Cellule U937 - un modello per la ricerca sulla leucemia monocitica e il progresso
La linea cellulare U937, un modello in vitro ampiamente utilizzato nella ricerca biomedica, deriva da un lignaggio pro-monocitico e offre preziose informazioni sulle dinamiche cellulari delle cellule mieloidi. Questo articolo approfondisce l'origine, le caratteristiche generali e le diverse applicazioni della linea cellulare U937, che è parte integrante della comprensione dei meccanismi molecolari e delle vie di segnalazione delle cellule immunitarie, in particolare nel contesto della leucemia mieloide acuta (AML).
Origine e caratteristiche generali delle cellule U937
Questo segmento illustra la genesi e le caratteristiche fondamentali della linea cellulare U937. Scoprirete l'essenza della linea cellulare leucemica U937, la sua identità cellulare, la sua derivazione e le caratteristiche chiave che la rendono un modello fondamentale nella ricerca.
Le cellule U937, ottenute nel 1976 da Sundstrom e Nilsson dal versamento pleurico di un uomo caucasico di 37 anni affetto da linfoma istiocitico generalizzato, rappresentano un fenotipo pro-monocitico unico [1]. Queste cellule incarnano la morfologia tipica dei tipi di cellule monocito-macrofagiche, con strutture rotondeggianti e un diametro medio di circa 14 μm, caratterizzate da marcatori di superficie come la proteina DC-SIGN umana, fondamentale per il loro ruolo negli studi immunologici. La capacità di differenziazione della linea cellulare U937 in varie cellule immunitarie, tra cui monociti, macrofagi e persino cellule dendritiche, in seguito all'esposizione a determinati stimoli, è di notevole interesse e offre un sistema dinamico per esplorare i processi di differenziazione cellulare.
Il repertorio cellulare dell'U937 comprende anche la capacità di esprimere l'amelogenina, un marcatore spesso studiato nel contesto delle cellule precursori del sistema circolatorio e della valutazione di cromosomi anomali, in particolare parti del cromosoma 16, che lo rende una ricca risorsa all'interno dell'Enciclopedia delle linee cellulari tumorali. Grazie a tecniche come la coltura cellulare 3D e l'imaging avanzato, le cellule U937 offrono una situazione quasi in vivo, consentendo ai ricercatori di osservare il comportamento e le interazioni delle cellule in un ambiente fisiologicamente più rilevante.
Linea cellulare U937: Informazioni sulla coltura
Conoscere i seguenti punti chiave per la coltura delle cellule U937 può rendere il vostro lavoro facile ed efficiente. Imparerete: Qual è il tempo di raddoppiamento delle cellule U937? La linea cellulare U937 è aderente o in sospensione? Che cos'è il terreno di coltura U937? Come si coltivano le cellule U937?
Punti chiave per la coltura delle cellule U937
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Tempo di raddoppio della popolazione: |
Il tempo medio di raddoppiamento della popolazione delle cellule U937 è di 36 ore. Tuttavia, può variare da 48 a 72 ore. |
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Aderenti o in sospensione: |
I macrofagi U937 sono di forma rotonda e crescono in colture in sospensione. |
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Densità di semina: |
per le cellule U937 si raccomanda una densità di semina di 1 x105 cellule/mL. Per le cellule in sospensione non è necessaria alcuna soluzione di passaggio. Le cellule vengono diluite con terreno fresco e contate. Le cellule vengono seminate alla densità cellulare richiesta in una nuova fiasca. |
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Terreno di crescita: |
La coltura di cellule U937 è mantenuta in terreno RPMI 1640. Questo terreno è integrato con 2,0 mM di L-glutamina, 2,0 g/L di NaHCO3, 2,0 g/L di L-glucosio e 10% di FBS per una crescita cellulare ottimale. Il terreno di coltura viene sostituito da 1 a 2 volte alla settimana. |
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Condizioni di crescita (temperatura, CO2): |
Le colture di cellule U937 richiedono un incubatore umidificato a 37°C con un apporto di CO2 del 5% per una crescita ideale. |
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Conservazione: |
Le cellule U937 vengono conservate nella fase di vapore dell'azoto liquido o a una temperatura inferiore a -150°C per mantenere la vitalità cellulare a lungo termine. |
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Processo e terreno di congelamento: |
Per il congelamento della linea cellulare macrofagica umana U937 si utilizza il terreno di congelamento CM-1 o CM-ACF. Si raccomanda un metodo di congelamento lento (diminuzione graduale della temperatura di 1°C) per proteggere la massima vitalità cellulare. |
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Processo di scongelamento: |
Le fiale congelate vengono tenute in un bagno d'acqua a 37°C finché non rimane un piccolo grumo di ghiaccio. Le cellule vengono aggiunte al terreno fresco e centrifugate. Il terreno viene scartato e il pellet cellulare viene risospeso e versato in una nuova fiala. Le cellule U937 mostrano un recupero da congelamento relativamente veloce. |
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Livello di biosicurezza: |
Per la coltura delle cellule U937 si raccomanda di utilizzare laboratori di livello di biosicurezza 1. |
Vantaggi e svantaggi delle cellule U937
Le cellule U937 possiedono una miscela unica di pro e contro che le rendono uno strumento di ricerca ideale. I principali vantaggi e svantaggi della coltura di cellule U937 sono illustrati di seguito.
Vantaggi
I principali vantaggi della linea cellulare U937 includono:
- Maggiore stabilità: La linea cellulare U937 presenta un'elevata stabilità dovuta alla sua origine istiocitica rispetto alle cellule leucemiche primarie del sangue. Inoltre, queste cellule possono essere coltivate a tempo indeterminato e sono geneticamente omogenee, quindi rappresentano un modello conveniente per gli studi di ricerca.
- Differenziazione: Le cellule U937 hanno la capacità di differenziarsi in altre cellule immunitarie come monociti, macrofagi o cellule dendritiche quando vengono sottoposte a uno stimolo. Questo aiuta a comprendere i meccanismi cellulari coinvolti nella generazione delle risposte immunitarie.
- Facili da mantenere: Le cellule U937 sono facili da coltivare e mantenere nei laboratori di ricerca. Non ci sono procedure o protocolli complicati da seguire per coltivare le cellule U937.
Svantaggi
Ecco alcuni svantaggi associati alla linea cellulare U937.
- Anomalie cromosomiche: Le cellule U937 presentano aberrazioni cromosomiche, tra cui traslocazioni. Ciò può influire sui risultati sperimentali e sulla riproducibilità dei risultati.
Linea cellulare monocitica U937 per la ricerca immunologica ed ematologica
Applicazioni della linea cellulare U937 nella ricerca
Le cellule U937, una linea cellulare di linfoma istiocitico, costituiscono un modello prezioso per diverse applicazioni di ricerca biologica. Sono particolarmente apprezzate per il loro ruolo nello studio delle cellule mieloidi, soprattutto come modelli di macrofagi, grazie alla loro capacità di differenziarsi in cellule simili ai macrofagi in determinate condizioni. La linea cellulare U937 facilita l'esame della funzione dei macrofagi, compresa l'attività fagocitaria e la neurobiologia delle citochine, fondamentali per la comprensione delle risposte infiammatorie e della regolazione immunitaria. Questa linea cellulare presenta inoltre proprietà simili ai monociti primari, il che consente ai ricercatori di studiare le sfumature del comportamento delle cellule immunitarie senza la variabilità presente nelle cellule primarie.
- Citogenetica: Nel campo della caratterizzazione citogenetica, le cellule U937 sono state fondamentali per lo studio del cromosoma 11 e di parti del cromosoma 16, in particolare per quanto riguarda la cattura del centromero e il comportamento dei cromosomi omologhi. I ricercatori si affidano a queste cellule per studiare la riorganizzazione e l'instabilità del genoma, essenziali per comprendere le basi della progressione del cancro, compreso il linfoma istiocitico da cui le cellule U937 derivano. La linea cellulare fornisce informazioni accurate sul cariotipo, rendendola uno strumento eccellente per lo studio delle anomalie cromosomiche e dei cromosomi riarrangiati, in particolare quelli che coinvolgono il riarrangiamento del cromosoma 20.
- Biologia dei monociti/macrofagi: La linea cellulare U937 è un modello importante per chiarire le funzioni e la regolazione dei monociti e dei macrofagi. Ciò include l'esplorazione di aspetti quali la fagocitosi, la presentazione dell'antigene e la produzione di citochine. In particolare, uno studio del 2023 ha utilizzato cellule U937 per esaminare l'impatto del glicomacropeptide sulla risposta infiammatoria nelle cellule macrofagiche umane. Questa ricerca ha sottolineato le proprietà antinfiammatorie del glicomacropeptide, dimostrando una riduzione dei livelli di citochine in queste cellule [2].
- Ricerca sul cancro: Nel campo dell'oncologia, le cellule U937 sono fondamentali per la dissezione dei meccanismi cellulari e delle vie di segnalazione alla base del cancro. Sono inoltre fondamentali per lo screening di farmaci antitumorali e per la valutazione di nuove terapie antitumorali. A dimostrazione di questa applicazione, uno studio ha utilizzato la linea cellulare di leucemia mieloide U937 per valutare gli effetti antitumorali del succo di cavolo fresco e cotto al vapore. I risultati di questo studio hanno indicato che il succo promuove attività pro-apoptotiche nelle cellule tumorali attraverso un percorso caspasi-dipendente [3].
- Studi di tossicologia: Le cellule U937 vengono utilizzate anche per studiare gli effetti citotossici degli inquinanti ambientali e di varie sostanze chimiche. Ad esempio, uno studio ha utilizzato la linea cellulare U937, tra le altre, per valutare i potenziali effetti citotossici delle microplastiche in polietilene [4]. Questo studio, insieme ad altri, sottolinea l'importanza delle cellule U937 in tossicologia, fornendo un modello per capire come le sostanze interagiscono con le cellule monocitiche umane e il loro potenziale impatto sulla salute umana.
Grazie alla microscopia confocale a scansione laser, i ricercatori possono visualizzare e quantificare l'attività fagocitaria delle cellule U937, aiutando la fenotipizzazione delle loro risposte a vari stimoli, compresi gli agenti infettivi. Le ontologie delle linee cellulari e le informazioni accurate sul cariotipo migliorano ulteriormente la precisione di questi studi.
Cellule U937: Pubblicazioni di ricerca
Di seguito sono riportati alcuni interessanti e importanti studi di ricerca sulle cellule U937.
La magnoflorina potenzia le risposte pro-infiammatorie attivate da LPS attraverso vie dipendenti da MyD88 nei macrofagi U937Questo studio pubblicato su Planta Medica (2018) propone che un importante metabolita bioattivo ottenuto dalla pianta Tinospora crispa abbia un elevato potenziale di aumento delle risposte immunitarie nei macrofagi U937.
Effetto dell'estratto di semi di Peganum harmala sull'ossido nitrico in monociti e macrofagi U937Questa ricerca è stata pubblicata sull'International Journal of Medical Laboratory nel 2020. In questo studio, i ricercatori hanno valutato i potenziali effetti dell'estratto di semi di Peganum harmala sulla produzione di ossido nitrico in monociti e macrofagi U937.
Valutazione della potenziale tossicità delle microplastiche in polietilene su linee cellulari di derivazione umanaQuesto studio pubblicato su Science of the Total Environment (2022) ha valutato il potenziale effetto citotossico degli inquinanti ambientali, ovvero le microplastiche in polietilene, su U937, THP-1 e altre tre linee cellulari umane.
Effetti degli estratti di foglie di Vitex trifolia L. e dei fitocostituenti sulla produzione di citochine nei macrofagi umani U937Questa ricerca è stata pubblicata nel 2020 sulla rivista BMC Complementary Medicine and Therapies. Lo studio ha esplorato gli effetti di diversi estratti preparati dalle foglie della pianta Vitex trifolia L. sulla produzione di citochine nei macrofagi U937.
L'esposizione a radiazioni ionizzanti a basse dosi reprime il ciclo cellulare e le vie di sintesi proteica in cheratinociti primari umani in vitro e linee cellulari U937Questoarticolo pubblicato sulla rivista PLOS One (2018) ha esplorato i potenziali effetti delle radiazioni ionizzanti a basse dosi nella linea cellulare U937 e nei cheratinociti primari
Risorse per la linea cellulare U937: Protocolli, video e altro
Le cellule U937 sono strumenti di ricerca ampiamente utilizzati. Qui vengono citate alcune preziose risorse che spiegano il protocollo di coltura e differenziazione delle cellule U937:
- Protocollo di differenziazione U937: Questo documento contiene un protocollo per differenziare le cellule U937. Inoltre, contiene anche un protocollo per la coltura delle cellule di leucemia mieloide umana U937
- Subcultura di cellule in sospensione: Questo è un video che mostra il protocollo generale per la subcoltura di linee cellulari in sospensione come le U937.
- Linea cellulare U937: Questo sito web contiene molte informazioni sulle cellule U937. Descrive i protocolli di subcoltura, congelamento e scongelamento dei monociti e macrofagi U937.
FAQ sulle applicazioni di ricerca delle linee cellulari U937
Riferimenti
- Chanput, W., V. Peters e H. Wichers, Cellule THP-1 e U937. The Impact of Food Bioactives on Health: in vitro and ex vivo models, 2015: p. 147-159.
- Córdova-Dávalos, L.E., et al., Effetto protettivo del glicomacropeptide sulla risposta infiammatoria dei macrofagi U937. Alimenti, 2023. 12(7): p. 1528.
- Pungpuag, S., S. Boonpangrak e Y. Suwanwong, Effetti antileucemici su una linea cellulare U937 del succo di cavolo cinese fresco e cotto al vapore e loro effetti pro-apoptotici attraverso un percorso dipendente dalla caspasi. Alimenti, 2023. 12(7): p. 1471.
- Gautam, R., et al., Valutazione della potenziale tossicità delle microplastiche in polietilene su linee cellulari di derivazione umana. Science of the Total Environment, 2022. 838: p. 156089.
- Chanput, W., J.J. Mes e H.J. Wichers, Linea cellulare THP-1: un modello cellulare in vitro per l'approccio alla modulazione immunitaria. Immunofarmacologia internazionale, 2014. 23(1): p. 37-45.