Linea cellulare INS-1

INS-1 è una linea cellulare di insulinoma di ratto ben caratterizzata e ampiamente utilizzata nella ricerca sul diabete. Le cellule INS-1 secernono insulina in seguito alla stimolazione con glucosio; pertanto, vengono impiegate per studiare il metabolismo del glucosio, la fisiologia delle cellule beta e la regolazione della secrezione di insulina. Inoltre, queste cellule vengono utilizzate anche per lo screening, la sperimentazione e lo sviluppo di potenziali terapie contro il diabete mellito.

Caratteristiche generali e origine delle cellule INS-1

Conoscere le caratteristiche generali e l’origine di una linea cellulare può aiutarti notevolmente a utilizzarla in modo efficiente ed efficace nella tua ricerca. Questa sezione dell’articolo ti fornirà informazioni sull’origine e sulle caratteristiche generali di INS-1. Scoprirai: Che cos’è la linea cellulare INS-1 derivata dall’insulinoma di ratto? Quali sono le caratteristiche generali dell’INS-1? Che cos’è la linea cellulare INS-1 832/3? Che cos’è l’INS-1E?

• Le cellule INS-1 sono state originariamente isolate da un ratto di 666 giorni affetto da insulinoma trapiantabile indotto da raggi X.
• Le cellule INS-1 sono bi-ormonali. Esprimono contemporaneamente le proteine dell’insulina e del proglucagone. Queste cellule sono considerate immature poiché mostrano bassi livelli di espressione del fattore di trascrizione Nkx6.1 e sono prive dei marcatori delle cellule alfa [1].
• Esistono due sottocloni delle cellule INS-1, ovvero INS-1E e INS-1 832/3.
• L’INS-1E differisce dalla linea cellulare madre INS-1 per quanto riguarda le risposte secretorie al glucosio e al contenuto di insulina.
• Anche l’INS-1 832/3, o INS-1 832/13, è un sottoclone della linea cellulare INS-1. Si tratta di un modello inestimabile per lo studio della funzione delle cellule beta delle isole pancreatiche e della regolazione della secrezione di insulina. Si differenzia inoltre dalle cellule INS-1 madri nel contesto della secrezione di insulina stimolata dal glucosio (GSIS).

Linea cellulare INS-1: Informazioni sulla coltura

Per gestire e mantenere in modo efficiente una linea cellulare, è necessario conoscere le seguenti informazioni relative alla sua coltura. Questa sezione dell’articolo tratterà tutti i punti chiave per la coltura delle cellule INS-1. Imparerete: Come si coltivano le cellule beta INS-1? Qual è il protocollo di coltura delle cellule INS-1? Qual è il tempo di raddoppio delle cellule INS-1? Qual è il terreno di coltura per le cellule di insulinoma di ratto INS-1?

Punti chiave per la coltura delle cellule INS-1

Tempo di raddoppio:

Il tempo di raddoppio della popolazione delle cellule INS-1 è di circa 44 ore.

Aderenzi o in sospensione:

Le cellule INS-1 crescono sia in sospensione che in forma aderente.

Rapporto di subcoltura:

Le cellule INS-1 vengono sottoposte a subcoltura con un rapporto di divisione di 1:3. In breve, le cellule in sospensione vengono raccolte. Le cellule aderenti vengono risciacquate con PBS e incubate con la soluzione Accutase. Dopo il distacco, alle cellule viene aggiunto terreno di coltura fresco. Successivamente, sia le cellule in sospensione che quelle aderenti vengono centrifugate e raccolte. Le cellule vengono accuratamente risospese e distribuite in nuove fiasche per la crescita.

Terreno di coltura:

Per la coltura della linea cellulare di insulinoma di ratto INS-1 si utilizza RPM1 1640. Il terreno è integrato con siero fetale bovino inattivato termicamente al 10%, glutammina stabile a 2,1 mM, HEPES a 10 mM, NaHCO₃ a 2,0 g/L e piruvato di sodio a 1 mM.

Condizioni di coltura:

Le cellule INS-1 vengono mantenute in un incubatore umidificato impostato a una temperatura di 37 °C e con un apporto continuo di CO₂ al 5%.

Conservazione:

Le cellule beta INS-1 possono essere conservate a lungo termine nella fase vapore dell’azoto liquido o a temperature inferiori a -150 °C in un congelatore elettrico.

Processo di congelamento e terreno di coltura:

Per congelare le cellule INS-1 si utilizzano i terreni di coltura CM-1 o CM-ACF mediante un processo di congelamento lento. Questo processo consente un abbassamento della temperatura di soli 1 °C al minuto per proteggere la vitalità cellulare.

Processo di scongelamento:

Le cellule INS-1 congelate vengono scongelate in un bagno d’acqua preimpostato a una temperatura di 37 gradi Celsius per un periodo compreso tra 40 e 60 secondi. Dopo lo scongelamento, alle cellule viene aggiunto un terreno di coltura fresco e vengono trasferite direttamente in un nuovo pallone per la crescita. Dopo 24 ore il terreno di coltura viene sostituito per eliminare i componenti del terreno di coltura congelato.

Livello di biosicurezza:

Per la coltura delle cellule di insulinoma di ratto INS-1 è necessario un laboratorio di livello di biosicurezza 1.

Vantaggi e svantaggi della linea cellulare INS-1

Come altre linee cellulari, anche l’INS-1 presenta alcune caratteristiche distintive associate a determinati pro e contro. Di seguito ne abbiamo menzionati alcuni tra i più significativi.

Vantaggi

I principali vantaggi della linea cellulare INS-1 sono:

• Ben caratterizzata

  L’INS-1 è una linea cellulare consolidata e ben caratterizzata. È stata utilizzata in numerosi studi di ricerca. Mantiene le sue caratteristiche fenotipiche e le capacità di secrezione di insulina per un periodo prolungato, fornendo così risultati sperimentali affidabili e coerenti.

• Modello di cellule beta

  Le cellule INS-1 vengono utilizzate per studiare la funzione delle cellule beta delle isole pancreatiche, poiché secernono insulina e rispondono alle fluttuazioni dei livelli di glucosio.

 Svantaggi

Gli svantaggi delle cellule INS-1 sono:

• Origine non umana

  Le cellule beta INS-1 hanno origine non umana. Sono state ricavate da un insulinoma di ratto. Ciò può causare differenze specifiche legate alla specie e limitare la trasposizione diretta dei risultati sperimentali alla fisiologia umana.

 4. Applicazioni di ricerca delle cellule di insulinoma di ratto INS-1

Le cellule beta INS-1 sono ampiamente utilizzate nella ricerca sul diabete. Di seguito vengono menzionate alcune applicazioni promettenti di questa linea cellulare.

• Studi sulla secrezione di insulina: le cellule INS-1 possiedono la capacità di secernere insulina e sono quindi ampiamente impiegate per studiare i meccanismi cellulari alla base della secrezione di insulina. I ricercatori indagano sui fattori essenziali coinvolti nel rilascio di insulina, tra cui il metabolismo del glucosio, le vie di segnalazione, gli ormoni e gli agenti farmacologici. Uno studio ha rilevato che una via dipendente dal canale ionico K+ATP regola la secrezione di insulina nelle cellule beta INS-1 [2]. Inoltre, alcuni studi hanno anche rivelato che le vie GLP-1R e AKT/PDX1 sono coinvolte nella secrezione di insulina nelle cellule di insulinoma di ratto INS-1 [3].
• Studi sulla funzione delle cellule beta: le cellule INS-1 presentano caratteristiche simili a quelle delle cellule beta delle isole pancreatiche, quali la reattività al metabolismo del glucosio e la secrezione di insulina. Pertanto, vengono utilizzate per studiare i processi fisiologici e le funzioni delle cellule beta. Uno studio condotto nel 2022 ha utilizzato le cellule INS-1 e ha sviluppato un modello di disfunzione delle cellule beta mediante H_₂O_₂; sono stati studiati la vitalità cellulare, la secrezione di insulina e i marcatori correlati allo stress ossidativo in queste cellule in risposta al trattamento con composti naturali [4].
• Scoperta e sviluppo di farmaci: le cellule di insulinoma di ratto INS-1 sono ampiamente utilizzate per lo screening e la sperimentazione di composti o farmaci antidiabetici. Possono essere impiegate per studiare i potenziali effetti degli agenti terapeutici sulla secrezione di insulina e su altri parametri rilevanti. Uno studio ha rilevato che la loganina, un componente di una formula a base di erbe cinesi, proteggeva la funzione di secrezione di insulina delle cellule INS-1 ed esercitava potenziali effetti antidiabetici. Il componente mediava questi effetti benefici inibendo la traslocazione nucleare del gene FOXO1 attraverso la via PI3K/AKT [5]. 

5. Pubblicazioni scientifiche relative alle cellule beta INS-1

Di seguito sono riportate alcune importanti pubblicazioni scientifiche relative alla linea cellulare di insulinoma di ratto INS-1.

L'alfa-mangostina migliora la secrezione di insulina e protegge le cellule INS-1 dal danno indotto dalla streptozotocina

Questo studio è stato pubblicato sull’International Journal of Molecular Sciences nel 2018. Lo studio ha suggerito che un composto naturale cristallino di colore giallo, l’alfa-mangostina, favorisca la secrezione di insulina nelle cellule beta INS-1 e le protegga dai danni indotti dalla streptozotocina, una tossina che colpisce le cellule beta.

Il potenziamento da parte dell’epicatechina della secrezione di insulina stimolata dal glucosio nelle cellule INS-1 non dipende dalla sua attività antiossidante

Questa ricerca è stata pubblicata su *Acta Pharmacologica Sinica* nel 2018. I risultati dello studio hanno rivelato che l’epicatechina favorisce la secrezione di insulina stimolata dal glucosio nelle cellule beta INS-1 compromesse dagli acidi grassi saturi attraverso l’attivazione della via CaMKII.

Un glicoside feniletanoide recentemente scoperto nella *Stevia rebaudiana Bertoni* influenza la secrezione di insulina nelle cellule beta delle isole pancreatiche INS-1 di ratto

Questo articolo pubblicato su *Molecules* (2019) ha ipotizzato che un nuovo composto naturale, il glicoside feniletanoide, influenzi la secrezione di insulina nelle cellule di insulinoma INS-1 di ratto e che, pertanto, possieda un potenziale antidiabetico.

La loureirina B favorisce la secrezione di insulina attraverso le vie GLP-1R e AKT/PDX1

Questa ricerca è stata pubblicata sull’European Journal of Pharmacology (2022). Lo studio ha suggerito che la Loureirin B, un prodotto naturale, potenzi la secrezione di insulina nelle cellule beta delle isole pancreatiche INS-1 attraverso la modulazione delle vie AKT/PDX1 e GLP-1R.

Attività antitumorali in vitro della Withania coagulans contro le cellule tumorali HeLa, MCF-7, RD, RG2 e INS-1 e analisi fitochimica

Questo articolo pubblicato su *Integrative Medicine Research* (2018) ha valutato il potenziale antitumorale dell’estratto di *Withania coagulans* utilizzando cellule tumorali INS-1.

Risorse sulla linea cellulare INS-1: protocolli, video e altro

Ecco alcune risorse online dedicate alle cellule INS-1:

• Subcoltura di cellule in sospensione: questo video è una guida completa alla subcoltura di cellule che crescono in colture in sospensione.
• Subcoltura di cellule aderenti: questo video vi aiuterà a imparare il protocollo generale per il passaggio di cellule aderenti.

Il seguente link contiene il protocollo di coltura cellulare INS-1:

• Linea cellulare INS-1: questo sito web contiene tutte le informazioni relative alla coltura delle cellule INS-1. Include informazioni sui terreni di coltura e di congelamento delle cellule INS-1, protocolli per il ripasso e la gestione delle colture INS-1 crioconservate e proliferative.

Riferimenti

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Espressione e secrezione di peptidi derivati dal proglucagone nelle cellule INS-1 di insulinoma di ratto. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: p. 590763.
2. Park, J.E. e J.S. Han, Un estratto di Portulaca oleracea L. promuove la secrezione di insulina attraverso una via dipendente dal canale K+ ATP nelle cellule β pancreatiche INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): p. 183.
3. Fang, H., et al., La loureirin B promuove la secrezione di insulina attraverso le vie GLP-1R e AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: p. 175377.
4. Duan, J., et al., La swietenina e lo swietenolide della Swietenia macrophylla king migliorano la secrezione di insulina e attenuano l’apoptosi nelle cellule INS-1 indotte dall’H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): p. 2780-2792.
5. Mo, F.-F., et al., Effetto antidiabetico della loganina mediante l’inibizione della traslocazione nucleare di FOXO1 attraverso la via di segnalazione PI3K/Akt nelle cellule INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): p. 262.