Lignée cellulaire INS-1

INS-1 est une lignée cellulaire d'insulinome de rat bien caractérisée, largement utilisée dans la recherche sur le diabète. Les cellules INS-1 sécrètent de l'insuline lorsqu'elles sont stimulées par le glucose ; elles sont donc utilisées pour étudier le métabolisme du glucose, la physiologie des cellules bêta et la régulation de la sécrétion d'insuline. De plus, ces cellules sont également utilisées pour le criblage, les essais et le développement de traitements potentiels contre le diabète sucré.

Caractéristiques générales et origine des cellules INS-1

Connaître les caractéristiques générales et l'origine d'une lignée cellulaire peut grandement vous aider à l'utiliser de manière efficace et optimale dans le cadre de vos recherches. Cette section de l'article vous informera sur l'origine et les caractéristiques générales de la lignée INS-1. Vous apprendrez : Qu'est-ce que la lignée cellulaire INS-1 d'insulinome de rat ? Quelles sont les caractéristiques générales de l’INS-1 ? Qu’est-ce que la lignée cellulaire INS-1 832/3 ? Qu’est-ce que l’INS-1E ?

• Les cellules INS-1 ont été initialement isolées à partir d’un rat âgé de 666 jours présentant un insulinome transplantable induit par rayons X.
• Les cellules INS-1 sont bi-hormonales. Elles expriment simultanément les protéines d’insuline et de proglucagon. Ces cellules sont considérées comme immatures car elles présentent de faibles niveaux d’expression du facteur de transcription Nkx6.1 et sont dépourvues de marqueurs des cellules alpha [1].
• Il existe deux sous-clones de cellules INS-1, à savoir INS-1E et INS-1 832/3.
• INS-1E se distingue de la lignée cellulaire parente INS-1 par ses réponses sécrétoires au glucose et à la teneur en insuline.
• INS-1 832/3, également appelée INS-1 832/13, est également un sous-clone de la lignée cellulaire INS-1. Il s'agit d'un modèle inestimable pour l'étude de la fonction des cellules bêta des îlots pancréatiques et de la régulation de la sécrétion d'insuline. Il diffère également des cellules INS-1 parentales en ce qui concerne la sécrétion d'insuline stimulée par le glucose (GSIS).

Lignée cellulaire INS-1 : informations sur la culture

Pour manipuler et entretenir efficacement une lignée cellulaire, vous devez connaître les informations suivantes relatives à sa culture. Cette section de l'article abordera tous les points clés de la culture des cellules INS-1. Vous apprendrez : Comment cultiver les cellules bêta INS-1 ? Quel est le protocole de culture des cellules INS-1 ? Quel est le temps de doublement des cellules INS-1 ? Quel est le milieu de culture des cellules d'insulinome de rat INS-1 ?

Points clés pour la culture des cellules INS-1

Temps de doublement :

Le temps de doublement de la population des cellules INS-1 est d’environ 44 heures.

En adhésion ou en suspension :

Les cellules INS-1 se développent aussi bien en suspension qu'en adhésion.

Rapport de repiquage :

Les cellules INS-1 sont repiquées selon un rapport de division de 1:3. En bref, les cellules en suspension sont récoltées. Les cellules adhérentes sont rincées avec du PBS et incubées avec la solution d'Accutase. Une fois détachées, les cellules sont ajoutées à un milieu frais. Ensuite, les cellules en suspension et les cellules adhérentes sont centrifugées puis récupérées. Les cellules sont soigneusement remises en suspension et réparties dans de nouveaux flacons pour la culture.

Milieu de culture :

Le milieu RPM1 1640 est utilisé pour cultiver la lignée cellulaire d’insulinome de rat INS-1. Le milieu est complété par 10 % de sérum fœtal bovin inactivé par la chaleur, 2,1 mM de glutamine stable, 10 mM d’HEPES, 2,0 g/L de NaHCO₃ et 1 mM de pyruvate de sodium.

Conditions de culture :

Les cellules INS-1 sont conservées dans un incubateur humidifié réglé à 37 °C et alimenté en continu en CO₂ à 5 %.

Conservation :

Les cellules bêta INS-1 peuvent être conservées en phase vapeur d’azote liquide ou à une température inférieure à -150 °C dans un congélateur électrique pour une conservation à long terme.

Procédé et milieu de congélation :

Les milieux CM-1 ou CM-ACF sont utilisés pour congeler les cellules INS-1 selon un procédé de congélation lente. Celui-ci ne permet qu’une baisse de température de 1 °C par minute afin de préserver la viabilité cellulaire.

Procédé de décongélation :

Les cellules INS-1 congelées sont décongelées dans un bain-marie préréglé à 37 °C pendant 40 à 60 secondes. Après décongélation, les cellules sont ajoutées à un milieu frais et directement transférées dans un nouveau flacon pour leur culture. Au bout de 24 heures, le milieu est remplacé afin d’éliminer les composants du milieu de congélation.

Niveau de biosécurité :

Un laboratoire de niveau de biosécurité 1 est requis pour la culture des cellules d’insulinome de rat INS-1.

Avantages et inconvénients de la lignée cellulaire INS-1

À l’instar d’autres lignées cellulaires, la lignée INS-1 présente également certaines caractéristiques distinctives associées à des avantages et des inconvénients. Nous en avons mentionné ici quelques-uns parmi les plus significatifs.

Avantages

Les principaux avantages de la lignée cellulaire INS-1 sont les suivants :

• Bien caractérisée

  INS-1 est une lignée cellulaire bien établie et bien caractérisée. Elle a été utilisée dans de nombreuses études de recherche. Elle conserve ses caractéristiques phénotypiques et ses capacités de sécrétion d’insuline sur une longue période, fournissant ainsi des résultats expérimentaux fiables et cohérents.

• Modèle de cellules bêta

  Les cellules INS-1 sont utilisées pour étudier le fonctionnement des cellules bêta des îlots pancréatiques, car elles sécrètent de l’insuline et réagissent aux fluctuations du taux de glucose.

 Inconvénients

Les inconvénients des cellules INS-1 sont les suivants :

• Origine non humaine

  Les cellules bêta INS-1 sont d’origine non humaine. Elles proviennent d’un insulinome de rat. Cela peut entraîner des différences spécifiques à l’espèce et limiter la transposition directe des résultats expérimentaux à la physiologie humaine.

 4. Applications de recherche des cellules d'insulinome de rat INS-1

Les cellules bêta INS-1 sont largement utilisées dans la recherche sur le diabète. Quelques applications prometteuses de cette lignée cellulaire sont mentionnées ici.

• Études sur la sécrétion d’insuline : les cellules INS-1 possèdent une capacité de sécrétion d’insuline et sont donc largement utilisées pour étudier les mécanismes cellulaires sous-jacents de la sécrétion d’insuline. Les chercheurs étudient les facteurs essentiels impliqués dans la libération d’insuline, notamment le métabolisme du glucose, les voies de signalisation, les hormones et les agents pharmacologiques. Une étude a montré qu’une voie dépendante du canal ionique K+ATP régule la sécrétion d’insuline dans les cellules bêta INS-1 [2]. Par ailleurs, des études ont également révélé que les voies GLP-1R et AKT/PDX1 sont également impliquées dans la sécrétion d’insuline au sein des cellules d’insulinome de rat INS-1 [3].
• Études sur le fonctionnement des cellules bêta : les cellules INS-1 présentent des caractéristiques similaires à celles des cellules bêta des îlots pancréatiques, telles que la réactivité au métabolisme du glucose et la sécrétion d’insuline. Elles sont donc utilisées pour étudier les processus physiologiques et les fonctions des cellules bêta. Une étude menée en 2022 a utilisé des cellules INS-1 et mis au point un modèle de dysfonctionnement des cellules bêta induit par _le H_₂O_₂. Les chercheurs ont étudié la viabilité cellulaire, la sécrétion d’insuline et les marqueurs liés au stress oxydatif dans ces cellules en réponse à un traitement par des composés naturels [4].
• Découverte et développement de médicaments : les cellules d’insulinome de rat INS-1 sont largement utilisées pour le criblage et l’évaluation de composés ou de médicaments antidiabétiques. Elles peuvent servir à étudier les effets potentiels d’agents thérapeutiques sur la sécrétion d’insuline et d’autres paramètres pertinents. Une étude a montré que la loganine, un composant d’une formule à base de plantes chinoises, protégeait la fonction de sécrétion d’insuline des cellules INS-1 et exerçait des effets antidiabétiques potentiels. Ce composant a induit ces effets bénéfiques en inhibant la translocation nucléaire du gène FOXO1 via la voie PI3K/AKT [5]. 

5. Publications scientifiques consacrées aux cellules bêta INS-1

Voici quelques publications scientifiques importantes consacrées à la lignée cellulaire d’insulinome de rat INS-1.

L'alpha-mangostine améliore la sécrétion d'insuline et protège les cellules INS-1 contre les lésions induites par la streptozotocine

Cette étude a été publiée dans l’International Journal of Molecular Sciences en 2018. Elle suggère qu’un composé naturel cristallin jaune, l’alpha-mangostine, favorise la sécrétion d’insuline dans les cellules bêta INS-1 et les protège contre les lésions induites par la streptozotocine, une toxine agissant sur les cellules bêta.

La potentialisation par l’épicatéchine de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose dans les cellules INS-1 ne dépend pas de son activité antioxydante

Cette recherche a été publiée dans *Acta Pharmacologica Sinica* en 2018. Les résultats de l’étude ont révélé que l’épicatéchine favorise la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose dans les cellules bêta INS-1 altérées par les acides gras saturés, via l’activation de la voie CaMKII.

Un glycoside phényléthanoïde récemment découvert issu de Stevia rebaudiana Bertoni affecte la sécrétion d’insuline dans les cellules β des îlots pancréatiques INS-1 de rat

Cet article publié dans la revue *Molecules* (2019) suggère qu’un nouveau composé naturel, le glycoside phényléthanoïde, affecte la sécrétion d’insuline dans les cellules d’insulinome INS-1 de rat et présente ainsi un potentiel antidiabétique.

La loureirine B favorise la sécrétion d’insuline par l’intermédiaire des voies GLP-1R et AKT/PDX1

Cette recherche a été publiée dans l’European Journal of Pharmacology (2022). L’étude suggère que la loureirine B, un produit naturel, améliore la sécrétion d’insuline dans les cellules β des îlots pancréatiques INS-1 via la modulation des voies AKT/PDX1 et GLP-1R.

Activités anticancéreuses in vitro de Withania coagulans contre les cellules cancéreuses HeLa, MCF-7, RD, RG2 et INS-1, et analyse phytochimique

Cet article publié dans Integrative Medicine Research (2018) a évalué le potentiel anticancéreux de l’extrait de Withania coagulans à l’aide de cellules cancéreuses INS-1.

Ressources sur la lignée cellulaire INS-1 : protocoles, vidéos et plus encore

Voici quelques ressources en ligne consacrées aux cellules INS-1 :

• Sous-culture de cellules en suspension : cette vidéo est un guide complet sur la sous-culture de cellules se développant en suspension.
• Repiquage de cellules adhérentes : cette vidéo vous aidera à apprendre le protocole général de repiquage des cellules adhérentes.

Le lien suivant contient le protocole de culture cellulaire INS-1 :

• Lignée cellulaire INS-1 : ce site web contient toutes les informations relatives à la culture des cellules INS-1. Il comprend des informations sur les milieux de culture et de congélation des cellules INS-1, ainsi que des protocoles de repiquage et de manipulation des cultures INS-1 cryoconservées et prolifératives.

Références

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Expression et sécrétion de peptides dérivés du proglucagon dans les cellules INS-1 d’insulinome de rat. Front Cell Dev Biol, 2020. 8 : p. 590763.
2. Park, J.E. et J.S. Han, « Un extrait de Portulaca oleracea L. favorise la sécrétion d’insuline via une voie dépendante des canaux K+ ATP dans les cellules β pancréatiques INS-1 ». Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3) : p. 183.
3. Fang, H., et al., La loureirine B favorise la sécrétion d’insuline par les voies GLP-1R et AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936 : p. 175377.
4. Duan, J., et al., La swietenine et le swietenolide issus de Swietenia macrophylla king améliorent la sécrétion d’insuline et atténuent l’apoptose dans les cellules INS-1 induite par le H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11) : p. 2780-2792.
5. Mo, F.-F., et al., Effet antidiabétique de la loganine par inhibition de la translocation nucléaire de FOXO1 via la voie de signalisation PI3K/Akt dans les cellules INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3) : p. 262.