Cellule CHO-K1: Un punto fermo nelle applicazioni di ricerca biotecnologica
Le celluleCHO-K1 sono un derivato della linea cellulare dell'ovaio di criceto cinese (CHO). Sono ampiamente utilizzate nella biotecnologia industriale per produrre biofarmaci e altre proteine ricombinanti. Inoltre, la linea cellulare CHO-K1 è impiegata anche nella ricerca tossicologica. I ricercatori manipolano geneticamente queste cellule per migliorare la glicosilazione, ridurre l'apoptosi e aumentare la produttività complessiva.
Questo articolo vi aiuterà ad approfondire quasi tutte le conoscenze sulla linea cellulare CHO-K1 che possono facilitare il vostro lavoro con essa. In particolare, tratterà di:
- 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
- Cellule CHO-K1: Pubblicazioni di ricerca
- Risorse per la linea cellulare CHO-K1: Protocolli, video e altro
1.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 vi aiuterà a conoscere l'origine e le caratteristiche della famosa linea cellulare CHO-K1. Saprete che: Da dove proviene la cellula CHO-K1? Quanto sono grandi le cellule CHO-K1? Qual è la forma completa della linea cellulare CHO-K1? Qual è la morfologia delle cellule CHO-K1?
- La linea cellulare CHO-K1, o linea cellulare K1 dell'ovaio di criceto cinese, è un sottoclone delle cellule parentali CHO, originate dalla biopsia di un ovaio di criceto cinese femmina adulto nel 1957. La linea cellulare originale è stata sviluppata da T.T. Puck e colleghi presso la University of Colorado Medical School, 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 inizialmente le cellule sono grandi, ma col tempo si riducono.
- Il genoma di CHO-K1 è costituito da un numero di cromosomi simile a quello delle cellule umane. Hanno cariotipi diploidi e presentano solo un minor numero di anomalie cromosomiche.
Linea cellulare CHO-K1 vs CHO-S
Entrambe le linee cellulari sono derivati di CHO. Si differenziano per il modo in cui queste cellule crescono e proliferano. Le cellule CHO-S sono adatte a crescere in coltura, mentre le CHO-K1 possono essere manipolate geneticamente per produrre cellule aderenti e in sospensione.
2.linea cellulare CHO-K1: Informazioni sulla coltura
La linea cellulare CHO-K1 è ampiamente utilizzata nella ricerca biotecnologica industriale. Si tratta di linee cellulari facilmente mantenibili. Conoscere i punti chiave della coltura delle cellule CHO-K1 può aiutare a semplificare il lavoro. Questa sezione vi aiuterà nell'apprendimento: Le cellule CHO-K1 sono aderenti? Qual è il tempo di raddoppiamento delle cellule CHO-K1? Quali sono i terreni utilizzati 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
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Tempo di raddoppio della popolazione: |
Il tempo di raddoppiamento delle cellule CHO-K1 è di circa 22 ore. |
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Aderenti o in sospensione: |
Le cellule CHO-K1 sono aderenti. Tuttavia, possono essere geneticamente modificate per diventare cellule CHO-K1 in sospensione. |
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Densità di semina: |
La densità di semina di CHO-K1 è di 1 x104 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 al terreno fresco e centrifugate. Le cellule raccolte vengono risospese e versate nella nuova fiasca per la crescita. |
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Terreno di crescita: |
Per la coltura delle cellule CHO-K1 si utilizza il terreno di crescita Ham's F12 integrato con 10% 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 da 2 a 3 volte alla settimana. |
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Condizioni di crescita: |
Le colture di CHO-K1 sono mantenute in un incubatore umidificato a 37°C con un apporto di CO2 del 5%. |
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Conservazione: |
Le cellule CHO-K1 congelate sono conservate a una temperatura inferiore a -150°C o nella fase vapore dell'azoto liquido. |
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Processo e terreno di congelamento: |
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 calo graduale di 1°C della temperatura. |
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Processo di scongelamento: |
Le cellule CHO-K1 congelate vengono tenute in un bagno d'acqua a 37°C finché non rimane un piccolo grumo di ghiaccio. Le cellule scongelate vengono aggiunte al terreno di coltura fresco e versate nella nuova fiasca contenente il terreno di coltura a una densità di 5 x104 cellule/cm2. Le cellule impiegano circa 24-48 ore per rianimarsi adeguatamente. |
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Livello di biosicurezza: |
Le colture CHO-K1 sono manipolate e mantenute in laboratori di livello di biosicurezza 1. |
3.vantaggi e limiti delle cellule CHO-K1
Le cellule CHO-K1 sono un prezioso strumento di ricerca. La sua combinazione unica di vantaggi e limiti la rende distinguibile da altre linee cellulari. In questa sezione sono illustrati alcuni pro e contro della linea cellulare CHO-K1.
Vantaggi
I principali vantaggi della linea cellulare CHO-K1 includono:
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Trasfezione facile |
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 amenità di trasfezione, le cellule CHO-K1 sono ampiamente utilizzate per produrre proteine ricombinanti e altri biofarmaci. |
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Velocità di crescita e facilità di coltura |
Il tempo di raddoppiamento delle cellule CHO-K1 è di sole 22 ore, quindi hanno un alto tasso di crescita e sono ideali per l'uso biotecnologico industriale. Inoltre, l'adattamento delle sospensioni CHO-K1 le rende utili per la produzione di grandi quantità di biofarmaci. Inoltre, sono facili da coltivare e mantenere in laboratorio e non richiedono condizioni e procedure di coltura difficili. |
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Bassa frequenza di anomalie cromosomiche |
CHO-K1 è un sistema modello ben caratterizzato e consolidato. Il genoma di CHO-K1 è stabile e presenta solo poche anomalie cromosomiche. Pertanto, sono ospiti ideali per la produzione di proteine ricombinanti. |
Limitazioni
Ecco alcuni limiti della linea cellulare CHO-K1:
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Origine non umana |
Sebbene le cellule CHO-K1 abbiano la capacità di realizzare modelli di glicosilazione simili a quelli umani, sono di origine non umana. Questo potrebbe essere un problema quando si studiano processi cellulari altamente specifici per l'uomo e l'immunogenicità degli agenti terapeutici. |
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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 delle proteine, influenzando potenzialmente la riproducibilità dei risultati sperimentali. |
4.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 preziosi per la produzione di proteine ricombinanti, tra cui anticorpi, proteine terapeutiche ed enzimi. Il loro elevato tasso di crescita e le facili condizioni di coltura aiutano a produrre grandi quantità di proteine ricombinanti con ripiegamento e glicosilazione adeguati. 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 CHO K1 è abbastanza affidabile e conveniente. I ricercatori modificano 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 un elevato rapporto di N-glicani a-fucosilati Fc-attached, importanti per la loro funzione effettrice [3].
- Ricerca tossicologica: La cellula CHO-K1 è spesso utilizzata per la scoperta di farmaci e per saggi di screening. Possono essere impiegate 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 in cellule CHO-K1 [4]. Allo stesso modo, una ricerca condotta da Ryan Deweese e colleghi ha valutato la citotossicità degli estratti di Baptisia australis, Trifolium pratense e Rubus idaeus sulle cellule CHO-K1 dell'ovaio di criceto cinese [5].
5.cellule CHO-K1: Pubblicazioni di ricerca
Di seguito sono riportate alcune interessanti pubblicazioni di ricerca sulle cellule CHO-K1.
Questo studio pubblicato su Molecular Biology Reports (2023) propone gli effetti positivi della sovraespressione del gene SIRT6 sulla vitalità delle cellule CHO-K1 e sull'espressione di anticorpi.
Questa pubblicazione è stata pubblicata sul Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). I risultati della ricerca affermano il potenziale di CRISPR-Cas13d per modificare geneticamente le cellule CHO-K1 per migliorare la produzione di anticorpi in termini di qualità e quantità.
Questo articolo di ricerca tratto da Nature Scientific Reports (2018) suggerisce il maltosio come promettente fonte di energia per la coltura di cellule CHO-K1 in un terreno privo di proteine e per migliorare 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. I ricercatori hanno valutato il potenziale citotossico e genotossico delle nanoparticelle d'argento nella linea cellulare CHO-K1.
6.risorse per la linea cellulare CHO-K1: Protocolli, video e altro
CHO-K1 è una linea cellulare famosa. Qui di seguito sono elencate le risorse disponibili per i protocolli di coltura e trasfezione di CHO-K1.
- Trasfezione di CHO-K1: Questo link descrive il protocollo di trasfezione di CHO-K1. Si tratta di una guida passo-passo per la trasfezione di DNA plasmidico in cellule CHO-K1 utilizzando il reagente Lipofectamine LTX.
- Tutorial sulla trasfezione di CHO-K1: Questo video spiega in dettaglio la procedura di trasfezione transitoria in CHO-K1.
Ecco alcune risorse che descrivono il protocollo di coltura cellulare per le cellule CHO-K1.
- Cellule CHO-K1: Questo sito web contiene informazioni utili sulle cellule CHO-K1, tra cui la ricetta dei terreni CHO-K1, la subcultura e il protocollo di scongelamento.
Riferimenti
- Gamper, N., J.D. Stockand e 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., 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-ingegnerizzata per l'espressione di anticorpi con una maggiore funzione effettrice mediata da Fc. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicity of Flavonoid-Containing Plant Extracts towards the CHO Cell Line: a Comparative Study. 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.