Linia komórkowa Calu-3

Komórki Calu-3 stanowią pochodzącą od człowieka linię komórek nabłonka dróg oddechowych reprezentującą niedrobnokomórkowego raka płuca. Są one szeroko stosowane w badaniach biomedycznych, obejmujących między innymi badania nad biologią raka płuca, chorobami układu oddechowego, interakcjami między gospodarzem a patogenem oraz transportem leków w drogach oddechowych. Ponadto wykorzystuje się je do opracowywania metod leczenia różnych schorzeń układu oddechowego.

Pochodzenie i ogólna charakterystyka komórek Calu-3

Podstawowe informacje, których potrzebujesz na temat linii komórkowej, to jej pochodzenie i ogólne cechy. Pomogą ci one zdecydować o jej zastosowaniu w twoich badaniach naukowych. Ta sekcja pomoże ci poznać te niezbędne informacje na temat linii komórkowej Calu-3. Znajdziesz w niej: Czym jest linia komórkowa Calu-3? Jaka jest morfologia komórek Calu-3? Jakie jest pochodzenie komórek Calu-3?

• Komórki Calu-3 uzyskano z wysięku opłucnowego (miejsce przerzutów) u mężczyzny rasy kaukaskiej (25 lat) z gruczolakorakiem płuca. Linia komórkowa została założona w 1975 roku przez Jorgena Fogha i Germaina Trempe'a z Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
• Komórki Calu-3 mają morfologię podobną do komórek nabłonkowych.
• Średnica komórek Calu-3 wynosi od 8–9 do 20 mikronów.
• Niosą one mutacje w genach K-RAS (G13D), TP53 i CDKN2A oraz wykazują ekspresję EGFR typu dzikiego.

A549 a Calu-3

Komórki A549 i Calu-3 to ludzkie linie komórkowe gruczolakoraka płuca, ale mają one odmienne cechy. Podstawową różnicą między modelami komórkowymi Calu-3 i A549 jest grubość warstwy śluzu. Komórki Calu-3 tworzą cieńszą warstwę śluzu, co pozwala na modelowanie nabłonka proksymalnych dróg oddechowych. Z kolei komórki A549 nie wykazują tej cechy i lepiej nadają się do odzwierciedlania fizjologicznej struktury dystalnych dróg oddechowych [1].

Linia komórkowa Calu-3: Informacje dotyczące hodowli

W tej sekcji znajdziesz najważniejsze informacje dotyczące hodowli linii komórkowej Calu-3. Omówimy tutaj: Jaki jest czas podwojenia komórek Calu-3? Jaka jest pożywka dla komórek Calu-3? Jaki jest protokół hodowli komórek Calu-3? Jak hodować komórki Calu-3?

Najważniejsze informacje dotyczące hodowli komórek Calu-3

Czas podwojenia:

Czas podwojenia komórek Calu-3 wynosi około 35 godzin.

Komórki przylegające czy w zawiesinie:

Calu-3 to przylegająca linia komórkowa gruczolakoraka płuca.

Współczynnik podziału:

Współczynnik podhodowli dla linii komórkowej Calu-3 wynosi od 1:2 do 1:4. W celu podhodowli komórki płuczy się 1x buforem fosforanowo-solnym (PBS) i inkubuje z Accutase (roztworem do pasażowania) w temperaturze otoczenia przez prawie 10 minut. Następnie dodaje się świeżą pożywkę komórkową, a odłączone komórki poddaje się wirowaniu. Osad komórkowy ostrożnie zawiesza się ponownie, a komórki przenosi się do kolby zawierającej świeżą pożywkę hodowlaną w celu dalszego wzrostu.

Pożywka wzrostowa:

Do hodowli komórek Calu-3 stosuje się pożywkę EMEM zawierającą 10% FBS, 2 mM L-glutaminy, 1,5 g/l NaHCO₃, EBSS, 1 mM pirogronianu sodu oraz NEAA. Pożywkę dla komórek Calu-3 należy wymieniać 2–3 razy w tygodniu.

Warunki hodowli:

Komórki Calu-3 hoduje się w nawilżanym inkubatorze w temperaturze 37°C i przy stężeniu CO₂ wynoszącym 5%.

Przechowywanie:

Zamrożone komórki należy przechowywać w fazie gazowej ciekłego azotu lub w temperaturze poniżej -150 °C, aby zapewnić ich żywotność w dłuższej perspektywie.

Proces zamrażania i pożywka:

Do zamrażania linii komórek płucnych Calu-3 stosuje się głównie pożywki zamrażające CM-1 lub CM-ACF. Aby zachować żywotność komórek i zapobiec ich uszkodzeniu, komórki poddaje się procesowi powolnego zamrażania, w którym temperatura obniża się z prędkością zaledwie 1 °C na minutę.

Proces rozmrażania:

Komórki rozmraża się, umieszczając fiolkę w łaźni wodnej ustawionej na 37 °C na około 1 minutę lub do momentu, aż pozostanie niewielka grudka lodu. Dodaje się świeże pożywki hodowlane, a komórki odwirowuje się w celu usunięcia składników pożywki zamrażającej. Następnie osad komórkowy ponownie zawiesza się, a komórki przelewa się do nowej kolby zawierającej pożywkę wzrostową.

Poziom bezpieczeństwa biologicznego:

Do pracy z linią komórkową Calu-3 niezbędne są warunki laboratoryjne zgodne z poziomem bezpieczeństwa biologicznego 1.

Zalety i wady komórek Calu-3

Podobnie jak inne ludzkie linie komórkowe, komórki Calu-3 mają swoje zalety i wady. W niniejszym artykule omówimy kilka najważniejszych z nich.

Zalety

• Model nabłonka dróg oddechowych in vitro:

  W badaniach nad układem oddechowym komórki Calu-3 stanowią skuteczny model in vitro nabłonka dróg oddechowych. Odzwierciedlają one cechy wyściółki ludzkich dróg oddechowych, umożliwiając badania nad transportem leków, interakcjami między gospodarzem a patogenem oraz produkcją mucyny.

• Polaryzacja:

  Komórki Calu-3 tworzą spolaryzowane monowarstwy, dzięki czemu są szeroko stosowane do badania transportu leków oraz interakcji między gospodarzem a patogenem w bardziej realistycznym kontekście.

Wady

• Linia komórek nowotworowych:

  Komórki Calu-3 pochodzą z gruczolakoraka płuca, dlatego należy pamiętać, że mogą one nie odzwierciedlać w pełni zdrowej tkanki płucnej. Naukowcy powinni wziąć to pod uwagę, wykorzystując je jako model w badaniach.

Zastosowania linii komórkowej Calu-3 w badaniach

Linia komórkowa Calu-3 ma szereg zastosowań w badaniach biomedycznych. W tej części artykułu omówimy kilka najbardziej obiecujących z nich.

• Badania nad chorobami układu oddechowego: Komórki płucne Calu-3 są wykorzystywane do badania różnych chorób i zaburzeń układu oddechowego, na przykład mukowiscydozy, astmy oraz przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP). W badaniu przeprowadzonym przez Chiarę Papi i współpracowników zbadano wpływ peptydowo-nukleinowego kwasu (PNA) anty-miR-101-3p na miRNA-101-3p przy użyciu modelu in vitro mukowiscydozy opartego na komórkach Calu-3. W badaniu stwierdzono, że leczenie PNA prowadzi do zwiększenia ekspresji genu regulatora przewodnictwa transmembranowego mukowiscydozy (CFTR), co sugeruje potencjalną strategię terapeutyczną w leczeniu mukowiscydozy i powiązanych zaburzeń [2].
• Opracowywanie leków: Komórki Calu-3 służą jako model do testowania i opracowywania leków na różne schorzenia układu oddechowego. Ponadto komórki te są również wykorzystywane do badania transportu leków przez nabłonek dróg oddechowych. Na przykład w badaniach przeprowadzonych w 2021 r. analizowano działanie przeciwwirusowe wyciągu z rośliny Andrographis paniculata oraz zawartego w nim bioaktywnego andrographolidu w odniesieniu do zakażenia komórek Calu-3 wirusem SARS-CoV-2 [3].
• Interakcje między gospodarzem a patogenem: Komórki Calu-3 idealnie nadają się do badania interakcji patogenów z nabłonkiem dróg oddechowych, co pomaga w zrozumieniu infekcji układu oddechowego, takich jak SARS-CoV-2. Na przykład Byoung Kwon Park i współpracownicy zbadali reakcje komórek Calu-3 i Vero oraz produkcję wirusa w odpowiedzi na zakażenie SARS-CoV-2 [4].

5. Komórki Calu-3: Publikacje naukowe

Poniżej przedstawiono kilka interesujących i często cytowanych badań naukowych dotyczących komórek Calu-3:

Cząsteczka uwalniająca tlenek węgla typu 2 (CORM-2) hamuje proliferację, migrację i inwazję oraz sprzyja apoptozie w komórkach Calu-3 raka płuca niedrobnokomórkowego

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „European Review for Medical and Pharmacological Sciences” w 2018 roku. W badaniach tych wysunięto hipotezę, że cząsteczka uwalniająca tlenek węgla nr 2 (CORM-2) sprzyja apoptozie komórek niedrobnokomórkowego raka płuca (Calu-3) oraz hamuje ich proliferację, migrację i inwazję.

Komórki nabłonkowe Calu-3 wykazują in vitro inne reakcje immunologiczne i barierowe niż świeżo izolowane pierwotne komórki nabłonka nosa

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Clinical and Translational Allergy” (2018) porównano reakcje immunologiczne i barierowe nabłonka linii komórkowej Calu-3 oraz świeżo wyhodowanych pierwotnych komórek nabłonka nosa.

Chinina hamuje zakażenie ludzkich linii komórkowych wirusem SARS-CoV-2

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Viruses” (2021) zaproponowano chininę jako potencjalny środek do leczenia zakażenia SARS-CoV-2 poprzez ocenę jej wpływu na różne linie komórkowe zakażone wirusem, takie jak Calu-3.

Wysokie stężenia D-glukozy indukują ekspresję ACE2 poprzez GLUT1 w ludzkiej linii komórek nabłonka dróg oddechowych Calu-3

W niniejszym badaniu opublikowanym w czasopiśmie „BMC Molecular and Cell Biology” (2022) wysunięto hipotezę, że wysokie stężenie D-glukozy sprzyja ekspresji ACE2 w komórkach Calu-3 poprzez regulację genu GLUT1.

Dolosigranulum pigrum moduluje odporność przeciwko SARS-CoV-2 w komórkach nabłonka dróg oddechowych

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Pathogens” (2021) zbadano działanie immunomodulujące Dolosigranulum pigrum 040417 w komórkach nabłonka płucnego. Ponadto zbadano potencjał tej bakterii immunobiotycznej w zakresie ochrony przed zakażeniem SARS-CoV-2.

Materiały dotyczące komórek Calu-3: protokoły, filmy i inne zasoby

W Internecie dostępnych jest wiele materiałów dotyczących komórek Calu-3, zawierających informacje związane z hodowlą komórek i transfekcją.

• Protokół transfekcji komórek Calu-3: Ten materiał dostarcza niezbędnej wiedzy na temat transfekcji komórek Calu-3.
• Transfekcja komórek Calu-3: Ten film instruktażowy stanowi przewodnik krok po kroku pozwalający opanować protokół transfekcji komórek Calu-3 in vitro.

W tym miejscu omówiono protokół hodowli komórek Calu-3.

• Komórki Calu-3: Niniejszy dokument zawiera informacje dotyczące pożywki dla komórek Calu-3 oraz protokołu subkulturowania lub pasażowania.

Bibliografia

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar i H. Walles, „Biologiczne modele dolnych dróg oddechowych człowieka – wyzwania i szczególne wymagania dotyczące ludzkich modeli barierowych 3D w badaniach biomedycznych”. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. i in., Leczenie ludzkich komórek nabłonkowych dróg oddechowych Calu-3 za pomocą peptydowo-nukleinowego kwasu (PNA) skierowanego przeciwko mikroRNA miR-101-3p wiąże się ze zwiększoną ekspresją genu regulatora przewodnictwa transmembranowego w mukowiscydozie (). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: s. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K. i in., Działanie przeciwko SARS-CoV-2 wyciągu z Andrographis paniculata i jego głównego składnika, andrografolidu, w ludzkich komórkach nabłonka płucnego oraz ocena cytotoksyczności w komórkach reprezentatywnych dla głównych narządów. Journal of natural products, 2021. 84(4): s. 1261–1270.
4. Park, B.K. i in., Różnice w sygnalizacji i produkcji wirusa w komórkach Calu-3 i Vero po zakażeniu SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): s. 273–281.