Linea cellulare Calu-3
Le celluleCalu-3 costituiscono una linea cellulare epiteliale delle vie aeree di derivazione umana che rappresenta il carcinoma polmonare non a piccole cellule. Sono ampiamente utilizzate nella ricerca biomedica che comprende lo studio della biologia del cancro del polmone, delle malattie respiratorie, delle interazioni ospite-patogeno e del trasporto di farmaci nelle vie aeree. Inoltre, sono impiegate per sviluppare trattamenti per diversi disturbi respiratori.
Questo articolo fornisce una conoscenza completa della linea cellulare Calu-3. Imparerete a conoscere:
- Origine e caratteristiche generali delle cellule Calu-3
- Linea cellulare Calu-3: Informazioni sulla coltura
- Vantaggi e svantaggi delle cellule Calu-3
- Applicazioni della linea cellulare Calu-3 nella ricerca
- Cellule Calu-3: Pubblicazioni di ricerca
- Risorse per le cellule Calu-3: Protocolli, video e altro
1. Origine e caratteristiche generali delle cellule Calu-3
Le informazioni principali di cui avete bisogno su una linea cellulare sono la sua origine e le sue caratteristiche generali. Queste informazioni vi aiuteranno a decidere il suo utilizzo nel vostro lavoro di ricerca. Questa sezione vi aiuterà ad apprendere queste informazioni imperative sulla linea cellulare Calu-3. Include: Che cos'è una linea cellulare CALU-3? Qual è la morfologia delle cellule Calu-3? Qual è l'origine delle cellule Calu-3?
- Le cellule Calu-3 sono state ottenute dal versamento pleurico (sito metastatico) di un uomo caucasico (25 anni) con adenocarcinoma del polmone. La linea cellulare è stata creata nel 1975 da Jorgen Fogh e Germain Trempe del Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
- Le cellule Calu-3 possiedono una morfologia simile a quella epiteliale.
- Le dimensioni delle cellule Calu-3 variano da 8-9 a 20 micron di diametro.
- Presentano mutazioni nei geni K-RAS (G13D), TP53 e CDKN2A ed esprimono EGFR wild-type.
A549 vs Calu-3
Le cellule A549 e Calu-3 sono linee cellulari di adenocarcinoma polmonare umano, ma presentano caratteristiche distinte. La differenza principale tra i modelli cellulari Calu-3 e A549 è lo spessore dello strato di muco. Le cellule Calu-3 formano uno strato di muco più sottile, modellando così l'epitelio delle vie aeree prossimali. Le cellule A549, invece, non hanno questa caratteristica e sono più adatte a rappresentare la struttura fisiologica del tratto respiratorio distale [1].
2. Linea cellulare Calu-3: Informazioni sulla coltura
Questa sezione vi aiuterà a conoscere i punti chiave per la coltura della linea cellulare Calu-3. Qui discuteremo di: Qual è il tempo di raddoppio delle cellule Calu-3? Qual è il terreno di coltura delle cellule Calu-3? Qual è il protocollo di coltura delle cellule Calu-3? Come si coltivano le cellule Calu-3?
Punti chiave per la coltura delle cellule Calu-3
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Tempo di raddoppio: |
Il tempo di raddoppiamento delle cellule Calu-3 è di circa 35 ore. |
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Aderenti o in sospensione: |
Calu-3 è una linea cellulare di adenocarcinoma polmonare aderente. |
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Rapporto di divisione: |
Il rapporto di subcoltura per la linea cellulare Calu-3 è compreso tra 1:2 e 1:4. Per la subcoltura, le cellule vengono risciacquate con 1 x tampone fosfato salino (PBS) e incubate con Accutase (soluzione di passaging) a temperatura ambiente per circa 10 minuti. Successivamente, viene aggiunto del terreno cellulare fresco e le cellule staccate vengono centrifugate. Il pellet cellulare viene risospeso con cura e le cellule vengono dispensate nella fiasca contenente terreno di coltura fresco per la crescita. |
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Terreno di crescita: |
Per la coltura delle cellule Calu-3 si utilizza un terreno EMEM contenente il 10% di FBS, 2 mM di L-Glutamina, 1,5 g/L di NaHCO3, EBSS, 1 mM di piruvato di sodio e NEAA. Il terreno di coltura delle cellule Calu-3 deve essere sostituito da 2 a 3 volte alla settimana. |
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Condizioni di crescita: |
Le cellule Calu-3 sono coltivate in un incubatore umidificato a 37°C di temperatura e 5% di CO2. |
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Conservazione: |
Le cellule congelate devono essere conservate nella fase vapore dell'azoto liquido o a una temperatura inferiore a -150 °C per proteggere la vitalità delle cellule a lungo termine. |
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Processo e terreno di congelamento: |
Il terreno di congelamento CM-1 o CM-ACF è utilizzato principalmente per congelare la linea cellulare polmonare Calu-3. Per preservare la vitalità delle cellule ed evitare che subiscano shock, le cellule vengono sottoposte a un processo di congelamento lento che consente una diminuzione della temperatura di solo 1 °C al minuto. |
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Processo di scongelamento: |
Le cellule vengono scongelate ponendo una fiala in un bagno d'acqua preimpostato a 37 °C per circa 1 minuto o finché non rimane un piccolo grumo di ghiaccio. Si aggiunge del terreno di coltura fresco e le cellule vengono centrifugate per rimuovere i componenti del terreno di congelamento. Successivamente, il pellet cellulare viene risospeso e le cellule vengono versate in una nuova fiasca contenente un terreno di coltura. |
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Livello di biosicurezza: |
I laboratori di livello 1 di biosicurezza sono essenziali per la manipolazione della linea cellulare Calu-3. |
3. Vantaggi e svantaggi delle cellule Calu-3
Come altre linee cellulari umane, le cellule Calu-3 presentano una serie di vantaggi e svantaggi. In questa sede ne discuteremo alcuni importanti.
Vantaggi
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Modello epiteliale delle vie aeree in vitro:
Nella ricerca respiratoria, le cellule Calu-3 rappresentano un efficiente modello in vitro dell'epitelio delle vie aeree. Riflettono le caratteristiche del rivestimento delle vie aeree umane, consentendo indagini sul trasporto di farmaci, studi sull'interazione ospite-patogeno e sulla produzione di mucina.
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Polarizzazione:
Le cellule Calu-3 formano monostrati polarizzati, il che le rende ampiamente utilizzate per studiare il trasporto di farmaci e le interazioni ospite-patogeno in un contesto più realistico.
Svantaggi
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Linea cellulare tumorale:
Le cellule Calu-3 sono state ottenute da un adenocarcinoma polmonare, quindi è importante notare che potrebbero non rappresentare pienamente il tessuto polmonare sano. I ricercatori devono tenerne conto quando le utilizzano come modello negli studi.
4. Applicazioni della linea cellulare Calu-3 nella ricerca
La Calu-3 offre diverse applicazioni nella ricerca biomedica. Questa sezione dell'articolo farà luce su alcune delle più promettenti.
- Studi sulle malattie respiratorie: Le cellule polmonari Calu-3 sono utilizzate per studiare diverse malattie o disturbi respiratori, come la fibrosi cistica, l'asma e la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). Uno studio condotto da Chiara Papi e colleghi ha analizzato l'impatto dell'acido peptidico-nucleico anti-miR-101-3p (PNA) nel colpire il miRNA-101-3p utilizzando il modello di fibrosi cistica Calu 3 in vitro. Lo studio ha rilevato che il trattamento con PNA tende ad aumentare l'espressione del gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator), suggerendo una potenziale strategia terapeutica per la fibrosi cistica e i disturbi correlati [2].
- Sviluppo di farmaci: Le cellule Calu-3 servono come modello per testare e sviluppare farmaci per diverse patologie respiratorie. Inoltre, queste cellule sono utilizzate anche per studiare il trasporto di farmaci attraverso l'epitelio delle vie aeree. Ad esempio, una ricerca condotta nel 2021 ha esplorato l'attività antivirale dell'estratto vegetale di Andrographis paniculata e del suo andrografolide bioattivo sull'infezione delle cellule Calu-3 sars-cov-2 [3].
- Interazioni ospite-patogeno: Le cellule Calu-3 sono ideali per studiare l'interazione degli agenti patogeni con l'epitelio delle vie aeree, aiutando a comprendere le infezioni respiratorie come la SARS-CoV-2. Ad esempio, Byoung Kwon Park e colleghi hanno esaminato le risposte delle cellule Calu-3 e Vero e la produzione di virus in risposta all'infezione da SARS-CoV-2 [4].
5. Cellule Calu-3: Pubblicazioni di ricerca
Di seguito sono riportati alcuni studi di ricerca interessanti e frequentemente citati che riguardano le cellule Calu-3:
Questo studio è stato pubblicato sulla European Review for Medical and Pharmacological Sciences nel 2018. La ricerca ha proposto che le molecole-2 di rilascio del monossido di carbonio (CORM-2) promuovono l'apoptosi delle cellule di cancro al polmone non a piccole cellule (Calu-3) e ne sopprimono la proliferazione, la migrazione e l'invasione.
Questa ricerca pubblicata su Clinical and Translational Allergy (2018) ha confrontato le risposte immunitarie e di barriera epiteliale della linea cellulare Calu-3 e delle cellule epiteliali nasali primarie appena coltivate.
Il chinino inibisce l'infezione di linee cellulari umane con SARS-CoV-2
Questo articolo pubblicato su Viruses (2021) propone il chinino come potenziale trattamento per l'infezione da SARS-CoV-2, valutando il suo effetto su diverse linee cellulari infettate dal virus, come la Calu-3.
Questa ricerca pubblicata su BMC Molecular and Cell Biology (2022) propone che un elevato livello di D-glucosio favorisca l'espressione di ACE2 nelle cellule Calu-3 attraverso la regolazione del gene GLUT1.
Questo articolo pubblicato su Pathogens (2021) ha esplorato gli effetti immunomodulatori del Dolosigranulum pigrum 040417 nelle cellule epiteliali polmonari. Inoltre, ha analizzato il potenziale di questo batterio immunobiotico nella protezione contro l'infezione da SARS-CoV-2.
6. Risorse per le cellule Calu-3: Protocolli, video e altro
Sono disponibili molte risorse online sulle cellule Calu-3 che comprendono informazioni relative alla coltura e alla trasfezione cellulare.
- Protocollo di trasfezione delle cellule Calu-3: Questa risorsa fornisce informazioni essenziali sulla trasfezione delle cellule Calu-3.
- Trasfezione di cellule Calu-3: Questo video tutorial è una guida passo-passo per l'apprendimento del protocollo di trasfezione in vitro di Calu-3.
Il protocollo di coltura delle cellule Calu-3 è menzionato qui.
- Cellule Calu-3: Questo documento contiene informazioni sul terreno di coltura delle cellule Calu-3 e sul protocollo di sottocoltura o passaging.
Riferimenti
- Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar e H. Walles, Biological Models of the Lower Human Airways-Challenges and Special Requirements of Human 3D Barrier Models for Biomedical Research. Farmaceutica, 2021. 13(12).
- Fabbri, E., et al., Il trattamento di cellule epiteliali delle vie aeree umane Calu-3 con un acido peptidico-nucleico (PNA) che ha come bersaglio il microRNA miR-101-3p è associato a un'aumentata espressione del gene Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: p. 112876.
- Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Attività anti-SARS-CoV-2 dell'estratto di Andrographis paniculata e del suo componente principale andrographolide in cellule epiteliali polmonari umane e valutazione della citotossicità in rappresentanti di cellule di organi principali. Journal of natural products, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
- Park, B.K., et al., Differential Signaling and Virus Production in Calu-3 Cells and Vero Cells upon SARS-CoV-2 Infection. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): p. 273-281.