Les cellules CHO-K1 : un pilier des applications de la recherche biotechnologique
Les cellules CHO-K1 sont dérivées de la lignée cellulaire d'ovaires de hamster chinois (CHO). Elles sont largement utilisées en biotechnologie industrielle pour produire des produits biopharmaceutiques et d'autres protéines recombinantes. Par ailleurs, la lignée cellulaire CHO-K1 est également employée dans la recherche toxicologique. Les chercheurs manipulent génétiquement ces cellules pour améliorer la glycosylation, réduire l'apoptose et augmenter la productivité globale.
- Milieu de culture
- Le milieu de croissance Ham's F12, complété par 10 % de FBS, 1,0 mM de glutamine stable, 1,0 mM de pyruvate de sodium et 1,1 g/L de NaHCO3, est utilisé pour cultiver les cellules CHO-K1. Le milieu doit être renouvelé 2 à 3 fois par semaine.
- Temps de doublement
- Le temps de doublement des cellules CHO-K1 est d'environ 22 heures.
- Type de croissance
- Les cellules CHO-K1 sont adhérentes. Elles peuvent toutefois être génétiquement modifiées pour devenir des cellules CHO-K1 en suspension.
- Niveau de biosécurité
- BSL-1
- Disponible auprès de
- Cytion — Commander des cellules CHO-K1
- Origine et caractéristiques générales : cellules CHO-K1
- Lignée cellulaire CHO-K1 : informations sur la culture
- Avantages et limites des cellules CHO-K1
- Applications de la lignée cellulaire CHO-K1 dans la recherche
- 5. Cellules CHO-K1 : publications de recherche
- Ressources pour la lignée cellulaire CHO-K1 : protocoles, vidéos et plus encore
- Foire aux questions
Origine et caractéristiques générales : les cellules CHO-K1
Les caractéristiques générales et l'origine d'une lignée cellulaire déterminent son utilisation dans la recherche. Cette section vous aidera à en savoir plus sur l'origine et les caractéristiques de la célèbre lignée cellulaire CHO-K1. Vous apprendrez : D'où proviennent les cellules CHO-K1 ? Quelle est la taille des cellules CHO-K1 ? Quelle est la dénomination complète de la lignée cellulaire CHO-K1 ? Quelle est la morphologie des cellules CHO-K1 ?
- CHO-K1, ou lignée cellulaire K1 d'ovaires de hamster chinois, est un sous-clone de cellules CHO parentales issues d'une biopsie d'un ovaire de hamster chinois femelle adulte réalisée en 1957. La lignée cellulaire d'origine a été développée par T.T. Puck et ses collègues à la faculté de médecine de l'université du Colorado, à Denver, aux États-Unis [1].
- La lignée cellulaire CHO-K1 présente une morphologie de type épithélial.
- Le diamètre des cellules CHO-K1 est d'environ 0,001 millimètre. Il est intéressant de noter que les cellules sont initialement grandes, mais qu'elles rétrécissent avec le temps.
- Le génome des cellules CHO-K1 comprend un nombre de chromosomes similaire à celui des cellules humaines. Elles présentent un caryotype diploïde et ne présentent que peu d'anomalies chromosomiques.
Lignées cellulaires CHO-K1 et CHO-S
Ces deux lignées cellulaires sont des dérivés de CHO. Elles diffèrent par leur mode de croissance et de prolifération. Les cellules CHO-S sont adaptées à la culture, tandis que les cellules CHO-K1 peuvent être génétiquement manipulées pour produire des cellules adhérentes et en suspension.
Lignée cellulaire CHO-K1 : informations sur la culture
La lignée cellulaire CHO-K1 est largement utilisée dans la recherche en biotechnologie industrielle. Il s'agit de lignées cellulaires faciles à entretenir. Connaître les points clés de la culture des cellules CHO-K1 peut vous aider à vous y prendre plus facilement. Cette section vous aidera à comprendre : Les cellules CHO-K1 sont-elles adhérentes ? Quel est le temps de doublement des cellules CHO-K1 ? Quel milieu utilise-t-on pour la culture des cellules CHO ? Quelle est la densité d'ensemencement des cellules CHO-K1 ?
Points clés pour la culture des cellules CHO-K1
Temps de doublement de la population :
Le temps de doublement des cellules CHO-K1 est d'environ 22 heures.
Adhérentes ou en suspension :
Les cellules CHO-K1 sont adhérentes. Cependant, elles peuvent être génétiquement modifiées pour devenir des cellules CHO-K1 en suspension.
Densité d'ensemencement :
La densité d'ensemencement des cellules CHO-K1 est de 1 x 10⁴ cellules/cm². À cette densité, les cellules peuvent former une couche confluente en environ 6 jours. Pour les cellules adhérentes, les cellules sont rincées avec du PBS 1x et incubées pendant 8 à 10 minutes à température ambiante. Les cellules dissociées sont ajoutées à un milieu frais et centrifugées. Les cellules récoltées sont remises en suspension et versées dans un nouveau flacon pour la croissance.
Milieu de croissance :
Le milieu de croissance Ham's F12, complété par 10 % de FBS, 1,0 mM de glutamine stable, 1,0 mM de pyruvate de sodium et 1,1 g/L de NaHCO3, est utilisé pour la culture des cellules CHO-K1. Le milieu doit être renouvelé 2 à 3 fois par semaine.
Conditions de culture :
Les cultures de CHO-K1 sont conservées dans un incubateur humidifié à 37 °C avec un apport de 5 % de CO2.
Conservation :
Les cellules CHO-K1 congelées sont conservées à une température inférieure à -150 °C ou en phase vapeur d'azote liquide.
Procédé et milieu de congélation :
Les milieux de congélation CM-1 ou CM-ACF sont utilisés pour la congélation des cellules CHO-K1. Un processus de congélation lente, permettant une baisse progressive de la température de 1 °C, est utilisé pour congeler les cellules CHO-K1.
Procédé de décongélation :
Les cellules CHO-K1 congelées sont maintenues dans un bain-marie à 37 °C jusqu'à ce qu'il ne reste plus qu'un petit amas de glace. Les cellules décongelées sont mélangées à un milieu de culture frais et versées dans un nouveau flacon contenant du milieu de culture à une densité de 5 x 10⁴ cellules/cm². Les cellules mettent environ 24 à 48 heures pour se rétablir correctement.
Niveau de biosécurité :
Les cultures de CHO-K1 sont manipulées et conservées dans des laboratoires de niveau de biosécurité 1.
Avantages et limites des cellules CHO-K1
La lignée CHO-K1 est un outil de recherche inestimable. Sa combinaison unique d'avantages et de limites la distingue des autres lignées cellulaires. Cette section a abordé quelques avantages et inconvénients de la lignée cellulaire CHO-K1.
Avantages
Les principaux avantages de la lignée cellulaire CHO-K1 sont les suivants :
Facilité de transfection
Les cellules CHO-K1 sont largement utilisées dans les études de transfection. Elles peuvent être transfectées de manière transitoire et stable par différentes procédures physiques et chimiques. En raison de leur grande aptitude à la transfection, les cellules CHO-K1 sont largement utilisées pour produire des protéines recombinantes et d'autres produits biopharmaceutiques.
Taux de croissance rapide et culture facile
Le temps de doublement des cellules CHO-K1 n'est que de 22 heures ; elles présentent donc un taux de croissance élevé et sont idéales pour une utilisation en biotechnologie industrielle. De plus, l'adaptation en suspension des cellules CHO-K1 les rend utiles pour la production de grandes quantités de produits biopharmaceutiques. Elles sont par ailleurs faciles à cultiver et à entretenir en laboratoire et ne nécessitent pas de conditions ni de procédures de culture complexes.
Faible fréquence d'anomalies chromosomiques
CHO-K1 est un système modèle bien caractérisé et établi. Le génome CHO-K1 est stable et ne présente que peu d'anomalies chromosomiques. Elles constituent donc des hôtes idéales pour la production de protéines recombinantes.
Limites
Voici quelques limites de la lignée cellulaire CHO-K1 :
Origine non humaine
Bien que les cellules CHO-K1 aient la capacité de présenter des profils de glycosylation similaires à ceux de l'humain, elles sont d'origine non humaine. Cela peut poser problème lors de l'étude de processus cellulaires hautement spécifiques à l'humain et de l'immunogénicité d'agents thérapeutiques.
Hétérogénéité
Les cellules CHO-K1 peuvent présenter des caractéristiques génétiques légèrement différentes au sein d'une même population, ce qui entraîne une hétérogénéité génétique. Cela peut affecter les fonctions cellulaires et entraîner une variabilité des niveaux d'expression des protéines, ce qui peut influencer la reproductibilité des résultats expérimentaux.
Applications de la lignée cellulaire CHO-K1 dans la recherche
La lignée cellulaire CHO-K1 a de nombreuses applications dans la biotechnologie industrielle et la recherche en toxicologie. Nous en avons abordé ici quelques-unes en particulier.
- Production de protéines recombinantes : les cellules CHO-K1 constituent des outils de recherche inestimables pour la production de protéines recombinantes, notamment des anticorps, des protéines thérapeutiques et des enzymes. Leur taux de croissance élevé et leurs conditions de culture faciles permettent de produire de grandes quantités de protéines recombinantes présentant un repliement et une glycosylation appropriés. Par exemple, une étude menée par Kritika Gupta a utilisé des cellules CHO-K1 et les a transfectées de manière stable pour produire un anticorps monoclonal recombinant contre le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) [2]. La production d'anticorps par les cellules CHO-K1 est assez fiable et pratique. Les chercheurs modifient également ces cellules afin d'améliorer la production d'anticorps par les CHO-K1. Par exemple, une étude a manipulé génétiquement des cellules CHO-K1 pour produire des anticorps présentant des taux élevés de N-glycanes a-fucosylés liés au Fc, ce qui est important pour leur fonction effectrice [3].
- Recherche en toxicologie : La cellule CHO-K1 est souvent utilisée pour la découverte de médicaments et les tests de criblage. Elle peut servir à évaluer la toxicité et l'efficacité de médicaments potentiels. De plus, les chercheurs utilisent les cellules CHO-K1 pour étudier les interactions entre les médicaments et leurs cibles, ainsi que le métabolisme des médicaments. Plusieurs études ont été menées pour évaluer les effets thérapeutiques potentiels d'extraits végétaux, de composés, de nanoparticules, de protéines thérapeutiques et d'autres agents à l'aide de la lignée cellulaire CHO-K1. Une recherche similaire a été menée en 2022, dans laquelle des chercheurs ont mesuré le potentiel cytotoxique d'extraits végétaux riches en flavonoïdes sur des cellules CHO-K1 [4]. De même, une étude menée par Ryan Deweese et ses collègues a évalué la cytotoxicité d'extraits de Baptisia australis, Trifolium pratense et Rubus idaeus sur des cellules CHO-K1 d'ovaires de hamster chinois [5].
5. Cellules CHO-K1 : publications scientifiques
Voici quelques publications de recherche intéressantes sur les cellules CHO-K1.
Cette étude publiée dans Molecular Biology Reports (2023) a mis en évidence les effets positifs de la surexpression du gène SIRT6 sur la viabilité des cellules CHO-K1 et l'expression des anticorps.
Cette publication figure dans le Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Les résultats de la recherche soulignent le potentiel de CRISPR-Cas13d pour la modification génétique des cellules CHO-K1 en vue d'améliorer la production d'anticorps en termes de qualité et de quantité.
Cet article de recherche publié dans Nature Scientific Reports (2018) suggère que le maltose constitue une source d'énergie prometteuse pour la culture de cellules CHO-K1 dans un milieu sans protéines et pour améliorer la production d'anticorps monoclonaux recombinants.
Cette étude publiée dans l'Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) a utilisé des cellules CHO-K1 pour évaluer les effets cytotoxiques et antigénotoxiques potentiels de l'extrait éthanolique de poivre noir, seul et en association avec la doxorubicine.
Cette recherche a été publiée dans The Nucleus en 2019. Les chercheurs y ont évalué le potentiel cytotoxique et génotoxique des nanoparticules d'argent sur la lignée cellulaire CHO-K1.
Ressources pour la lignée cellulaire CHO-K1 : protocoles, vidéos et plus encore
CHO-K1 est une lignée cellulaire bien connue. Les ressources disponibles concernant les protocoles de culture et de transfection de CHO-K1 sont mentionnées ici.
- Transfection de la lignée CHO-K1 : ce lien décrit le protocole de transfection de la lignée CHO-K1. Il s'agit d'un guide étape par étape pour la transfection d'ADN plasmidique dans des cellules CHO-K1 à l'aide du réactif Lipofectamine LTX.
- Tutoriel sur la transfection de CHO-K1 : cette vidéo explique en détail la procédure de transfection transitoire de CHO-K1.
Voici quelques ressources décrivant le protocole de culture cellulaire pour les cellules CHO-K1.
- Cellules CHO-K1 : ce lien vers un site web contient des informations utiles sur les cellules CHO-K1, notamment la recette du milieu de culture CHO-K1, la sous-culture et le protocole de décongélation.
Références
- Gamper, N., J.D. Stockand et M.S. Shapiro, « The use of Chinese hamster ovary (CHO) cells in the study of ion channels ». J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3) : p. 177-85.
- Gupta, K., et al., Une lignée cellulaire CHO K1 stable pour la production d'anticorps monoclonaux recombinants contre le TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9) : p. 828-839.
- Popp, O., et al. Développement d'une lignée cellulaire hôte CHO-K1 pré-glyco-modifiée pour l'expression d'anticorps dotés d'une fonction effectrice médiée par le Fc améliorée. dans MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicité d'extraits végétaux contenant des flavonoïdes sur la lignée cellulaire CHO : une étude comparative. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1) : p. 80-85.
- Deweese, R., et al., Effets cytotoxiques des extraits de Trifolium pratense, Baptisia australis et Rubus idaeus sur les cellules CHO-K1. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1) : p. 128-139.