Rakud sulatatakse, asetades viaali eelnevalt 37 °C-le seadistatud veevanni umbes 1 minutiks või kuni jääb alles väike jääklomp. Lisatakse värsket kasvukeskkonda ja rakke tsentrifuugitakse, et eemaldada külmutusaine komponendid. Seejärel suspendeeritakse rakupellet uuesti ja rakud valatakse uude kolbi, mis sisaldab kasvukeskkonda.

Bioloogilise ohutuse tase:

Calu-3 rakuliini käitlemiseks on hädavajalikud 1. bioloogilise ohutuse taseme laboritingimused.

Calu-3-rakkude eelised ja puudused

Nagu teistelgi inimrakkude liinidel, on ka Calu-3 rakkudel oma eelised ja puudused. Käesolevas artiklis käsitletakse mõningaid olulisemaid neist.

Eelised

• In vitro hingamisteede epiteeli mudel:

  Hingamisteede uuringutes on Calu-3 rakud tõhus in vitro mudel hingamisteede epiteeli jaoks. Need peegeldavad inimese hingamisteede limaskesta omadusi, võimaldades uurida ravimite transporti, peremeesorganismi ja patogeeni vahelist vastastikmõju ning muutsini tootmist.

• Polarisatsioon:

  Calu-3 rakud moodustavad polariseeritud monokihid, mistõttu neid kasutatakse laialdaselt ravimite transporti ja peremeesorganismi ning patogeeni vahelisi interaktsioone uurides realistlikumas kontekstis.

Puudused

• Vähirakkude liin:

  Calu-3 rakud on saadud kopsu adenokartsinoomist, seega on oluline märkida, et need ei pruugi täielikult esindada tervet kopsukude. Teadlased peaksid seda arvesse võtma, kui kasutavad neid uuringutes mudelina.

Calu-3 rakuliini rakendused teadustöös

Calu-3-l on mitmeid rakendusi biomeditsiinilises uurimistöös. Käesolevas artikli osas tutvustatakse mõningaid kõige paljulubavamaid neist.

• Hingamisteede haiguste uuringud: Calu-3 kopsurakke kasutatakse mitmesuguste hingamisteede haiguste või häirete uurimiseks, näiteks tsüstilise fibroosi, astma ja kroonilise obstruktiivse kopsuhaiguse (KOK) puhul. Chiara Papi ja tema kolleegide uuringus uuriti anti-miR-101-3p peptiid-nukleiinhappe (PNA) mõju miRNA-101-3p sihtmärgistamisel, kasutades Calu-3 tsüstilise fibroosi in vitro mudelit. Uuringus leiti, et PNA-ravi suurendab tsüstilise fibroosi transmembraanse juhtivuse regulaatori (CFTR) geeni ekspressiooni, mis viitab potentsiaalsele ravistrateegiale tsüstilise fibroosi ja sellega seotud häirete puhul [2].
• Ravimite arendamine: Calu-3 rakke kasutatakse mitmete hingamisteede haiguste ravimite testimise ja arendamise mudelina. Lisaks kasutatakse neid rakke ka ravimite transporti hingamisteede epiteeli läbi uurimisel. Näiteks uuriti 2021. aastal läbi viidud uuringus taime Andrographis paniculata ekstrakti ja selle bioaktiivse andrografoliidi antiviiruslikku toimet Calu-3 rakkude SARS-CoV-2 nakkusele [3].
• Peremeesorganismi ja patogeeni vastastikmõjud: Calu-3 rakud on ideaalsed patogeenide ja hingamisteede epiteeli vastastikmõju uurimiseks, aidates mõista hingamisteede infektsioone, nagu SARS-CoV-2. Näiteks uurisid Byoung Kwon Park ja kolleegid Calu-3- ja Vero-rakkude reaktsioone ning viiruse paljunemist vastusena SARS-CoV-2-nakkusele [4].

5. Calu-3 rakud: teadusartiklid

Allpool on toodud mõned huvitavad ja sageli tsiteeritud teadusuuringud, milles on kasutatud Calu-3 rakke:

Süsinikmonooksiidi vabastav molekul-2 pärsib mitteväikerakk-kopsuvähi Calu-3 rakkude proliferatsiooni, migratsiooni ja invasiivsust ning soodustab nende apoptoosi

See uuring avaldati 2018. aastal ajakirjas „European Review for Medical and Pharmacological Sciences”. Uuringus väideti, et süsinikmonooksiidi vabastav molekul-2 (CORM-2) soodustab mitteväikerakk-kopsuvähi rakkude (Calu-3) apoptoosi ning pärsib nende proliferatsiooni, migratsiooni ja invasiivsust.

Calu-3 epiteelirakud näitavad in vitro värskelt isoleeritud primaarsete ninaepiteelirakkudega võrreldes erinevaid immuun- ja epiteelbarjäärireaktsioone

Ajakirjas „Clinical and Translational Allergy“ (2018) avaldatud uuringus võrreldi Calu-3 rakuliini ja värskelt kultiveeritud primaarsete ninaepiteelirakkude immuun- ja epiteelbarjäärireaktsioone.

Kiniin pärsib SARS-CoV-2 poolt põhjustatud inimrakuliinide nakatumist

Ajakirjas „Viruses“ (2021) avaldatud artiklis pakuti kiniini välja potentsiaalse ravimina SARS-CoV-2 nakkuse vastu, hinnates selle mõju erinevatele viirusega nakatunud rakuliinidele, nagu Calu-3.

Kõrge D-glükoosi tase indutseerib ACE2 ekspressiooni GLUT1 kaudu inimese hingamisteede epiteelrakkude liinis Calu-3

Ajakirjas „BMC Molecular and Cell Biology“ (2022) avaldatud uuringus väidetakse, et kõrge D-glükoosi tase soodustab Calu-3 rakkudes ACE2 ekspressiooni GLUT1-geeni reguleerimise kaudu.

Dolosigranulum pigrum mõjutab immuunsust SARS-CoV-2 vastu hingamisteede epiteelrakkudes

Ajakirjas „Pathogens“ (2021) avaldatud artiklis uuriti Dolosigranulum pigrum 040417 immunomoduleerivat mõju kopsu epiteelrakkudes. Lisaks uuriti selle immunobiootilise bakteriga seotud potentsiaali kaitseks SARS-CoV-2 nakkuse vastu.

Calu-3 rakkude alased materjalid: protokollid, videod ja muud

Calu-3 rakkude kohta on saadaval palju veebivahendeid, mis sisaldavad teavet rakkude kasvatamise ja transfektsiooni kohta.

• Calu-3-rakkude transfektsiooniprotokoll: see ressurss pakub olulist teavet Calu-3-rakkude transfektsiooni kohta.
• Calu-3 transfektsioon: see videoõpetus on samm-sammuline juhend in vitro Calu-3 transfektsiooniprotokolli õppimiseks.

Siin on mainitud Calu-3 rakukultuuri protokoll.

• Calu-3 rakud: See dokument sisaldab teavet Calu-3 rakkude kasvukeskkonna ning subkultiveerimise või passaažimise protokolli kohta.

Viited

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar ja H. Walles, „Inimese alumiste hingamisteede bioloogilised mudelid – inimese 3D-barjäärimudelite väljakutsed ja erinõuded biomeditsiinilises uurimistöös“. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. jt., Inimese hingamisteede epiteelirakkude Calu-3 töötlemine mikroRNA miR-101-3p-le suunatud peptiid-nukleiinhappega (PNA) on seotud tsüstilise fibroosi transmembraanse juhtivusregulaatori (CFTR) geeni suurenenud ekspressiooniga. European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: lk 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K. jt., Andrographis paniculata ekstrakti ja selle peamise komponendi andrografoliidi anti-SARS-CoV-2 toime inimese kopsu epiteelrakkudes ning tsütotoksilisuse hindamine peamiste elundite rakkude esindajatel. Journal of natural products, 2021. 84(4): lk 1261–1270.
4. Park, B.K. jt., Erinev signaaliedastus ja viiruse tootmine Calu-3- ja Vero-rakkudes SARS-CoV-2-nakkuse korral. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): lk 273–281.