Linea cellulare MCF-7: Una pietra miliare nella ricerca sul cancro al seno e nella sperimentazione di farmaci

La linea cellulare MCF-7, creata nel 1973 a partire da cellule di adenocarcinoma mammario umano, è all'avanguardia nella ricerca sul cancro al seno, in quanto fornisce un modello fondamentale per svelare la complessa biologia dei tumori al seno positivi ai recettori degli estrogeni e del progesterone. Queste cellule sono un microcosmo del cancro al seno umano e presentano caratteristiche cruciali per lo studio della crescita tumorale sia ormono-dipendente che indipendente. I ricercatori utilizzano le cellule MCF-7 per esplorare l'intricata danza di ormoni come gli estrogeni e il tamoxifene nella regolazione della proliferazione delle cellule tumorali, approfondendo le complessità molecolari dalla formazione degli sferoidi alla progressione clinica del cancro al seno

Negli studi sul cancro al seno metastatico, le cellule MCF-7 sono fondamentali e vengono impiegate in approcci all'avanguardia come l'incorporazione in microtessuti in scaffold o idrogeli liberi, che imitano l'ambiente naturale del tumore. Questo aiuta ad analizzare la malattia metastatica, in particolare nelle donne in postmenopausa, e gli effetti diversi sul seno destro e sinistro. Le considerazioni farmacogenetiche e farmacoepigenetiche sono al centro di questa ricerca, con le cellule MCF-7 che fanno luce sulle caratteristiche specifiche della malattia e sulle risposte al trattamento in vivo.

Le cellule MCF-7 servono anche come base negli studi oncologici per testare terapie innovative, come l'elettrochemioterapia ad alto voltaggio, e nei modelli animali che replicano fedelmente le cellule del tumore mammario umano. Il ruolo delle cellule staminali mesenchimali nel modulare il comportamento di queste cellule tumorali è un altro aspetto sotto esame. Inoltre, la comprensione dell'interazione tra estrogeni, androgeni e crescita delle cellule di tumore al seno attraverso la linea MCF-7 fornisce preziose indicazioni, alimentando la continua ricerca di conoscenze nel campo in continua evoluzione della ricerca sul cancro.

Linea cellulare MCF-7: Origine e informazioni generali

Prima di lavorare con la linea cellulare MCF-7, è essenziale comprenderne la morfologia, le dimensioni delle cellule e altre caratteristiche generali.

Il nome "MCF-7" è l'acronimo di Michigan Cancer Foundation - 7. È stata creata dal Dr. Soule presso la Michigan Cancer Foundation di Detroit, Michigan. Questa linea cellulare è stata isolata nel 1970 dal versamento pleurico di una donna caucasica di 69 anni con adenocarcinoma metastatico della mammella. L'MCF-7 è un sottotipo Luminal A di cancro al seno che esprime recettori per estrogeni, progesterone e glucocorticoidi [1, 2].

Le cellule MCF-7 sono cellule di cancro al seno ormono-dipendenti. Queste cellule dell'epitelio mammario hanno un basso potenziale metastatico e sono meno aggressive rispetto alle cellule MDA-MB-231 ormono-dipendenti [3].

Morfologia delle cellule MCF-7:morfologia di tipo epiteliale; le cellule crescono come monostrati con forti adesioni cellula-cellula; aspetto simile a un ciottolo
Dimensioni delle cellule: Oscilla tra 19,9 μm e 33,9 μm
Genoma e ploidia: Numero modale di cromosomi: 82; intervallo di ploidia: 66-87
Varianti della linea cellulare MCF-7: esistono molteplici varianti KO che presentano profili genetici ed espressioni geniche diverse rispetto alle cellule MCF-7 originali [4]

Cellule di cancro al seno visualizzate al microscopio elettronico a scansione.

Informazioni sulla coltura cellulare delle cellule MCF-7

La MCF-7 è una linea cellulare ampiamente coltivata nei laboratori di ricerca sul cancro al seno. Prima di coltivare queste cellule, potrebbero sorgere molte domande: qual è il tempo di raddoppiamento delle cellule MCF-7? Le cellule MCF-7 sono aderenti? E qual è il terreno di coltura per le cellule MCF-7? In questa sezione parleremo dei seguenti punti chiave:

Aspetto	Descrizione
Tempo di raddoppiamento	Il tempo medio di raddoppiamento delle cellule MCF-7 è di 24 ore
Aderenti o in sospensione	Le cellule MCF-7 sono cellule aderenti che crescono come monostrati e formano aggregati cellulari
Densità di semina	Le cellule MCF-7 a crescita lenta vengono seminate a una densità di 3 x 10^4 cellule/cm^2. Dopo aver rimosso il terreno, le cellule MCF-7 aderenti vengono lavate con 1 x PBS. Le cellule vengono staccate utilizzando la soluzione di passaging Accutase. Si aggiunge il terreno di coltura e le cellule vengono centrifugate. I pellet cellulari vengono risospesi e trasferiti in nuove fiasche con terreno di coltura fresco
Terreno di coltura	Per la crescita delle cellule MCF-7 si utilizza il terreno minimo essenziale di Eagle (EMEM) integrato con il 10% di FBS e 2,5 mM di L-glutammina. Il terreno di coltura viene rinnovato da 2 a 3 volte alla settimana
Condizioni di crescita	Le cellule MCF-7 sono coltivate in un incubatore umidificato a 37°C con il 5% di CO2
Conservazione	Le cellule sono conservate in fase vapore di azoto liquido (-195°C) per mantenere la vitalità cellulare
Processo di congelamento e terreno di coltura	Per congelare le cellule MCF-7 si preferisce un metodo di congelamento lento, riducendo gradualmente la temperatura di 1°C per proteggere la vitalità cellulare. Il terreno di congelamento utilizzato per le cellule MCF-7 è CM-1 o CM-ACF
Processo di scongelamento	Le cellule MCF-7 congelate vengono agitate rapidamente in un bagno d'acqua preriscaldato (37°C) per 40-60 secondi. Un piccolo grumo di ghiaccio viene lasciato nella fiala per mantenerla fredda. Le cellule possono essere coltivate direttamente in una fiasca con terreno di crescita fresco o centrifugate per rimuovere il terreno di congelamento. Il pellet cellulare risultante viene accuratamente risospeso in terreno fresco e distribuito in fiasche per la crescita
Livello di biosicurezza	Il livello di biosicurezza 1 è utilizzato per la manipolazione di cellule MCF-7 triplo-positive

Cellule MCF-7 a bassa e alta confluenza.

Cellule MCF-7: Vantaggi e limiti

Tutte le linee cellulari tumorali presentano alcuni pro e contro. Quali sono quindi i vantaggi delle cellule MCF-7 che le rendono interessanti per la ricerca? E quali sono i limiti della linea cellulare MCF-7?

I vantaggi

La linea cellulare MCF-7 presenta numerosi vantaggi. Eccone alcuni:

Ben caratterizzata: La linea cellulare MCF-7 è ben caratterizzata, il che la rende una scelta frequente nei laboratori di ricerca sul cancro
Risposta agli estrogeni: Le MCF-7 sono cellule di cancro al seno che rispondono agli estrogeni. Dipendono dagli estrogeni per la crescita e la proliferazione ed esprimono livelli più elevati di mRNA del recettore degli estrogeni alfa (ERα) rispetto a ERβ. Ciò rende le cellule MCF-7 molto utili per studiare il ruolo della segnalazione del recettore degli estrogeni nella biologia del cancro al seno.
Ormono-dipendenti: Le cellule MCF-7 sono modelli rappresentativi del carcinoma mammario recettore-positivo, ormono-dipendente.

Limitazioni

I limiti comunemente attribuiti alle cellule MCF-7 sono:

Tasso di crescita lento: Rispetto ad altre linee cellulari di cancro al seno, le cellule MCF-7 crescono lentamente. Pertanto, queste cellule vengono seminate a densità cellulari relativamente elevate per eseguire diversi esperimenti di coltura cellulare.

Cellule MCF-7: Ricerca multidisciplinare e implicazioni nel cancro al seno

Caratterizzazione del cancro al seno con le cellule MCF-7

Le cellule MCF-7 sono una pietra miliare nella ricerca sul tumore al seno, poiché sono state ottenute da tessuto di adenocarcinoma mammario umano nel 1973. Queste cellule sono particolarmente significative nello studio del cancro al seno positivo ai recettori per gli estrogeni, grazie alla loro espressione dei recettori per gli estrogeni. Esse consentono ai ricercatori di studiare le sfumature della crescita estrogeno-dipendente e l'efficacia delle terapie ormonali come il tamoxifene, chiarendo ulteriormente i meccanismi d'azione e di resistenza a questi trattamenti

Oltre agli studi legati agli ormoni, le cellule MCF-7 sono fondamentali per esplorare il cancro al seno a livello molecolare. La loro applicazione spazia dall'analisi del profilo molecolare dei tumori allo studio della proliferazione e della progressione delle cellule tumorali all'interno di colture 2D e di microtessuti tridimensionali in impalcature, che rispecchiano fedelmente il microambiente tumorale in vivo

Combattere la resistenza ai farmaci nel cancro al seno

Le cellule MCF-7 hanno contribuito in modo significativo alla comprensione e al superamento della resistenza ai farmaci nel trattamento del cancro al seno. Inducendo la resistenza attraverso l'esposizione a dosi elevate di farmaci chemioterapici, i ricercatori possono esaminare i meccanismi che portano alla recidiva del tumore e alla riduzione dei tassi di sopravvivenza delle pazienti. Studi approfonditi condotti su cellule MCF-7 hanno scoperto il ruolo dell'RNA lungo non codificante HOTAIR nella resistenza ai farmaci, fornendo un potenziale bersaglio per l'intervento terapeutico

Il continuo sviluppo di farmaci chemioterapici si basa anche sulle cellule MCF-7 per analizzare il potenziale antitumorale di varie sostanze, tra cui prodotti naturali, composti sintetici e nanoparticelle. Questi sforzi sono essenziali per creare trattamenti più efficaci per il cancro al seno, in grado di affrontare ceppi di cellule tumorali resistenti ai farmaci

Sviluppo terapeutico e applicazioni cliniche

Le conoscenze acquisite dalla ricerca sulle cellule MCF-7 si estendono allo sviluppo terapeutico del cancro al seno. Le cellule MCF-7 sono uno strumento fondamentale per i test preclinici e vengono utilizzate per lo screening dei composti, la determinazione della citotossicità e la valutazione dell'induzione dell'apoptosi. Questa ricerca ha profonde implicazioni per le future applicazioni cliniche, dove i risultati degli studi che utilizzano le cellule MCF-7 continueranno a informare strategie innovative per migliorare la cura e i risultati del trattamento delle pazienti

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Cellule MCF-7: Pubblicazioni

Esiste una pletora di pubblicazioni sulle cellule MCF-7. In questa sezione verranno trattati solo alcuni esempi degni di nota:

L'abbattimento del lncRNA-HOTAIR riduce la farmaco-resistenza delle cellule di cancro al seno alla doxorubicina attraverso la via di segnalazione PI3K/AKT/mTOR

Questo articolo è stato pubblicato su Experimental and Therapeutic Medicine nel 2019 da Zhixiang Li e colleghi. Lo studio ha proposto che il knockdown del long non-coding RNA HOTAIR elimina la resistenza alla doxorubicina nelle cellule di cancro al seno MCF-7 regolando la via PI3K/AKT/mTOR.

Guajadial inverte la resistenza multifarmaco inibendo l'espressione del trasportatore ABC e sopprimendo la via PI3K/Akt nelle cellule di carcinoma mammario resistenti ai farmaci

Questa pubblicazione sulla rivista Chemico-Biological Interactions ha utilizzato cellule MCF-7, sia progenitrici che resistenti ai farmaci, per studiare l'effetto del composto Guajadial sulla resistenza ai farmaci. Questo composto inibisce l'espressione del trasportatore ABC e downregola la via PI3K/AKT per invertire la resistenza ai farmaci.

Interazioni sinergiche del cannabidiolo con i farmaci chemioterapici nelle cellule MCF7: Modalità di interazione e analisi proteomica dei meccanismi

L'articolo pubblicato descrive l'interazione sinergica del cannabidiolo con cinque farmaci chemioterapici nelle cellule MCF-7. Lo studio suggerisce terapie adiuvanti sinergiche a base di cannabidiolo per il trattamento del cancro al seno.

Composizione fenolica di alcune piante medicinali tunisine associata all'effetto antiproliferativo su cellule di cancro al seno umano MCF-7

Questo articolo pubblicato su The EuroBiotech Journal ha utilizzato cellule MCF-7 per valutare l'effetto antitumorale dei composti fenolici presenti in alcune piante medicinali tunisine.

Nanoparticelle d'argento mediate da una nuova foglia di Allium cepa biogenica con effetti antimicrobici, antiossidanti e antitumorali sulla linea cellulare MCF-7

Lo studio ha proposto nanoparticelle verdi caricate con estratto di foglie di Allium cepa come candidato farmaco. Queste nanoparticelle presentano un'attività antitumorale e antiossidante nelle cellule MCF-7.

Cellule MCF-7 Risorse: Protocolli, video e altro

La MCF-7 è una linea cellulare di cancro al seno frequentemente coltivata. Sono disponibili diverse risorse su questa linea cellulare che ne spiegano la manipolazione, la coltura e i protocolli di trasfezione.

Protocolli di coltura cellulare

Di seguito sono riportate alcune risorse che comprendono informazioni sulla coltura delle cellule MCF-7.

Divisione delle cellule: Questo documento vi aiuterà ad apprendere il processo di passaging e scongelamento delle cellule MCF-7.
Cellule MCF-7: Questo articolo fornisce tutte le conoscenze di base e avanzate sulle cellule MCF-7. Include anche il protocollo di coltura delle cellule MCF-7.

Protocolli di trasfezione

Ecco alcune fonti che comprendono i metodi di trasfezione per la linea cellulare MCF-7.

Trasfezione di DNA plasmidico in cellule MCF-7: Questo sito web fornisce un protocollo di trasfezione dettagliato per le cellule MCF-7.
Trasfezione di cellule MCF-7: Questo link contiene protocolli di trasfezione ottimizzati relativi alla linea cellulare MCF-7 condivisi da scienziati di tutto il mondo.

Video relativi alla linea cellulare MCF-7

Esistono molte risorse video sulle cellule MCF-7. In questa sede ne parleremo di alcuni relativi alla trasfezione e alla coltura di MCF-7.

Trasfezione delle cellule MCF-7: Questo video mostra il protocollo di trasfezione delle cellule MCF-7.
Passaggio delle cellule: Questo video spiega il protocollo di base seguito per la coltura delle linee cellulari.
Congelamento di cellule aderenti: Questo video contiene informazioni sul congelamento di linee cellulari aderenti.

Ci aspettiamo che questo articolo vi abbia guidato bene sulla manipolazione, la subcultura e la manutenzione delle cellule MCF-7. Inoltre, può aiutarvi a conoscere i vantaggi e le applicazioni di ricerca di questa linea cellulare. Se avete intenzione di lavorare su cellule MCF-7, ordinate da noi.

Risposte alle domande più comuni: Esplorazione delle linee cellulari MCF-7

Riferimenti

Moon, H.-r., et al., "Caratterizzazione sottotipo-specifica dell'invasione del cancro al seno utilizzando una piattaforma tumorale microfluidica" PloS one, 2020, 15(6)
Hegde, S.M., et al., "Interazione tra i recettori nucleari (ER, PR e GR) e i loro ormoni steroidei nelle cellule MCF-7" Mol Cell Biochem, 2016, 422(1-2)
Comşa, Ş., A.M. Cimpean, e M. Raica, "La storia della linea cellulare di cancro al seno MCF-7: 40 anni di esperienza nella ricerca" Ricerca antitumorale, 2015, 35(6)
Lee, A.V., S. Oesterreich e N.E. Davidson, "Le cellule MCF-7: da 45 anni cambiano il corso della ricerca e della cura del cancro al seno" JNCI: Journal of the National Cancer Institute, 2015, 107(7)
Li, Z., et al., "L'abbattimento dell'lncRNA-HOTAIR riduce la farmaco-resistenza delle cellule di cancro al seno alla doxorubicina attraverso la via di segnalazione PI3K/AKT/mTOR" Medicina sperimentale e terapeutica, 2019, 18(1)
Li, Y., et al., "Guajadial inverte la resistenza multifarmaco inibendo l'espressione del trasportatore ABC e sopprimendo la via PI3K/Akt in cellule di cancro al seno resistenti ai farmaci" Interazioni chimico-biologiche, 2019, 305
Ruenraroengsak, P., et al., "Consegna mirata a Frizzled-7 di nanoparticelle di ossido di zinco a cellule di cancro al seno resistenti ai farmaci" Nanoscale, 2019, 11(27)
Shrihastini, V., et al., "Composti bioattivi di origine vegetale, loro effetti antitumorali e approcci in silico come strategia di trattamento target alternativo per il cancro al seno: Una panoramica aggiornata" Cancers, 2021, 13(24)
Erdogan, O., et al., "Sintesi verde di nanoparticelle d'argento tramite estratti di foglie di Cynara scolymus: La caratterizzazione, il potenziale antitumorale con la terapia fotodinamica in cellule MCF7" PloS one, 2019, 14(6)
Barbosa, A.M. e F. Martel, "Targeting dei trasportatori di glucosio per la terapia del cancro al seno: L'effetto di composti naturali e sintetici" Cancers, 2020, 12(1)