Calu-3 sejtvonal

A Calu-3 sejtek egy emberi eredetű légúti hámsejtvonalat alkotnak, amely a nem kissejtes tüdőrákot képviseli. Széles körben használják őket az orvostudományi kutatásokban, ideértve a tüdőrák biológiájának, a légúti betegségeknek, a gazdaszervezet és a kórokozó közötti kölcsönhatásoknak, valamint a gyógyszerek légúti transzportjának tanulmányozását. Ezenkívül számos légúti rendellenesség kezelésének fejlesztésére is alkalmazzák őket.

A Calu-3 sejtek eredete és általános jellemzői

A sejtvonalról legelőször a származását és általános jellemzőit kell megismernie. Ez segít eldönteni, hogyan használhatja fel kutatási munkájában. Ez a szakasz segít megismerni a Calu-3 sejtvonalról szóló legfontosabb információkat. A következőket tartalmazza: Mi a Calu-3 sejtvonal? Milyen a Calu-3 sejtek morfológiája? Mi a Calu-3 sejtek eredete?

• A Calu-3 sejteket egy tüdőadenokarcinómában szenvedő, 25 éves kaukázusi férfi pleurális folyadékból (metasztatikus helyről) nyerték ki. A sejtvonalat 1975-ben Jorgen Fogh és Germain Trempe hozta létre a Memorial Sloan Kettering Cancer Centerben.
• A Calu-3 sejtek epitheliális jellegű morfológiával rendelkeznek.
• A Calu-3 sejtek átmérője 8–9 és 20 mikron között változik.
• A sejtek K-RAS (G13D), TP53 és CDKN2A génekben mutációkat hordoznak, és vad típusú EGFR-t fejeznek ki.

A549 és Calu-3 összehasonlítása

Az A549 és a Calu-3 sejtek egyaránt emberi tüdőadenokarcinóma sejtvonalak, de eltérő jellemzőkkel rendelkeznek. A Calu-3 és az A549 sejtmodellek közötti fő különbség a nyálkaréteg vastagsága. A Calu-3 sejtek vékonyabb nyálkaréteket képeznek, így a proximális légutak hámját modellezik. Ezzel szemben az A549 sejtek nem rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal, és inkább a distális légutak fiziológiai szerkezetének ábrázolására alkalmasak [1].

Calu-3 sejtvonal: Tenyésztési információk

Ez a szakasz segít megismerni a Calu-3 sejtvonal tenyésztésének legfontosabb szempontjait. Itt a következőket tárgyaljuk: Mennyi a Calu-3 sejtek duplázódási ideje? Mi a Calu-3 sejtek táptalaja? Mi a Calu-3 sejtkultúra-tenyésztési protokoll? Hogyan tenyésztjük a Calu-3 sejteket?

A Calu-3 sejtek tenyésztésének legfontosabb pontjai

Duplázódási idő:

A Calu-3 sejtek duplázódási ideje körülbelül 35 óra.

Adherens vagy szuszpenziós:

A Calu-3 egy adhezív tüdőadenokarcinóma sejtvonal.

Osztási arány:

A Calu-3 sejtvonal szubkultivációs aránya 1:2 és 1:4 között van. A szubkultivációhoz a sejteket 1x foszfátpuffer-sóoldattal (PBS) öblítik, majd Accutase-szel (átültető oldat) szobahőmérsékleten közel 10 percig inkubálják. Ezt követően friss sejtkultúra-táptalajt adnak hozzá, és a levált sejteket centrifugálják. A sejtpelletet óvatosan újra szuszpendálják, majd a sejteket a növekedéshez friss tenyésztőközeget tartalmazó lombikba helyezik.

Növekedési tápközeg:

A Calu-3 sejtek tenyésztéséhez 10% FBS-t, 2 mM L-glutamint, 1,5 g/L NaHCO3-t, EBSS-t, 1 mM nátrium-piruvátot és NEAA-t tartalmazó EMEM táptalajt használnak. A Calu-3 sejtek táptalaját hetente 2–3 alkalommal kell cserélni.

Növekedési feltételek:

A Calu-3 sejteket párásított inkubátorban, 37 °C hőmérsékleten és 5%-os CO₂-ellátás mellett tenyésztik.

Tárolás:

A fagyasztott sejteket folyékony nitrogén gőzfázisában vagy -150 °C alatti hőmérsékleten kell tárolni a sejtek életképességének hosszú távú megőrzése érdekében.

Fagyasztási eljárás és táptalaj:

A Calu-3 tüdősejtvonal fagyasztásához főként CM-1 vagy CM-ACF fagyasztóközeget használnak. A sejtek életképességének megőrzése és a sejtek sokkhatásának elkerülése érdekében a sejteket lassú fagyasztási folyamatnak vetik alá, amely során a hőmérséklet percenként legfeljebb 1 °C-kal csökkenhet.

Felolvasztási folyamat:

A sejteket úgy olvasztják fel, hogy az üvegcsét körülbelül 1 percig, vagy amíg egy kis jégdarabka marad, 37 °C-ra előre beállított vízfürdőbe helyezik. Friss tenyészközeget adunk hozzá, majd a sejteket centrifugáljuk, hogy eltávolítsuk a fagyasztóközeg összetevőit. Ezután a sejtpelletet újra szuszpendáljuk, és a sejteket egy új, tenyészközeget tartalmazó lombikba öntjük.

Biológiai biztonsági szint:

A Calu-3 sejtvonal kezeléséhez elengedhetetlen az 1. biológiai biztonsági szintű laboratóriumi környezet.

A Calu-3 sejtek előnyei és hátrányai

Más emberi sejtvonalakhoz hasonlóan a Calu-3 sejteknek is megvannak a maguk előnyei és hátrányai. Az alábbiakban néhány fontosabbat tárgyalunk.

Előnyök

• In vitro légúti hámmodell:

  A légúti kutatásokban a Calu-3 sejtek hatékony in vitro modellként szolgálnak a légúti hám számára. Tükrözik az emberi légutakat borító hám tulajdonságait, lehetővé téve a gyógyszertranszport, a gazda-kórokozó kölcsönhatások, valamint a mucin termelés vizsgálatát.

• Polarizáció:

  A Calu-3 sejtek polarizált monorétegeket képeznek, ezért széles körben használják őket a gyógyszertranszport és a gazda-kórokozó kölcsönhatások valósághűbb körülmények közötti vizsgálatához.

Hátrányok

• Rákos sejtvonal:

  A Calu-3 sejteket tüdőadenokarcinómából nyerték, ezért fontos megjegyezni, hogy nem feltétlenül reprezentálják teljes mértékben az egészséges tüdőszövetet. A kutatóknak ezt figyelembe kell venniük, amikor modellként használják őket a vizsgálatokban.

A Calu-3 sejtvonal alkalmazásai a kutatásban

A Calu-3 számos alkalmazási lehetőséget kínál az orvostudományi kutatásban. A cikk ezen szakasza a legígéretesebb alkalmazások közül néhányat mutat be.

• Légúti betegségek kutatása: A Calu-3 tüdősejteket különböző légúti betegségek vagy rendellenességek, például a cisztás fibrózis, az asztma és a krónikus obstruktív tüdőbetegség (COPD) vizsgálatára használják. Chiara Papi és munkatársai egy tanulmányukban a Calu-3 cisztás fibrózis in vitro modelljét felhasználva vizsgálták az anti-miR-101-3p peptid-nukleinsav (PNA) hatását a miRNA-101-3p célzására. A tanulmány megállapította, hogy a PNA-kezelés növeli a cisztás fibrózis transzmembrán konduktancia-szabályozó (CFTR) gén expresszióját, ami a cisztás fibrózis és a kapcsolódó rendellenességek kezelésére irányuló potenciális terápiás stratégiára utal [2].
• Gyógyszerfejlesztés: A Calu-3 sejtek modellként szolgálnak számos légúti betegségre szánt gyógyszerek teszteléséhez és fejlesztéséhez. Ezenkívül ezeket a sejteket a légúti hámon keresztüli gyógyszertranszport vizsgálatához is felhasználják. Például egy 2021-ben végzett kutatás az Andrographis paniculata növényi kivonat és annak bioaktív andrographolidjának antivirális hatását vizsgálta a Calu-3 sejtek SARS-CoV-2-fertőzésére [3].
• Gazda-kórokozó kölcsönhatások: A Calu-3 sejtek ideálisak a kórokozók légúti hámmal való kölcsönhatásának vizsgálatához, elősegítve a SARS-CoV-2-hez hasonló légúti fertőzések megértését. Például Byoung Kwon Park és munkatársai megvizsgálták a Calu-3- és a Vero-sejtek reakcióit, valamint a vírustermelést a SARS-CoV-2-fertőzésre adott válaszként [4].

5. Calu-3 sejtek: Kutatási publikációk

Az alábbiakban bemutatunk néhány érdekes és gyakran hivatkozott kutatási tanulmányt, amelyekben a Calu-3 sejtek szerepelnek:

A szén-monoxid-kibocsátó molekula-2 (CORM-2) gátolja a nem kissejtes tüdőrákos Calu-3 sejtek szaporodását, vándorlását és invázióját, valamint elősegíti az apoptózist

Ezt a tanulmányt 2018-ban publikálták az European Review for Medical and Pharmacological Sciences folyóiratban. A kutatás arra a következtetésre jutott, hogy a szén-monoxid-felszabadító molekula-2 (CORM-2) elősegíti a nem kissejtes tüdőrákos sejtek (Calu-3) apoptózisát, és gátolja azok proliferációját, migrációját és invázióját.

A Calu-3 hámsejtek in vitro körülmények között eltérő immun- és hámbarrier-reakciókat mutatnak a frissen izolált primer orrnyálkahártya-sejtekhez képest

A Clinical and Translational Allergy (2018) folyóiratban megjelent kutatás a Calu-3 sejtvonal és a frissen tenyésztett primer orr-epiteliális sejtek immun- és epiteliális gátválaszát hasonlította össze.

A kinin gátolja a SARS-CoV-2 által okozott fertőzést emberi sejtvonalakban

A *Viruses* (2021) folyóiratban megjelent cikk a kinin alkalmazását javasolta a SARS-CoV-2-fertőzés potenciális kezelésére, miután értékelte annak hatását különböző vírussal fertőzött sejtvonalakra, például a Calu-3-ra.

A magas D-glükózszint a GLUT1-en keresztül indukálja az ACE2-kifejeződést a Calu-3 emberi légúti hámsejtvonalban

A BMC Molecular and Cell Biology (2022) folyóiratban megjelent kutatás azt állította, hogy a magas D-glükózszint a GLUT1 gén szabályozása révén elősegíti az ACE2 expresszióját a Calu-3 sejtekben.

A Dolosigranulum pigrum modulálja a SARS-CoV-2 elleni immunválaszt a légúti hámsejtekben

A Pathogens (2021) folyóiratban megjelent cikk a Dolosigranulum pigrum 040417 immunmoduláló hatásait vizsgálta a tüdőepiteliális sejtekben. Ezenkívül feltárta ennek az immunobiotikus baktériumnak a SARS-CoV-2-fertőzés elleni védelemben rejlő potenciálját.

Források a Calu-3 sejtekhez: protokollok, videók és egyebek

Számos online forrás áll rendelkezésre a Calu-3 sejtekről, amelyek a sejtkultiválással és a transzfekcióval kapcsolatos információkat tartalmaznak.

• Calu-3 sejtek transzfekciós protokollja: Ez a forrás alapvető ismereteket nyújt a Calu-3 sejtek transzfekciójáról.
• Calu-3 transzfekció: Ez a videó bemutató lépésről lépésre bemutatja az in vitro Calu-3 transzfekciós protokollt.

A Calu-3 sejtkultúra-protokollt itt említik.

• Calu-3 sejtek: Ez a dokumentum a Calu-3 sejtek táptalajával, valamint az áttenyésztéssel vagy a sejtátültetéssel kapcsolatos információkat tartalmazza.

Hivatkozások

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar és H. Walles: Az emberi alsó légutak biológiai modelljei – Az orvostudományi kutatásban alkalmazott emberi 3D-barrier-modellek kihívásai és speciális követelményei. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. és munkatársai, Az emberi légúti hámsejtekből származó Calu-3 sejtek kezelése a miR-101-3p mikroRNS-t célzó peptid-nukleinsavval (PNA) a cisztás fibrózis transzmembrán konduktancia-szabályozó () gén fokozott expressziójával jár együtt. European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: 112876. o.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K. és munkatársai: Az Andrographis paniculata kivonat és fő összetevője, az andrographolid SARS-CoV-2 elleni hatása emberi tüdőepiteliális sejtekben, valamint a citotoxicitás értékelése a főbb szervek sejtjeinek reprezentatív mintáiban. Journal of natural products, 2021. 84(4): 1261–1270. o.
4. Park, B.K. és munkatársai: A jelátvitel és a vírustermelés különbségei Calu-3- és Vero-sejtekben SARS-CoV-2-fertőzés esetén. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): 273–281. o.