Cellule CHO-K1: un elemento fondamentale nelle applicazioni della ricerca biotecnologica
Le cellule CHO-K1 derivano dalla linea cellulare delle ovaie del criceto cinese (CHO). Sono ampiamente utilizzate nella biotecnologia industriale per la produzione di prodotti biofarmaceutici e altre proteine ricombinanti. Inoltre, la linea cellulare CHO-K1 viene impiegata anche nella ricerca tossicologica. I ricercatori manipolano geneticamente queste cellule per migliorare la glicosilazione, ridurre l'apoptosi e aumentare la produttività complessiva.
- Terreno di coltura
- Per la coltura delle cellule CHO-K1 si utilizza il terreno di coltura Ham's F12 integrato con 10% di FBS, 1,0 mM di glutammina stabile, 1,0 mM di piruvato di sodio e 1,1 g/L di NaHCO3. Il terreno di coltura deve essere sostituito 2 o 3 volte alla settimana.
- Tempo di raddoppio
- Il tempo di raddoppio delle cellule CHO-K1 è di circa 22 ore.
- Tipo di crescita
- Le cellule CHO-K1 sono aderenti. Tuttavia, possono essere geneticamente modificate per diventare cellule CHO-K1 in sospensione.
- Livello di biosicurezza
- BSL-1
- Disponibile presso
- Cytion — Ordina CHO-K1
- Origine e caratteristiche generali: cellule CHO-K1
- Linea cellulare CHO-K1: Informazioni sulla coltura
- Vantaggi e limiti delle cellule CHO-K1
- Applicazioni della linea cellulare CHO-K1 nella ricerca
- 5. Cellule CHO-K1: pubblicazioni di ricerca
- Risorse per la linea cellulare CHO-K1: protocolli, video e altro
- Domande frequenti
Origine e caratteristiche generali: cellule CHO-K1
Le caratteristiche generali e l'origine di una linea cellulare ne determinano l'uso nella ricerca. Questa sezione ti aiuterà a conoscere l'origine e le caratteristiche della famosa linea cellulare CHO-K1. Scoprirai: Da dove proviene la cellula CHO-K1? Quanto sono grandi le cellule CHO-K1? Qual è la denominazione completa della linea cellulare CHO-K1? Qual è la morfologia delle cellule CHO-K1?
- CHO-K1, o linea cellulare K1 di ovaio di criceto cinese, è un subclone delle cellule CHO parentali che ha avuto origine dalla biopsia di un ovaio di criceto cinese femmina adulta nel 1957. La linea cellulare originale è stata sviluppata da T.T. Puck e colleghi presso la Facoltà di Medicina dell'Università del Colorado, Denver, USA [1].
- La linea cellulare CHO-K1 presenta una morfologia di tipo epiteliale.
- Il diametro delle cellule CHO-K1 è di circa 0,001 millimetri. È interessante notare che le cellule sono inizialmente grandi, ma diventano piccole nel tempo.
- Il genoma delle CHO-K1 è costituito da un numero di cromosomi simile a quello delle cellule umane. Hanno cariotipi diploidi e presentano solo poche anomalie cromosomiche.
Linea cellulare CHO-K1 vs CHO-S
Entrambe le linee cellulari sono derivate dalle CHO. Si differenziano per il modo in cui queste cellule crescono e proliferano. Le cellule CHO-S sono adatte alla crescita in coltura, mentre le CHO-K1 possono essere geneticamente manipolate per produrre cellule aderenti e in sospensione.
Linea cellulare CHO-K1: informazioni sulla coltura
La linea cellulare CHO-K1 è ampiamente utilizzata nella ricerca biotecnologica industriale. Si tratta di linee cellulari di facile mantenimento. Conoscere i punti chiave della coltura delle cellule CHO-K1 può aiutarti a gestirla con facilità. Questa sezione ti aiuterà a capire: Le cellule CHO-K1 sono aderenti? Qual è il tempo di raddoppio delle cellule CHO-K1? Quali terreni di coltura si utilizzano per la coltura delle cellule CHO? Qual è la densità di semina delle cellule CHO-K1?
Punti chiave per la coltura delle cellule CHO-K1
Tempo di raddoppio della popolazione:
Il tempo di raddoppio delle cellule CHO-K1 è di circa 22 ore.
Aderenzi o in sospensione:
Le cellule CHO-K1 sono aderenti. Tuttavia, possono essere geneticamente modificate per diventare cellule CHO-K1 in sospensione.
Densità di semina:
La densità di semina delle cellule CHO-K1 è di 1 x 104 cellule/cm². A questa densità, le cellule possono formare uno strato confluente in circa 6 giorni. Per le cellule aderenti, le cellule vengono risciacquate con 1 x PBS e incubate per 8-10 minuti a temperatura ambiente. Le cellule dissociate vengono aggiunte a un terreno fresco e centrifugate. Le cellule raccolte vengono risospese e versate in una nuova fiasca per la crescita.
Terreno di coltura:
Per la coltura delle cellule CHO-K1 si utilizza il terreno di coltura Ham's F12 integrato con 10% di FBS, 1,0 mM di glutammina stabile, 1,0 mM di piruvato di sodio e 1,1 g/L di NaHCO3. Il terreno di coltura deve essere sostituito 2-3 volte alla settimana.
Condizioni di crescita:
Le colture di CHO-K1 vengono mantenute in un incubatore umidificato a 37 °C con un apporto di CO2 al 5%.
Conservazione:
Le cellule CHO-K1 congelate vengono conservate a una temperatura inferiore a -150 °C o nella fase vapore dell'azoto liquido.
Processo di congelamento e terreno:
Per il congelamento delle cellule CHO-K1 si utilizzano i terreni di congelamento CM-1 o CM-ACF. Per congelare le cellule CHO-K1 si utilizza un processo di congelamento lento che consente un abbassamento graduale della temperatura di 1 °C.
Processo di scongelamento:
Le cellule CHO-K1 congelate vengono tenute in un bagno d'acqua a 37 °C fino a quando non rimane un piccolo grumo di ghiaccio. Alle cellule scongelate vengono aggiunti terreni di coltura freschi e vengono versate in una nuova fiasca contenente terreno di coltura a una densità di 5 x 104 cellule/cm2. Le cellule impiegano circa 24-48 ore per riprendersi adeguatamente.
Livello di biosicurezza:
Le colture di CHO-K1 vengono manipolate e mantenute in laboratori di livello di biosicurezza 1.
Vantaggi e limiti delle cellule CHO-K1
CHO-K1 è uno strumento di ricerca inestimabile. La sua combinazione unica di vantaggi e limiti la rende distinguibile dalle altre linee cellulari. Questa sezione ha discusso alcuni pro e contro della linea cellulare CHO-K1.
Vantaggi
I principali vantaggi della linea cellulare CHO-K1 includono:
Facilità di trasfezione
Le cellule CHO-K1 sono ampiamente utilizzate negli studi di trasfezione. Possono essere trasfettate in modo transitorio e stabile attraverso diverse procedure fisiche e chimiche. Grazie alla loro elevata suscettibilità alla trasfezione, le cellule CHO-K1 sono ampiamente impiegate per la produzione di proteine ricombinanti e altri prodotti biofarmaceutici.
Rapido tasso di crescita e facile coltura
Il tempo di raddoppio delle cellule CHO-K1 è di sole 22 ore; pertanto, presentano un elevato tasso di crescita e sono ideali per l’uso nella biotecnologia industriale. Inoltre, l'adattamento in sospensione delle cellule CHO-K1 le rende utili per la produzione di grandi quantità di prodotti biofarmaceutici. Inoltre, sono facili da coltivare e mantenere in laboratorio e non richiedono condizioni e procedure di coltura complesse.
Bassa frequenza di anomalie cromosomiche
CHO-K1 è un sistema modello ben caratterizzato e consolidato. Il genoma CHO-K1 è stabile e presenta solo poche anomalie cromosomiche. Pertanto, sono ospiti ideali per la produzione di proteine ricombinanti.
Limiti
Ecco alcune limitazioni della linea cellulare CHO-K1:
Origine non umana
Sebbene le cellule CHO-K1 abbiano la capacità di sviluppare modelli di glicosilazione simili a quelli umani, sono di origine non umana. Ciò potrebbe rappresentare un problema quando si studiano processi cellulari altamente specifici dell'uomo e l'immunogenicità degli agenti terapeutici.
Eterogeneità
Le cellule CHO-K1 possono presentare caratteristiche genetiche leggermente diverse all'interno della stessa popolazione, con conseguente eterogeneità genetica. Ciò può influire sulle funzioni cellulari e causare variabilità nei livelli di espressione proteica, influenzando potenzialmente la riproducibilità dei risultati sperimentali.
Applicazioni della linea cellulare CHO-K1 nella ricerca
La linea cellulare CHO-K1 ha numerose applicazioni nella biotecnologia industriale e nella ricerca tossicologica. Qui ne abbiamo discusso alcune specifiche.
- Produzione di proteine ricombinanti: le cellule CHO-K1 sono strumenti di ricerca inestimabili per la produzione di proteine ricombinanti, inclusi anticorpi, proteine terapeutiche ed enzimi. Il loro elevato tasso di crescita e le condizioni di coltura semplici aiutano a produrre grandi quantità di proteine ricombinanti con corretto ripiegamento e glicosilazione. Ad esempio, uno studio condotto da Kritika Gupta ha utilizzato cellule CHO-K1 e le ha trasfettate in modo stabile per produrre un anticorpo monoclonale ricombinante contro il fattore di necrosi tumorale alfa (TNF-α) [2]. La produzione di anticorpi con le cellule CHO-K1 è piuttosto affidabile e conveniente. I ricercatori modificano inoltre queste cellule per migliorare la produzione di anticorpi CHO K1. Ad esempio, uno studio ha manipolato geneticamente le cellule CHO-K1 per produrre anticorpi con alti rapporti di N-glicani a-fucosilati legati all'Fc, il che è importante per la loro funzione effettrice [3].
- Ricerca tossicologica: la cellula CHO-K1 è spesso utilizzata per la scoperta di farmaci e per i test di screening. Può essere impiegata per valutare la tossicità e l'efficacia di potenziali farmaci. Inoltre, i ricercatori utilizzano le cellule CHO-K1 per indagare le interazioni farmaco-bersaglio e studiare il metabolismo dei farmaci. Sono stati condotti diversi studi per valutare i possibili effetti terapeutici di estratti vegetali, composti, nanoparticelle, proteine terapeutiche e altri agenti utilizzando la linea cellulare CHO-K1. Una ricerca simile è stata condotta nel 2022, in cui i ricercatori hanno misurato il potenziale citotossico di estratti vegetali ricchi di flavonoidi nelle cellule CHO-K1 [4]. Allo stesso modo, uno studio di ricerca condotto da Ryan Deweese e colleghi ha valutato la citotossicità degli estratti di Baptisia australis, Trifolium pratense e Rubus idaeus sulle cellule CHO-K1 di ovaio di criceto cinese [5].
5. Cellule CHO-K1: Pubblicazioni scientifiche
Di seguito sono riportate alcune interessanti pubblicazioni di ricerca sulle cellule CHO-K1.
Questo studio pubblicato su Molecular Biology Reports (2023) ha evidenziato gli effetti positivi della sovraespressione del gene SIRT6 sulla vitalità delle cellule CHO-K1 e sull'espressione degli anticorpi.
Questa pubblicazione è apparsa sul Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). I risultati della ricerca evidenziano il potenziale di CRISPR-Cas13d nella modificazione genetica delle cellule CHO-K1 per migliorare la produzione di anticorpi in termini di qualità e quantità.
Questo articolo di ricerca pubblicato su Nature Scientific Reports (2018) ha suggerito il maltosio come promettente fonte di energia per la coltura di cellule CHO-K1 in un mezzo privo di proteine e per potenziare la produzione di anticorpi monoclonali ricombinanti.
Questo studio pubblicato sull'Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) ha utilizzato cellule CHO-K1 per valutare i potenziali effetti citotossici e antigenotossici dell'estratto etanolico di pepe nero da solo e in combinazione con la doxorubicina.
Questa ricerca è stata pubblicata su The Nucleus nel 2019. In questo studio i ricercatori hanno valutato il potenziale citotossico e genotossico delle nanoparticelle d'argento nella linea cellulare CHO-K1.
Risorse per la linea cellulare CHO-K1: protocolli, video e altro
CHO-K1 è una linea cellulare molto conosciuta. Qui sono menzionate le risorse disponibili relative ai protocolli di coltura e trasfezione di CHO-K1.
- Trasfezione CHO-K1: questo link descrive il protocollo di trasfezione CHO-K1. Si tratta di una guida passo passo per la trasfezione di DNA plasmidico nelle cellule CHO-K1 utilizzando il reagente Lipofectamine LTX.
- Tutorial sulla trasfezione di CHO-K1: questo video spiega in dettaglio la procedura di trasfezione transitoria di CHO-K1.
Ecco alcune risorse che descrivono il protocollo di coltura cellulare per le cellule CHO-K1.
- Cellule CHO-K1: questo link al sito web contiene informazioni utili sulle cellule CHO-K1, tra cui la ricetta del terreno di coltura CHO-K1, la subcoltura e il protocollo di scongelamento.
Riferimenti
- Gamper, N., J.D. Stockand e M.S. Shapiro, L'uso delle cellule di ovaio di criceto cinese (CHO) nello studio dei canali ionici. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): pagg. 177-85.
- Gupta, K., et al., Una linea cellulare CHO K1 stabile per la produzione di anticorpi monoclonali ricombinanti contro il TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): p. 828-839.
- Popp, O., et al. Sviluppo di una linea cellulare ospite CHO-K1 pre-glicoingegnerizzata per l'espressione di anticorpi con funzione effettrice mediata da Fc potenziata. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Citotossicità di estratti vegetali contenenti flavonoidi nei confronti della linea cellulare CHO: uno studio comparativo. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): p. 80-85.
- Deweese, R., et al., Effetti citotossici degli estratti di Trifolium pratense, Baptisia australis e Rubus idaeus sulle cellule CHO-K1. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): p. 128-139.