Vero-rakud: teerajajad viiruseteaduses ja vaktsiinide arenduses

Vero-rakuliin, mis on Aafrika rohelise ahvi neeru epiteelirakkudest saadud surematu imetajarakumudel, on viroloogia, mikrobioloogia ning raku- ja molekulaarbioloogia uurimistöö esirinnas. Nende laialdane kasutus hõlmab vaktsiinide arendamist, ravimite sõelumist ning viiruste ja parasiitide bioloogia, kasvajate immunoloogia ja immunoteraapiliste strateegiate uurimist.

Vero-rakkude päritolu ja peamised omadused

Vero-rakkude uurimine tekitab mitmeid küsimusi: Mis on Vero-rakud täpselt? Kuidas loodi Vero-rakuliin? Mis lugu peitub nime „Vero” taga? Käesoleva osa eesmärk on selgitada Vero-rakkude tekkimist ja peamisi omadusi.

Vero rakuliini teke ulatub tagasi 1962. aastasse ning see pärineb Aafrika rohelise ahvi neeru epiteelirakkudest. Seda liini kasvatasid Y. Kawakita ja Yasumura Jaapani Chiba ülikoolis. Termin „Vero“ on tuletatud esperanto keele sõnast „Verda reno“, mis tähendab „roheline neer“, kuigi „Vero“ kõlab sarnaselt ka mõistega „tõde“.

Vero-rakud moodustavad tavaliselt monokihid, kuid suudavad kohaneda ka suspensioonikultuuridega, näidates epiteelilaadset struktuuri. Neid rakke iseloomustab ümmargune kuni piklik kuju ja keskmine läbimõõt umbes 17 µm. Tähelepanuväärne on, et Vero-rakkudel on hüpodiploidsed kromosoomid, kusjuures modaalne kromosoomide arv on 58 umbes 66% rakupopulatsioonist, kuigi väikesel osal (1,7%) rakkudest esineb kõrgemate ploidsustega variatsioone.

Vero-rakkude kloonid ja nende unikaalsed omadused

Vero-rakkude liinist pärinevad erinevad kloonid ilmutavad unikaalseid omadusi, mis eristavad neid algsest liinist. Nende hulgas on kaks märkimisväärset Vero-rakkude klooni:

• Vero E6 rakuliin: tuntud ka kui Vero C1008, pärineb see kloon Vero 76 rakkudest ja isoleeriti 1979. aastal P.J. Price’i poolt mikrotiterplaatidel lahjendustehnikat kasutades. Vero E6 rakud sobivad eriti hästi aeglaselt paljunevate viiruste kasvatamiseks.

• Vero 76 rakud: need rakud, mis pärinevad 1968. aastal Aafrika rohelise ahvi neerust, säilitavad Vero-rakkudele iseloomuliku epiteelimorfoloogia.

Need Vero-rakkude variandid, koos emaliiniga, mängivad jätkuvalt olulist rolli viroloogiliste uuringute edendamisel ja meditsiiniliste sekkumismeetodite väljatöötamisel, mis rõhutab nende tähtsust teadusringkondades.

Kasvatamisjuhised

Ahvide rakuliini Vero rakkude kasvatamine eeldab teadmisi konkreetsetest parameetritest, nagu kahekordistumisaeg, külvitihedus ja sobiv kasvukeskkond.

• Populatsiooni kahekordistumisaeg: Vero-rakkude kahekordistumisaeg on umbes 24 tundi.

• Adhesiivsus: Vero-rakud kinnituvad pindadele ja moodustavad kultiveerimisel tavaliselt monokihid.

• Istutustihedus: Soovitatav on alustada istutustihedusega 1 x 10^4 rakku/cm^2. Adherentsete Vero-rakkude kasvatamiseks peske neid PBS-ga ja töötlege Accutase’iga, et need lahti saada. Pärast lahtikleepumist tsentrifuugige rakke, suspendeerige need uues kasvukeskkonnas ja kandke üle uutesse kultuurikolvidesse.

• Kasvukeskkond: Vero-rakkude kasvatamiseks sobivad nii Ham’s F12 kui ka DMEM. Neid tuleks täiendada 2,5 mM L-glutamiini ja 5% loote veise seerumiga (FBS), et toetada optimaalset kasvu. Kasvukeskkonda tuleks uuendada kaks kuni kolm korda nädalas.

• Kasvatustingimused: Vero-rakud kasvavad hästi 37 °C juures niisutatud keskkonnas, millele on lisatud 5% CO₂.

• Säilitamine: Pikaajaliseks säilitamiseks tuleb Vero-rakke hoida temperatuuril alla -150 °C, kas ülikülmas sügavkülmikus või vedela lämmastiku aurufaasis.

• Külmutamisprotsess ja keskkond: Kriokonserveerimiseks kasutage külmutuskeskkonnana CM-1 või CM-ACF või FBS-i ja DMSO-d sisaldavat kasvukeskkonda. Kasutage aeglast külmutamistehnikat, alandades temperatuuri järk-järgult 1 °C minutis.

• Sulatusprotsess: Sulatage Vero-rakud, kastades mahuti 37 °C veevanni ja loksutades seda õrnalt 40–60 sekundit. Seejärel lahjendage rakke värskes keskkonnas, tsentrifuugige krüoprotektandi eemaldamiseks, suspendeerige uuesti värskes kasvukeskkonnas ja paigutage need uude kolbi taastumiseks ja kasvatamiseks.

• Bioloogilise ohutuse tase: Vero-rakke tuleb käsitseda laboris, mis vastab bioloogilise ohutuse 1. taseme nõuetele.

Vero rakuliini rakendused teadustöös

Vero rakuliinil on arvukad rakendused rakubioloogia ja viroloogia valdkonnas. Siin oleme käsitlenud mõningaid konkreetseid rakendusi.

Vero-rakud viiruseteaduses ja vaktsiinide tootmises

Aafrika rohelise ahvi neerurakkudest saadud Vero rakud on muutunud oluliseks osaks erinevate viiruste, sealhulgas polioviiruse ja Jaapani entsefaliidi viiruse vastu suunatud vaktsiinide bioprotsesside arendamisel. Nende kohanemisvõime nii adhesiivsetes kui ka suspensioonikultuurides ning laiaulatuslik viiruste toetamisvõime, sealhulgas selliste patogeenide puhul nagu väikemäletsejaliste viirus, rõhutavad nende tähtsust viiruste isoleerimisel ja vaktsiinide arendamisel.

Mitmetes uuringutes on Vero-rakke kasutatud inimvaktsiinide tootmiseks. Näiteks näitas 2019. aastal avaldatud märkimisväärne uuring Vero-rakkude kasutamist kollapalaviku viiruse inaktiveeritud vaktsiini arendamisel [2].

Vero-rakke kasutatakse laialdaselt viirusnakkuste uuringutes, nagu näiteks 2020. aastal läbi viidud uuring, kus Vero-rakke nakatati SARS-CoV-2-viiruse erinevate isolaatidega, et uurida viiruse kasvomadusi [4]. Samamoodi uuriti teises uuringus Vero-rakukultuuri abil rakkude reaktsioone SARS-CoV-2-nakkusele [5].

Vero-rakkude roll koetehnoloogias ja bioprotsesside eelnevas arenduses

Lisaks vaktsiinide tootmisele aitavad Vero-rakud kaasa koetehnoloogiale ja bioprotsesside arendamise laiemale valdkonnale, rõhutades vajadust nende omaduste ja rakenduste jätkuva uurimise järele. Sobivate Vero-rakkude alaliinide valik on võtmetähtsusega nende potentsiaali maksimeerimiseks biotehnoloogia- ja farmaatsiatööstuses.

Vero-rakkude kasutamine ravimite tõhususe ja ohutuse testimisel

Vero-rakke kasutatakse sageli ravimite testimisel, et hinnata farmaatsiatoodete tõhusust ja ohutust. Neid rakke peetakse sageli normaalse neeruraku standardmudeliks uuringutes, milles uuritakse erinevate ravimite ja terapeutiliste ainete tsütotoksilist mõju. Näiteks uuringus, milles võrreldi Terminalia avicennioides’i taime juureekstraktide mõju nii maksavähirakkude liinile HepG2 kui ka ahvi neeruepiteelist saadud Vero-rakkudele, leiti, et ekstraktid olid vähirakkudele kahjulikumad kui normaalsetele rakkudele.

Vero-rakkude piirangud

Kuigi Vero-rakke kasutatakse laialdaselt, on neil ka piirangud, nagu Vero-toksiini tootmine ja genoomilised muutused, mis võivad mõjutada teatud rakendusi. Vero-rakkude, sealhulgas Vero-liini F6, konkreetsete alaliinide ja genoomiliste omaduste mõistmine on oluline nende kasutamise optimeerimiseks erinevates bioprotsessides.

Tutvuge meie Vero-rakkude ja nende derivaatidega, mis on mõeldud murrangulisteks teadusuuringuteks

Teadusartiklid

Allpool on toodud mõned hiljutised ja enim tsiteeritud teadusartiklid, milles käsitletakse Vero-rakke.

Vero-rakkude kohandamine suspensioonikasvatuseks marutaudiviiruse tootmiseks erinevates seerumivabades kasvukeskkondades

Selles ajakirjas „Vaccine“ (2019) avaldatud uuringus kohandati Vero-rakke kasvama suspensioonikultuurides, et toota marutaudiviirust kõrge tiitriga, kasutades erinevaid seerumivabasid kasvukeskkondi.

Toxoplasma gondii tundlikkus Tinospora crispa etanooliekstrakti suhtes Vero-rakkudes

See artikkel avaldati ajakirjas „Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine“ 2019. aastal. Uuringus väideti, et taime Tinospora crispa etanooliekstrakt avaldab kahjulikku mõju parasiidile Toxoplasma gondii. Siiski on see ohutu pererakkudele (Vero rakuliinile).

Colchicum baytopiorum’i leheekstrakti mõju tsütotoksilisusele ja rakusurma signaalradadele C-4 I ja Vero rakuliinides

See artikkel avaldati 2021. aastal ajakirjas „Journal of the Balkan Union of Oncology“. Selles uuringus uurisid Ozlem Dagdeviren Ozsoylemez ja Gul Ozcan Colchicum baytopiorum’i leheekstrakti tsütotoksilist mõju C-4I ja Vero rakuliinidele.

Resveratrool pärsib raske ägeda respiratoorse sündroomi koronaviiruse 2 (SARS-CoV-2) replikatsiooni kultiveeritud Vero-rakkudes

Selles ajakirjas „Phytotherapy Research“ (2021) avaldatud uuringus kasutati SARS-CoV-2-ga nakatunud Vero-rakke, et uurida resveratrooli terapeutilist mõju viiruse replikatsioonile.

Lipofiilsed statiinid pärsivad Zika-viiruse tootmist Vero-rakkudes

Ajakirjas „Nature Scientific Reports“ (2019) avaldatud artiklis väidetakse, et lipofiilsed statiinid, st serivastatiin, lovastatiin, fuvastatiin, simvastatiin ja mevastatiin, võivad takistada Zika-viiruse tootmist Vero-rakkudes.

Vero-rakkude alased materjalid: protokollid, videod ja muud

• Vero-rakkude transfektsioon: see link juhendab teid Vero-rakkude transfektsiooniprotokolli läbiviimisel.
• Vero rakuliini transfektsioon: selles videos selgitatakse Vero rakuliini transfektsiooniprotokolli.
• Vero-rakkude subkultiveerimine: selles videos kirjeldatakse üldisi soovitusi adhesiivsete rakuliinide subkultiveerimiseks.

Rakukultuuri protokollid

• Vero-rakkude kasvatamine: See veebileht sisaldab hästi selgitatud protokolli Vero-rakkude kasvatamiseks.
• Vero-rakkude kultiveerimine: See dokument aitab teil tutvuda Vero-rakkude paljundamise, hooldamise ja külmutamise protokolliga.

Viited

1. Ammerman, N.C., M. Beier‐Sexton ja A.F. Azad, Vero rakuliinide kasvatamine ja hooldamine. Current protocols in microbiology, 2008. 11(1): lk. A. 4E. 1–A. 4E. 7.
2. Pato, T.P. jt., Vero-rakkudes toodetud kollapalaviku viiruse puhastamine inaktiveeritud vaktsiini tootmiseks. Vaccine, 2019. 37(24): lk 3214–3220.
3. Aliyu-Amoo, H. jt., Terminalia avicennioides (Combretaceae) Guill ja Perr. juure ekstraktide ja fraktsioonide antiproliferatiivne toime HepG2 ja Vero rakuliinidel. Clinical Phytoscience, 2021, 7(1): lk 1–7.
4. Yao, P. jt., SARS-CoV-2 isoleerimine ja kasvutunnused Vero-rakkudes. Virologica Sinica, 2020. 35(3): lk 348–350.
5. Park, B.K. jt., Erinev signaaliedastus ja viiruse tootmine Calu-3- ja Vero-rakkudes SARS-CoV-2-nakkuse korral. Biomolecules & Therapeutics, 2021. 29(3): lk 273.