Vero-solut: Uusia uria virus tutkimuksessa ja rokoteinnovaatioissa

Vero-solulinja, joka on afrikkalaisen vihreän apinan munuaisepiteelisoluista johdettu ikuistettu nisäkkääsolumalli, on virologian, mikrobiologian sekä solu- ja molekyylibiologian tutkimuksen eturintamassa. Niiden laaja-alainen käyttö kattaa rokotteiden kehittämisen, lääkeaineiden seulonnan sekä virusten ja loisten biologian, kasvainimmunologian ja immunoterapeuttisten strategioiden tutkimuksen.

Vero-solujen alkuperä ja keskeiset ominaisuudet

Vero-kaltaisen solulinjan tutkiminen herättää useita kysymyksiä: Mitä Vero-solut tarkalleen ottaen ovat? Miten Vero-solulinja perustettiin? Mikä on nimen ”Vero” taustalla? Tämän osion tarkoituksena on selventää Vero-solujen syntyhistoriaa ja tärkeimpiä ominaisuuksia.

Vero-solulinjan synty juontaa juurensa vuoteen 1962, ja se on peräisin afrikkalaisen vihreän apinan munuaisepiteelisoluista. Solulinjan viljelivät Y. Kawakita ja Yasumura Chiban yliopistossa Japanissa. Termi ”Vero” on peräisin esperanton sanasta ”Verda reno”, joka tarkoittaa ”vihreä munuainen”, vaikka ”Vero” viittaa myös ”totuuden” käsitteeseen.

Vero-solut muodostavat tyypillisesti yksikerroksisia solukerroksia, mutta ne voivat sopeutua myös suspensiokulttuureihin, jolloin ne muodostavat epiteelin kaltaisen rakenteen. Näille soluille on ominaista pyöreä tai pitkänomainen muoto ja keskimääräinen halkaisija noin 17 µm. Vero-soluilla on huomattavasti hypodiploidi kromosomiluku, ja kromosomien modaaliluku on 58 noin 66 prosentissa solupopulaatiosta, vaikka pienessä osassa (1,7 %) soluista esiintyykin vaihtelua, jossa ploidisuus on suurempi.

Vero-solukloonit ja niiden ainutlaatuiset ominaisuudet

Vero-solulinjasta peräisin olevilla erillisillä klooneilla on ainutlaatuisia piirteitä, jotka erottavat ne alkuperäisestä linjasta. Näistä kaksi merkittävää Vero-solukloonia ovat:

• Vero E6 -solulinja: Tämä klooni, joka tunnetaan myös nimellä Vero C1008, on peräisin Vero 76 -soluista, ja P.J. Price eristi sen vuonna 1979 käyttäen laimennustekniikkaa mikrotitrauslevyillä. Vero E6 -solut soveltuvat erityisen hyvin hitaasti replikoituvien virusten viljelyyn.

• Vero 76 -solut: Nämä solut, jotka on eristetty afrikkalaisen vihreän apinan munuaisesta vuonna 1968, säilyttävät Vero-soluille ominaisen epiteelimorfologian.

Nämä Vero-solujen variantit, yhdessä emolinjan kanssa, ovat edelleen keskeisessä asemassa virologisen tutkimuksen edistämisessä ja lääketieteellisten hoitomenetelmien kehittämisessä, mikä korostaa niiden merkitystä tiedeyhteisössä.

Viljelyohjeet

Vero-solujen, apinan solulinjan, viljely edellyttää perehtyneisyyttä tiettyihin parametreihin, kuten kaksinkertaistumisaikaan, kylvötiheyteen ja sopivaan kasvualustaan.

• Solupopulaation kaksinkertaistumisaika: Vero-solujen kaksinkertaistumisaika on noin 24 tuntia.

• Adheesio: Vero-solut tarttuvat pintoihin ja muodostavat viljelyssä tyypillisesti monokerroksia.

• Kylvötiheys: On suositeltavaa aloittaa kylvötiheydellä 1 x 10^4 solua/cm^2. Kiinnittyneiden Vero-solujen viljelyä varten ne on pestävä PBS:llä ja käsiteltävä Accutase-entsyymillä niiden irrottamiseksi. Irrottamisen jälkeen sentrifugoi solut, suspendoi ne uudelleen tuoreeseen elatusaineeseen ja siirrä ne uusiin viljelypulloihin.

• Kasvatusväliaine: Sekä Ham’s F12 että DMEM ovat sopivia väliaineita Vero-solujen viljelyyn. Niihin tulisi lisätä 2,5 mM L-glutamiinia ja 5 % naudan sikiöseerumia (FBS) optimaalisen kasvun tukemiseksi. Väliaine tulisi vaihtaa kaksi tai kolme kertaa viikossa.

• Kasvuolosuhteet: Vero-solut menestyvät 37 °C:n lämpötilassa kostutetussa ilmakehässä, johon on lisätty 5 % CO₂.

• Säilytys: Pitkäaikaista säilytystä varten Vero-solut tulee säilyttää alle -150 °C:n lämpötilassa joko ultra-matalalämpötilaisessa pakastimessa tai nestemäisen typen höyryvaiheessa.

• Jäädytysprosessi ja elatusaine: Kryosäilytykseen käytetään jäädytysaineena CM-1- tai CM-ACF-elatusainetta tai FBS:ää ja DMSO:ta sisältävää kasvatusliuosta. Käytä hidasjäädytystekniikkaa, jossa lämpötilaa lasketaan asteittain 1 °C minuutissa.

• Sulatusprosessi: Sulata Vero-solut upottamalla säiliö 37 °C:n vesihauteeseen ja ravistelemalla sitä varovasti 40–60 sekuntia. Laimenna solut sitten tuoreeseen elatusaineeseen, sentrifugoi kryoprotektiivisen aineen poistamiseksi, suspendoi uudelleen tuoreeseen kasvualustaan ja siirrä ne uuteen pulloon toipumista ja kasvua varten.

• Bioturvallisuustaso: Vero-soluja tulee käsitellä laboratoriossa, joka täyttää bioturvallisuustason 1 vaatimukset.

Vero-solulinjan sovellukset tutkimuksessa

Vero-solulinjalla on lukuisia tutkimussovelluksia solubiologian ja virologian aloilla. Tässä olemme käsitelleet joitakin niistä.

Vero-solut virustutkimuksessa ja rokotetuotannossa

Afrikkalaisen vihreän apinan munuaisista peräisin olevista Vero-soluista on tullut vakiintunut osa eri viruksia, kuten poliovirusta ja japanilaista enkefaliittivirusta, vastaan tarkoitettujen rokotteiden bioprosessien kehittämistä. Niiden sopeutumiskyky sekä adheesiivisiin että suspensiokulttuureihin sekä laaja virusten tukikyky, mukaan lukien pienmäreiden eläinten virus (des petits ruminants virus), korostavat niiden merkitystä virusten eristämisessä ja rokotteiden kehittämisessä.

Lukuisissa tutkimuksissa on hyödynnetty Vero-soluja ihmisille tarkoitettujen rokotteiden tuotannossa. Esimerkiksi vuonna 2019 julkaistu merkittävä tutkimus osoitti Vero-solujen käytön keltakuumeviruksen inaktivoidun rokotteen kehittämisessä [2].

Vero-soluja käytetään yleisesti virusinfektiotutkimuksissa, kuten vuonna 2020 tehdyssä tutkimuksessa, jossa Vero-soluja infektoitiin erilaisilla SARS-CoV-2-viruksen isolaateilla viruksen kasvun ominaisuuksien tutkimiseksi [4]. Vastaavasti toisessa tutkimuksessa selvitettiin solujen reaktioita SARS-CoV-2-infektioon Vero-soluviljelmän avulla [5].

Vero-solujen rooli kudostekniikassa ja bioprosessien alkuvaiheen kehityksessä

Rokotetuotannon lisäksi Vero-solut edistävät kudostekniikkaa ja laajemmin bioprosessien kehittämistä, mikä korostaa tarvetta niiden ominaisuuksien ja sovellusten jatkuvaan tutkimukseen. Sopivien Vero-solujen alalinjojen valinta on avainasemassa niiden potentiaalin maksimoimiseksi bioteknologia- ja lääketeollisuudessa.

Vero-solujen käyttö lääkkeiden tehokkuuden ja turvallisuuden testauksessa

Vero-soluja käytetään usein lääketutkimuksissa farmaseuttisten yhdisteiden tehokkuuden ja turvallisuuden arvioimiseksi. Näitä soluja pidetään usein normaalien munuaissolujen vakiomallina tutkimuksissa, joissa selvitetään erilaisten lääkkeiden ja terapeuttisten aineiden sytotoksisia vaikutuksia. Esimerkiksi tutkimuksessa, jossa verrattiin Terminalia avicennioides -kasvin juuriuutteiden vaikutusta sekä HepG2-maksasyöpäsolulinjaan että apinan munuaisepiteelistä peräisin oleviin Vero-soluihin, havaittiin, että uutteet olivat haitallisempia syöpäsoluille kuin normaaleille soluille.

Vero-solujen rajoitukset

Vaikka Vero-soluja käytetään laajalti, niillä on rajoituksiaan, kuten verotoksiinin tuotanto ja genomin muutokset, jotka voivat vaikuttaa tiettyihin sovelluksiin. Vero-solujen, mukaan lukien Vero-sukulinjan F6, erityisten alalinjojen ja genomin ominaisuuksien ymmärtäminen on olennaista niiden käytön optimoimiseksi erilaisissa bioprosesseissa.

Tutustu Vero-soluihimme ja niiden johdannaisiin uraauurtaviin tutkimussovelluksiin

Tutkimusjulkaisut

Seuraavassa on esitetty joitakin viimeaikaisia ja eniten siteerattuja tutkimusjulkaisuja, joissa käsitellään Vero-soluja.

Vero-solujen sopeuttaminen suspensiokasvatukseen raivotautiviruksen tuotantoa varten erilaisissa seerumittomissa elatusaineissa

Tässä Vaccine-lehdessä (2019) julkaistussa tutkimuksessa Vero-solut sopeutettiin kasvamaan suspensiokulttuureissa raivotautiviruksen tuottamiseksi korkealla tiitterillä käyttäen erilaisia seerumittomia elatusaineita.

Toxoplasma gondii -loisen herkkyys Tinospora crispa -kasvin etanoliuutteelle Vero-soluissa

Tämä artikkeli julkaistiin Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine -lehdessä vuonna 2019. Tutkimuksessa esitettiin, että Tinospora crispa -kasvin etanoliuutteella on haitallinen vaikutus Toxoplasma gondii -loiseen. Se on kuitenkin turvallinen isäntäsoluille (Vero-solulinjalle).

Colchicum baytopiorum -lehtiuutteen vaikutukset sytotoksisuuteen ja solukuoleman reitteihin C-4 I- ja Vero-solulinjoissa

Tämä artikkeli julkaistiin Journal of the Balkan Union of Oncology -lehdessä vuonna 2021. Tässä tutkimuksessa Ozlem Dagdeviren Ozsoylemez ja Gul Ozcan tutkivat Colchicum baytopiorum -lehtiuutteen sytotoksista vaikutusta C-4I- ja Vero-solulinjoihin.

Resveratrol estää vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän koronaviruksen 2 (SARS-CoV-2) replikaatiota viljellyissä Vero-soluissa

Tässä Phytotherapy Research -lehdessä (2021) julkaistussa tutkimuksessa käytettiin SARS-CoV-2-tartunnan saaneita Vero-soluja resveratrolin terapeuttisen vaikutuksen tutkimiseen viruksen replikaatioon.

Lipofiiliset statiinit estävät Zika-viruksen tuotantoa Vero-soluissa

Tässä Nature Scientific Reports -lehdessä (2019) julkaistussa artikkelissa esitetään, että lipofiiliset statiinit, eli serivastatiini, lovastatiini, fuvastatiini, simvastatiini ja mevastatiini, voivat estää Zika-viruksen tuotantoa Vero-soluissa.

Vero-soluja koskevat resurssit: protokollat, videot ja muuta

• Vero-solujen transfektio: Tämä linkki opastaa sinut Vero-solujen transfektioprotokollan läpi.
• Vero-solulinjan transfektio: Tässä videossa selitetään Vero-solulinjan transfektiomenetelmä.
• Vero-solujen aliviljely: Tässä videossa kuvataan yleisiä aliviljelyohjeita adheesiivisille solulinjoille.

Soluviljelyohjeet

• Vero-solujen viljely: Tällä verkkosivustolla on selkeästi selitetty protokolla Vero-solujen viljelyyn.
• Vero-soluviljely: Tämä asiakirja auttaa sinua oppimaan Vero-solujen lisäämisen, ylläpitämisen ja pakastamisen protokollan.

Lähteet

1. Ammerman, N.C., M. Beier‐Sexton ja A.F. Azad, Vero-solulinjojen kasvatus ja ylläpito. Current protocols in microbiology, 2008. 11(1): s. A. 4E. 1–A. 4E. 7.
2. Pato, T.P. ym., Vero-soluissa tuotetun keltakuumeviruksen puhdistaminen inaktivoidun rokotteen valmistusta varten. Vaccine, 2019. 37(24): s. 3214–3220.
3. Aliyu-Amoo, H. ym., Terminalia avicennioides (Combretaceae) Guill ja Perr. -juuren uutteiden ja fraktioiden antiproliferatiivinen vaikutus HepG2- ja Vero-solulinjoihin. Clinical Phytoscience, 2021, 7(1): s. 1–7.
4. Yao, P. ym., SARS-CoV-2:n eristäminen ja kasvun ominaisuudet Vero-soluissa. Virologica Sinica, 2020. 35(3): s. 348–350.
5. Park, B.K. ym., Erilaiset signalointireitit ja virustuotanto Calu-3- ja Vero-soluissa SARS-CoV-2-infektion yhteydessä. Biomolecules & Therapeutics, 2021, 29(3): s. 273.