Verocellen: Baanbrekende paden in virusonderzoek en vaccininnovatie

De Vero-cellijn, een geïmmortaliseerd zoogdiercelmodel afgeleid van de nierepitheelcellen van de Afrikaanse groene aap, staat aan de spits van onderzoek in virologie, microbiologie en cellulaire en moleculaire biologie. Hun wijdverspreide toepassing omvat de ontwikkeling van vaccins, farmaceutische screenings en de verkenning van virus- en parasietbiologie, tumorimmunologie en immunotherapeutische strategieën.

Oorsprong en belangrijkste kenmerken van Vero-cellen

Wie zich verdiept in een cellijn als Vero, stelt zich een aantal vragen: Wat zijn Vero-cellen precies? Hoe is de Vero-cellijn ontstaan? Wat is het verhaal achter de naam "Vero"? In dit segment worden het ontstaan en de belangrijkste eigenschappen van Vero-cellen toegelicht.

Het ontstaan van de Vero-cellijn gaat terug tot 1962 en is afkomstig van de nierepitheelcellen van de Afrikaanse groene meerkat. Deze lijn werd gekweekt door Y. Kawakita en Yasumura aan de Chiba Universiteit in Japan. De term "Vero" is afgeleid van "Verda reno" in het Esperanto, wat vertaald "groene nier" betekent, hoewel "Vero" ook resoneert met het begrip "waarheid"

Verocellen vormen meestal monolagen, maar kunnen zich ook aanpassen aan suspensieculturen, waarbij ze een epitheelachtige structuur vertonen. Deze cellen worden gekenmerkt door hun afgeronde tot langwerpige vorm en een gemiddelde diameter van ongeveer 17 µm. Vero cellen vertonen een hypodiploïde chromosoom aantal, met een modaal chromosoom aantal van 58 in ongeveer 66% van de celpopulatie, hoewel variaties met hogere ploidies voorkomen in een klein deel (1,7%) van de cellen.

Vero celklonen en hun unieke eigenschappen

Verschillende klonen afgeleid van de Vero-cellijn vertonen unieke eigenschappen die hen onderscheiden van de oorspronkelijke lijn. Hiertoe behoren twee opvallende Vero-celklonen:

• Vero E6 cellijn: Deze kloon, ook bekend als Vero C1008, stamt af van Vero 76-cellen en werd in 1979 geïsoleerd door P.J. Price met behulp van een verdunningstechniek op microtiterplaten. Vero E6-cellen zijn bijzonder geschikt voor het kweken van virussen die zich langzaam vermenigvuldigen.

• Vero 76-cellen: Deze cellen zijn afkomstig uit de nier van een Afrikaanse groene aap in 1968 en behouden de epitheliale morfologie die kenmerkend is voor Verocellen.

Deze varianten van Vero-cellen spelen, naast de ouderlijn, nog steeds een belangrijke rol in de vooruitgang van virologisch onderzoek en de ontwikkeling van medische interventies.

Informatie over het kweken

Het kweken van Vero-cellen, een apencellijn, vereist kennis van specifieke parameters zoals verdubbelingstijd, zaaidichtheid en het juiste groeimedium.

• Populatieverdubbelingstijd: De verdubbelingstijd voor Vero-cellen is ongeveer 24 uur.

• Hechting: Verocellen hechten zich aan oppervlakken en vormen meestal monolagen wanneer ze gekweekt worden.

• Zaaidichtheid: Het is raadzaam om te beginnen met een zaaidichtheid van 1 x 10^4 cellen/cm^2. Om aanhangende Vero-cellen te kweken, wast u ze met PBS en behandelt u ze met Accutase om ze los te maken. Na het losmaken, centrifugeer de cellen, resuspendeer ze in vers medium en breng ze over naar nieuwe kweekflessen.

• Groeimedium: Zowel Ham's F12 als DMEM zijn geschikte media voor het kweken van Vero-cellen. Deze moeten worden aangevuld met 2,5 mM L-glutamine en 5% foetaal runderserum (FBS) om optimale groei te ondersteunen. Het medium moet twee tot drie keer per week worden ververst.

• Groeicondities: Verocellen gedijen goed bij een temperatuur van 37°C in een bevochtigde atmosfeer met 5% CO2.

• Opslag: Voor langdurige opslag moeten Vero-cellen bewaard worden bij temperaturen onder -150°C, ofwel in een vriezer met ultralage temperaturen of in de dampfase van vloeibare stikstof.

• Invriesproces en medium: Gebruik voor cryobewaring CM-1 of CM-ACF, of het groeimedium met FBS en DMSO, als invriesmedium. Gebruik een langzame vriestechniek, waarbij de temperatuur geleidelijk met 1°C per minuut wordt verlaagd.

• Ontdooiproces: Ontdooi Vero-cellen door de container in een waterbad van 37 °C te dompelen en zachtjes te schudden gedurende 40-60 seconden. Verdun de cellen vervolgens in vers medium, centrifugeer om het cryoprotectant te verwijderen, resuspendeer in vers groeimedium en plaats ze in een nieuwe kolf om te herstellen en te groeien.

• Bioveiligheidsniveau: Verocellen moeten worden gehanteerd in een laboratorium dat voldoet aan de eisen voor bioveiligheidsniveau 1.

Toepassingen van de Vero-cellijn in onderzoek

De Vero-cellijn heeft talloze onderzoekstoepassingen op het gebied van celbiologie en virologie. Hier bespreken we enkele specifieke toepassingen.

Verocellen in virusonderzoek en vaccinproductie

Verocellen, afgeleid van Afrikaanse groene apenniercellen, zijn niet meer weg te denken uit het bioproces voor de ontwikkeling van vaccins voor verschillende virussen, waaronder het poliovirus en het Japanse encefalitisvirus. Hun aanpassingsvermogen in zowel adherente als suspensieculturen en hun brede virusondersteuningscapaciteit, inclusief voor pathogenen zoals het des petits ruminants-virus, benadrukken hun belang bij virusisolatie en vaccinontwikkeling.

Talrijke studies hebben Verocellen gebruikt voor de productie van menselijke vaccins. Een opmerkelijke studie, gepubliceerd in 2019, toonde bijvoorbeeld het gebruik van Verocellen aan bij de ontwikkeling van een geïnactiveerd vaccin voor het gele koorts virus [2].

Verocellen worden vaak gebruikt in onderzoeken naar virusinfecties, zoals een onderzoek in 2020 waarbij Verocellen werden geïnfecteerd met verschillende isolaten van het SARS-CoV-2-virus om de groei-eigenschappen van het virus te bestuderen [4]. Een andere studie onderzocht de celrespons op SARS-CoV-2-infectie met behulp van Vero-cellen [5].

De rol van Verocellen in weefselmanipulatie en upstream bioprocesontwikkeling

Naast de productie van vaccins dragen Verocellen bij aan weefselmanipulatie en het bredere gebied van bioprocesontwikkeling, wat de noodzaak onderstreept van doorlopend onderzoek naar hun eigenschappen en toepassingen. De selectie van geschikte Vero-celsublines is de sleutel tot het maximaliseren van hun potentieel in de biotechnologische en farmaceutische industrie.

Toepassing van Verocellen bij het testen van de werkzaamheid en veiligheid van geneesmiddelen

Verocellen worden vaak gebruikt bij het testen van geneesmiddelen om de werkzaamheid en veiligheid van farmaceutische verbindingen te beoordelen. Deze cellen worden vaak beschouwd als een standaardmodel voor normale niercellen in onderzoeken naar de cytotoxische effecten van verschillende geneesmiddelen en therapeutische middelen. Uit onderzoek waarin het effect van Terminalia avicennioides wortelwortelextracten op zowel HepG2, een leverkankercellijn, als Vero cellen, afgeleid van apennierepitheel, werd vergeleken, bleek bijvoorbeeld dat de extracten schadelijker waren voor de kankercellen dan voor de normale cellen.

Beperkingen van Vero-cellen

Hoewel Verocellen veel gebruikt worden, hebben ze hun beperkingen, zoals de productie van vero-toxine en genomische veranderingen die van invloed kunnen zijn op bepaalde toepassingen. Inzicht in de specifieke sublijnen en genomische kenmerken van Verocellen, waaronder de Vero-lijn F6, is essentieel voor het optimaliseren van hun gebruik in verschillende bioprocessen.

Ontdek onze Vero-cellen en afgeleide producten voor baanbrekende onderzoekstoepassingen

Publicaties

Hieronder volgen enkele recente en meest geciteerde onderzoekspublicaties met Vero-cellen.

Aanpassing van Vero-cellen aan suspensiegroei voor de productie van rabiësvirus in verschillende serumvrije media

Deze studie, gepubliceerd in Vaccine Journal (2019), paste Vero-cellen aan om te groeien in suspensieculturen voor de productie van rabiësvirus met een hoge titer met behulp van verschillende serumvrije media.

Gevoeligheid van Toxoplasma gondii voor ethanolisch extract van Tinospora crispa in Vero-cellen

Dit artikel werd in 2019 gepubliceerd in het tijdschrift Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. De studie stelde dat het ethanolische extract van de plant Tinospora crispa een schadelijk effect heeft op de parasiet Toxoplasma gondii. Het is echter veilig voor de gastheercellen (de Vero-cellijn).

Effecten van Colchicum baytopiorum bladextract op cytotoxiciteit en celdoodroutes in C-4 I en Vero cellijnen

Dit artikel is gepubliceerd door het Journal of the Balkan Union of Oncology in 2021. In dit artikel onderzochten Ozlem Dagdeviren Ozsoylemez en Gul Ozcan het cytotoxische effect van Colchicum baytopiorum bladextract op C-4I en Vero cellijnen.

Resveratrol remt de replicatie van severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in gekweekte Vero-cellen

Deze studie in Phytotherapy Research (2021) gebruikte met SARS-CoV-2 geïnfecteerde Vero-cellen om het therapeutische effect van resveratrol op virusreplicatie te onderzoeken.

Lipofiele statines remmen de productie van Zika-virus in Verocellen

In dit artikel in Nature Scientific Reports (2019) wordt voorgesteld dat lipofiele statines, d.w.z. cerivastatine, lovastatine, fuvastatine, simvastatine en mevastatine, de productie van Zika-virus in Vero-cellen kunnen belemmeren.

Hulpmiddelen voor Vero-cellen: Protocollen, video's en meer

• Transfectie van Vero-cellen: Deze link leidt je door een transfectieprotocol voor Vero-cellen.
• Transfectie van Vero-cellijn: Deze video legt een transfectieprotocol voor de Vero-cellijn uit.
• Subcultuur Vero-cellen: Deze video beschrijft algemene aanbevelingen voor subcultuur voor adherente cellijnen.

Protocollen voor celkweek

• Vero-cellen kweken: Deze website bevat een goed uitgelegd protocol voor het kweken van Vero-cellen.
• Vero celkweek: Dit document kan je helpen bij het leren van het protocol voor het vermeerderen, onderhouden en invriezen van Vero-cellen.

Referenties

1. Ammerman, N.C., M. Beier-Sexton, en A.F. Azad, Groei en onderhoud van Vero cellijnen. Actuele protocollen in de microbiologie, 2008. 11(1): p. A. 4E. 1-A. 4E. 7.
2. Pato, T.P., et al., Purification of yellow fever virus produced in Vero cells for inactivated vaccine manufacture. Vaccin, 2019. 37(24): p. 3214-3220.
3. Aliyu-Amoo, H., et al., Antiproliferatief effect van extracten en fracties van de wortel van Terminalia avicennioides (Combretaceae) Guill en Perr. op HepG2 en Vero cellijnen. Clinical Phytoscience, 2021, 7(1): p. 1-7.
4. Yao, P., et al., Isolatie en groeikarakteristieken van SARS-CoV-2 in Vero-cellen. Virologica Sinica, 2020. 35(3): p. 348-350.
5. Park, B.K., et al., Differential signaling and virus production in Calu-3 cells and Vero cells upon SARS-CoV-2 infection. Biomoleculen & Therapeutica, 2021. 29(3): p. 273.