Vero šūnas: ceļš uz jauniem atklājumiem vīrusu pētniecībā un vakcīnu izstrādē

Vero šūnu līnija — nemirstīgs zīdītāju šūnu modelis, kas iegūts no Āfrikas zaļās pērtiķa nieru epitēlija šūnām — ieņem vadošo lomu vīrusoloģijas, mikrobioloģijas, kā arī šūnu un molekulārās bioloģijas pētījumos. Tās plašā pielietojamība aptver vakcīnu izstrādi, farmakoloģiskos skrīningus, kā arī vīrusu un parazītu bioloģijas, audzēju imunoloģijas un imūnterapijas stratēģiju izpēti.

Vero šūnu izcelsme un galvenās īpašības

Iepazīstoties ar šādu šūnu līniju kā Vero, rodas vairāki jautājumi: Kas īsti ir Vero šūnas? Kā tika izveidota Vero šūnu līnija? Kāda ir stāsta aiz nosaukuma „Vero”? Šajā sadaļā tiks izskaidrots Vero šūnu izcelsmes stāsts un galvenās īpašības.

Vero šūnu līnijas izcelsme ir 1962. gadā, un tā ir iegūta no Āfrikas zaļās pērtiķa nieru epitēlija šūnām. Šo līniju izaudzēja Y. Kawakita un Yasumura Čibas Universitātē Japānā. Termins „Vero” ir atvasināts no esperanto vārda „Verda reno”, kas nozīmē „zaļā niere”, lai gan vārds „Vero” asociējas arī ar jēdzienu „patiesība”.

Vero šūnas parasti veido monoslāņus, taču var pielāgoties suspensijas kultūrām, parādot epitēlijam līdzīgu struktūru. Šīs šūnas raksturo apaļa līdz iegarena forma un vidējais diametrs aptuveni 17 µm. Jāatzīmē, ka Vero šūnām ir hipodiploīds hromosomu skaits, un aptuveni 66 % šūnu populācijas modālais hromosomu skaits ir 58, lai gan nelielā daļā (1,7 %) šūnu pastāv variācijas ar augstāku ploidiju.

Vero šūnu kloni un to unikālās īpašības

No Vero šūnu cilts atvasinātie atšķirīgie kloni izrāda unikālas īpašības, kas tos atšķir no sākotnējās līnijas. Starp tiem divi ievērojami Vero šūnu kloni ir:

• Vero E6 šūnu līnija: Šis klons, kas pazīstams arī kā Vero C1008, cēlies no Vero 76 šūnām un tika izdalīts 1979. gadā, P.J. Price izmantojot atšķaidīšanas metodi mikrotitra plāksnēs. Vero E6 šūnas ir īpaši piemērotas lēni replicējošos vīrusu kultivēšanai.

• Vero 76 šūnas: šīs šūnas, kas 1968. gadā iegūtas no Āfrikas zaļās pērtiķa nieres, saglabā Vero šūnām raksturīgo epitēlija morfoloģiju.

Šie Vero šūnu varianti, līdzās sākotnējai līnijai, joprojām ir būtiski viroloģiskās pētniecības attīstībā un medicīnisko intervenču izstrādē, apliecinot to nozīmi zinātniskajā kopienā.

Informācija par šūnu kultivēšanu

Vero šūnu, kas ir pērtiķu šūnu līnija, kultivēšanai ir nepieciešamas zināšanas par konkrētiem parametriem, piemēram, dubultošanās laiku, sēšanas blīvumu un piemērotu augšanas vidi.

• Populācijas dubultošanās laiks: Vero šūnu dubultošanās laiks ir apmēram 24 stundas.

• Pielipšana: Vero šūnas pielipst pie virsmām un kultivēšanas laikā parasti veido monoslāņus.

• Sēšanas blīvums: Ieteicams sākt ar sēšanas blīvumu 1 x 10^4 šūnas/cm^2. Lai kultivētu adhezīvās Vero šūnas, tās jānomazgā ar PBS un jāapstrādā ar Accutase, lai tās atdalītu. Pēc atdalīšanas šūnas centrifugējiet, atkārtoti suspendējiet svaigā barotnē un pārnesiet uz jaunām kultivēšanas kolbām.

• Augšanas barotne: Gan Ham’s F12, gan DMEM ir piemērotas barotnes Vero šūnu kultivēšanai. Lai nodrošinātu optimālu augšanu, tām jāpievieno 2,5 mM L-glutamīns un 5 % teļa serums (FBS). Barotne jāatjauno divas līdz trīs reizes nedēļā.

• Augšanas apstākļi: Vero šūnas vislabāk aug 37 °C temperatūrā mitrinātā vidē, kurā ir 5 % CO₂.

• Uzglabāšana: Ilgtermiņa uzglabāšanai Vero šūnas jāglabā temperatūrā zem -150 °C, vai nu ultra-zemas temperatūras saldētavā, vai šķidrā slāpekļa tvaika fāzē.

• Sasaldēšanas process un barotne: Krioprezervācijai kā sasaldēšanas barotni izmantojiet CM-1 vai CM-ACF, vai arī augšanas barotni ar FBS un DMSO. Izmantojiet lēnas sasaldēšanas metodi, pakāpeniski pazeminot temperatūru par 1 °C minūtē.

• Atkausēšanas process: Atkausējiet Vero šūnas, iegremdējot trauku 37 °C ūdens vannā un viegli to sakratot 40–60 sekundes. Pēc tam šūnas atšķaidiet svaigā barotnē, centrifugējiet, lai atdalītu krioprotektantu, atkārtoti suspendējiet svaigā augšanas barotnē un ievietojiet jaunā kolbā, lai tās atgūtu dzīvotspēju un augtu.

• Bioloģiskās drošības līmenis: Ar Vero šūnām jāstrādā laboratorijā, kas atbilst 1. bioloģiskās drošības līmeņa prasībām.

Vero šūnu līnijas pielietojumi pētniecībā

Vero šūnu līnijai ir daudzveidīgs pielietojums pētniecībā šūnu bioloģijas un viroloģijas jomās. Šeit mēs esam apsprieduši dažus konkrētus piemērus.

Vero šūnas vīrusu pētniecībā un vakcīnu ražošanā

Vero šūnas, kas iegūtas no Āfrikas zaļo pērtiķu nieru šūnām, ir kļuvušas par neatņemamu sastāvdaļu dažādu vīrusu, tostarp poliomielīta vīrusa un Japānas encefalīta vīrusa, vakcīnu bioprocesu izstrādē. To pielāgošanās spēja gan adhezīvajās, gan suspensijas kultūrās, kā arī plašās iespējas atbalstīt dažādus vīrusus, tostarp tādu patogēnu kā mazo atgremotāju vīruss, uzsver to nozīmi vīrusu izolācijā un vakcīnu izstrādē.

Daudzos pētījumos Vero šūnas ir izmantotas cilvēku vakcīnu ražošanai. Piemēram, ievērojams 2019. gadā publicēts pētījums parādīja Vero šūnu izmantošanu inaktivētas vakcīnas pret dzelteno drudzi vīrusu izstrādē [2].

Vero šūnas parasti izmanto vīrusu infekciju pētījumos, piemēram, 2020. gadā veiktajā pētījumā, kurā Vero šūnas inficēja ar dažādiem SARS-CoV-2 vīrusa izolātiem, lai pētītu vīrusa augšanas īpašības [4]. Līdzīgi citā pētījumā, izmantojot Vero šūnu kultūru, tika pētīta šūnu reakcija uz SARS-CoV-2 infekciju [5].

Vero šūnu loma audu inženierijā un bioprocesu attīstībā

Papildus vakcīnu ražošanai Vero šūnas sniedz ieguldījumu audu inženierijā un plašākajā bioprocesu attīstības jomā, kas uzsver nepieciešamību turpināt pētījumus par to īpašībām un pielietojumiem. Atbilstošu Vero šūnu sublīniju izvēle ir būtiska, lai maksimāli izmantotu to potenciālu biotehnoloģijas un farmācijas nozarēs.

Vero šūnu izmantošana zāļu efektivitātes un drošības pārbaudēs

Vero šūnas bieži izmanto zāļu testēšanā, lai novērtētu farmaceitisko savienojumu efektivitāti un drošību. Šīs šūnas bieži uzskata par normālu nieru šūnu standarta modeli pētījumos, kuros izpēta dažādu zāļu un terapeitisko līdzekļu citotoksisko iedarbību. Piemēram, pētījumā, kurā tika salīdzināta auga Terminalia avicennioides sakņu ekstraktu ietekme gan uz aknu vēža šūnu līniju HepG2, gan uz Vero šūnām, kas iegūtas no pērtiķa nieru epitēlija, tika konstatēts, ka ekstrakti bija kaitīgāki vēža šūnām nekā normālajām šūnām.

Vero šūnu ierobežojumi

Lai gan Vero šūnas tiek plaši izmantotas, tām ir savi ierobežojumi, piemēram, Vero toksīna ražošana un genomiskas izmaiņas, kas var ietekmēt noteiktus pielietojumus. Vero šūnu, tostarp Vero cilts F6, specifisko apakšlīniju un genomisko īpašību izpratne ir būtiska, lai optimizētu to izmantošanu dažādos bioprocesos.

Iepazīstieties ar mūsu „Vero“ šūnām un to atvasinājumiem, kas paredzēti novatoriskiem pētniecības pielietojumiem

Zinātniskās publikācijas

Tālāk ir uzskaitītas dažas nesen publicētas un visbiežāk citētas pētniecības publikācijas, kurās aprakstītas Vero šūnas.

Vero šūnu pielāgošana augšanai suspensijā, lai ražotu trakumsērgas vīrusu dažādās bezseruma barotnēs

Šajā pētījumā, kas publicēts žurnālā „Vaccine” (2019), Vero šūnas tika pielāgotas augšanai suspensijas kultūrās, lai ražotu trakumsērgas vīrusu ar augstu titru, izmantojot dažādas bezseruma barotnes.

Toxoplasma gondii jutība pret Tinospora crispa etanola ekstraktu Vero šūnās

Šis raksts tika publicēts žurnālā „Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine” 2019. gadā. Pētījumā tika izvirzīts pieņēmums, ka auga Tinospora crispa etanola ekstrakts rada kaitīgu ietekmi uz Toxoplasma gondii parazītu. Tomēr tas ir nekaitīgs saimniekšūnām (Vero šūnu līnijai).

Colchicum baytopiorum lapu ekstrakta ietekme uz citotoksicitāti un šūnu nāves ceļiem C-4 I un Vero šūnu līnijās

Šis raksts tika publicēts žurnālā „Journal of the Balkan Union of Oncology“ 2021. gadā. Šajā pētījumā Ozlem Dagdeviren Ozsoylemez un Gul Ozcan pētīja Colchicum baytopiorum lapu ekstrakta citotoksisko iedarbību uz C-4I un Vero šūnu līnijām.

Resveratrols inhibē smagā akūta respiratorā sindroma koronavīrusa 2 (SARS-CoV-2) replikāciju kultivētās Vero šūnās

Šajā pētījumā, kas publicēts žurnālā „Phytotherapy Research“ (2021), tika izmantotas ar SARS-CoV-2 inficētas Vero šūnas, lai izpētītu resveratrolas terapeitisko iedarbību uz vīrusa replikāciju.

Lipofīlās statīnas kavē Zikas vīrusa ražošanu Vero šūnās

Šajā rakstā, kas publicēts žurnālā „Nature Scientific Reports“ (2019), tiek izvirzīts pieņēmums, ka lipofīlās statīnas, t. i., cerivastatīns, lovastatīns, fuvastatīns, simvastatīns un mevastatīns, var kavēt Zikas vīrusa ražošanu Vero šūnās.

Resursi par Vero šūnām: protokoli, video un cits materiāls

• Vero šūnu transfekcija: Šī saite iepazīstinās ar Vero šūnu transfekcijas protokolu.
• Vero šūnu līnijas transfekcija: Šajā videoklipā ir izskaidrots Vero šūnu līnijas transfekcijas protokols.
• Vero šūnu subkultivēšana: Šajā videoklipā ir aprakstīti vispārīgi ieteikumi par adhezīvo šūnu līniju subkultivēšanu.

Šūnu kultivēšanas protokoli

• Vero šūnu kultivēšana: Šajā tīmekļa vietnē ir atrodams labi izskaidrots Vero šūnu kultivēšanas protokols.
• Vero šūnu kultūra: Šis dokuments var palīdzēt iepazīties ar Vero šūnu pavairošanas, uzturēšanas un sasaldēšanas protokolu.

Atsauces

1. Ammerman, N.C., M. Beier‐Sexton un A.F. Azad, „Vero šūnu līniju audzēšana un uzturēšana”. Current protocols in microbiology, 2008. 11(1): lpp. A. 4E. 1–A. 4E. 7.
2. Pato, T.P. u.c., Vero šūnās ražotā dzeltenā drudža vīrusa attīrīšana inaktivētas vakcīnas ražošanai. „Vaccine”, 2019. 37(24): 3214.–3220. lpp.
3. Aliyu-Amoo, H., et al., Terminalia avicennioides (Combretaceae) Guill un Perr. saknes ekstraktu un frakciju antiproliferatīvā iedarbība uz HepG2 un Vero šūnu līnijām. Clinical Phytoscience, 2021, 7(1): 1.–7. lpp.
4. Yao, P., et al., SARS-CoV-2 izdalīšana un augšanas īpašības Vero šūnās. Virologica Sinica, 2020. 35(3): 348.–350. lpp.
5. Park, B.K., et al., Diferencētā signālu pārraide un vīrusa ražošana Calu-3 šūnās un Vero šūnās pēc SARS-CoV-2 infekcijas. Biomolecules & Therapeutics, 2021. 29(3): 273. lpp.