Células PC-12 - O Impacto das Células PC-12 na Investigação Neurobiológica e Neural
A PC-12 é uma linha de células neurais imortalizadas de rato utilizada na investigação neurobiológica. É uma ferramenta de investigação valiosa para estudar a diferenciação e a proliferação de células neurais. Além disso, os investigadores utilizam estas células para estudar a fisiologia dos nervos, as vias de sinalização celular e a neurotoxicidade. Além disso, são também utilizadas em ensaios e estudos de desenvolvimento de medicamentos.
Informações gerais e origem da linha celular PC-12
É fundamental conhecer os atributos gerais e a origem de uma linha celular antes de começar a trabalhar com ela. Esta secção irá ajudá-lo a conhecer informações vitais sobre a linha celular PC12. Aqui, ficará a saber: O que é a linha celular PC12 no feocromocitoma? Como é que as células PC12 se diferenciam? Qual é a origem da PC12? Qual é o tamanho de uma célula PC12?
- As células neuronais PC12 são semelhantes à cultura primária de neurónios fetais. Foram obtidas a partir de feocromocitoma da medula adrenal do rato. Estas células são de origem embrionária, assemelhando-se a uma mistura de células eosinofílicas e neuroblásticas [1].
- As células PC12 funcionam como células catecolaminérgicas. Elas sintetizam, armazenam e secretam dopamina e norepinefrina.
- As células do feocromocitoma (PC12) têm um diâmetro de 10 a 12 µm.
- As células PC-12 possuem uma morfologia poligonal.
- As células PC-12 têm um número homogéneo e quase diploide de cromossomas (n=40).
Cultura de células PC-12
O modelo neuronal da linha de células PC12 é amplamente utilizado na investigação em neurociências. Deve conhecer os seguintes pontos importantes para facilitar a sua cultura fácil e eficaz. Esta secção inclui o meio PC-12, o tempo de duplicação, a densidade de sementeira, os protocolos de cultura de células e as condições.
Pontos-chave para a cultura de células PC-12
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Tempo de duplicação da população: |
O tempo de duplicação das células PC-12 é de aproximadamente 40 horas. |
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Aderente ou em suspensão: |
As células neuronais PC12 crescem em pequenos aglomerados em suspensão. Aderem mal a superfícies não revestidas e formam manchas no colagénio. |
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Densidade de sementeira: |
A densidade de sementeira das células da linha celular PC12 é mantida em 1 x104 células/cm2. Para a suspensão, as células são removidas do substrato por pipetagem com um meio de cultura fresco. Para obter células individuais, as células são passadas através de uma agulha de calibre 22 e vertidas para novos frascos. Para as células cultivadas em colagénio, lavar as células com PBS e incubar numa solução de passagem (TrypleExpress) durante 10 minutos. Em seguida, adicionar meios frescos e centrifugar as células. Em seguida, ressuspender cuidadosamente o pellet e dispensar as células no recipiente de cultura. |
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Meio de crescimento: |
Para a cultura da linha de células PC 12, utiliza-se RPMI 1640 com 10% de soro fetal bovino, 2,1 mM de glutamina estável e 2,0 g/L NaHCO3. O meio é renovado 2 a 3 vezes por semana. |
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Condições de crescimento: |
As culturas de PC-12 são mantidas numa incubadora humidificada a 37°C com um fornecimento de 5% de CO2. |
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Armazenamento: |
As células PC-12 são armazenadas na fase de vapor do azoto líquido ou a uma temperatura inferior a -150°C para manter a viabilidade celular durante um período mais longo. |
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Processo e meio de congelação: |
Utiliza-se CM-1 ou CM-ACF para congelar as células PC12. É utilizado um método de congelação lenta que permite que a temperatura desça 1°C. Isto evita que as células sofram qualquer choque e mantém a sua viabilidade. |
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Processo de descongelação: |
As células PC-12 congeladas são descongeladas num banho de água a 37°C. Posteriormente, as células são adicionadas a meios frescos e centrifugadas. Isto ajuda a remover os elementos do meio de congelação. As células recolhidas são ressuspensas e colocadas no frasco com meio de crescimento fresco. A recuperação da congelação demora cerca de 24 horas. |
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Nível de biossegurança: |
É necessário um laboratório de nível de biossegurança 1 para cultivar as células neuronais PC12. |
Linha celular PC-12: Vantagens e limitações
A linha de células PC-12 tem algumas caraterísticas distintas que a distinguem de outras linhas de células neuronais. Esta secção abordará as vantagens e limitações associadas à utilização desta linha celular na investigação.
Vantagens
- Fácil de cultivar: As células PC-12 são robustas e relativamente fáceis de cultivar, o que as torna acessíveis para vários contextos laboratoriais e objectivos de investigação.
- Diferenciação neuronal: Podem ser induzidas a diferenciar-se em células semelhantes a neurónios, servindo como um excelente modelo para estudar o desenvolvimento neural, a diferenciação e os processos relacionados com a neurogénese.
- Versatilidade na investigação: As células PC-12 são utilizadas numa vasta gama de estudos neurobiológicos, incluindo a neurotoxicidade, a neuroprotecção e os mecanismos subjacentes às doenças neurodegenerativas.
- Elevada eficiência de transfecção: Apresentam uma elevada eficiência de transfecção, facilitando a manipulação genética e tornando-as adequadas para estudos que envolvam a expressão e a função dos genes.
Limitações
- Origem não humana: Derivadas de feocromocitoma de rato, a sua origem não humana limita a sua aplicabilidade em determinadas áreas de investigação específicas do ser humano e podem não representar totalmente a fisiologia neural humana.
- Heterogeneidade: Após a diferenciação, as células PC-12 podem apresentar uma heterogeneidade significativa em termos de morfologia e função, o que pode complicar a interpretação dos resultados experimentais.
- Tempo de vida finito: Embora sejam relativamente fáceis de cultivar, as células PC-12 têm um tempo de vida finito, o que pode colocar desafios para experiências a longo prazo.
Linha celular PC-12: Uma ferramenta versátil na investigação neurobiológica e do cancro
As linhas celulares PC12, originárias do feocromocitoma do rato, desempenham um papel fundamental na investigação neurobiológica, sendo aclamadas pelas suas expressões caraterísticas neuronais, como o crescimento de neurites em resposta ao fator de crescimento nervoso (NGF). A versatilidade das células PC12 é amplamente utilizada em neurobiologia para explorar a diferenciação neural, as respostas a factores neurotróficos e a avaliação da neurotoxicidade. Esta propensão única para a diferenciação em células semelhantes a neurónios após a exposição a NGF torna-as um recurso indispensável para os investigadores que se debruçam sobre as complexidades do sistema nervoso.
Neuroregeneração e diferenciação celular
Curiosamente, um estudo explorou a influência das células estaminais da polpa dentária e dos seus factores derivados na diferenciação, sobrevivência e expansão das células PC12, revelando caminhos promissores para a neuroregeneração [3]. Outra investigação destacou a Osteocalcina, uma proteína derivada do osso conhecida pela sua capacidade de ligação ao cálcio, como promotora da sobrevivência, proliferação e diferenciação das células PC12 [4], realçando o potencial da proteína para melhorar os atributos neuronais.
Rastreio de medicamentos e neuroprotecção
A utilidade das células PC12 estende-se ao rastreio de fármacos, especialmente para avaliar compostos neuroprotectores e neurodegenerativos, marcando uma fase crítica na procura de novos tratamentos para doenças neurodegenerativas. Por exemplo, a investigação sublinhou as propriedades neuroprotectoras do α-bisabolol num modelo da doença de Parkinson que utiliza células PC12, evidenciando a capacidade do α-bisabolol para atenuar a amiloidogénese e a apoptose, modulando simultaneamente os efeitos neurotóxicos da beta amiloide [5].
Transformação celular e redes neuronais
O processo de diferenciação de uma célula PC-12 para uma entidade semelhante a um neurónio começa com NGF, uma proteína essencial para o crescimento e sobrevivência neuronal. A exposição das células PC-12 ao NGF ativa vias intracelulares complexas, lançando as bases para a sua transformação. Esta metamorfose é uma revelação gradual do potencial celular, observável ao microscópio à medida que as células estendem neurites e forjam ligações semelhantes às redes neuronais.
Alterações Morfológicas e Fenótipo Neuronal
A diferenciação confere transformações morfológicas e funcionais significativas às células PC-12. A partir da sua forma inicial redonda ou ligeiramente alongada, crescendo em suspensão ou como uma monocamada aderente, o tratamento com NGF leva-as a exibir neurites alargadas, o que significa uma mudança profunda para um fenótipo neuronal. Estes crescimentos de neurites são cruciais para a comunicação e interação celular, reflectindo a conetividade inerente aos tecidos neuronais.
Investigação do cancro e mecanismos celulares
Na investigação do cancro, o modelo neuronal oferecido pelas células PC12 é relevante devido à sua origem tumorigénica. Estas células são fundamentais para investigar os mecanismos de proliferação, invasão e migração das células cancerígenas. Um estudo de 2020 investigou o impacto do extrato de Ferula assa-foetida na proliferação das células PC12, lançando luz sobre as suas potenciais aplicações terapêuticas [7].
Investigação sobre o AVC e estratégias neuroprotectoras
Além disso, as células PC12 ADH, uma variante que adere às superfícies de cultura, permitem uma análise aprofundada da morfologia celular e das respostas a estímulos como a privação de oxigénio e glucose, constituindo um modelo essencial para a investigação do AVC e a avaliação de agentes neuroprotectores. O rápido tempo de duplicação das células PC12, que varia entre 24 e 48 horas, sublinha a sua eficácia em estudos dinâmicos em que as taxas de proliferação celular são cruciais.
Observações finais sobre as aplicações das células PC12
Na sua essência, as células PC12 e os seus derivados constituem um modelo versátil para uma vasta gama de aplicações de investigação que abrangem a neurobiologia, a descoberta de medicamentos e os estudos sobre o cancro. Cada aplicação oferece uma visão crítica das respostas celulares, abrindo caminho para inovações terapêuticas e fazendo avançar a nossa compreensão de processos biológicos complexos.
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Investigação em destaque utilizando células PC-12
As células PC-12, derivadas do feocromocitoma da suprarrenal do rato, são um modelo amplamente utilizado em neurobiologia, oferecendo conhecimentos sobre diferenciação neural, neurotoxicidade e muito mais. Aqui estão alguns estudos notáveis sobre estas células:
- Éster Fenetílico do Ácido Caféico (CAPE) e Neuroprotecção em Células PC-12: Esta pesquisa de 2017 na Neurotoxicity Research investiga como o CAPE pode mitigar a neurotoxicidade induzida pela cisplatina em células PC-12, sugerindo uma abordagem terapêutica potencial para a neuropatia periférica
- Efeitos neuroprotectores do óleo de krill nas células PC-12: Publicado na Nutrition Research em 2018, este estudo explora as propriedades neuroprotectoras do óleo de krill contra a toxicidade induzida pela metanfetamina em células PC-12, destacando o seu potencial no combate ao stress oxidativo e à apoptose
- Extrato de flores de Apios Americana Medik e neurotoxicidade das células PC-12: Este artigo de 2019 sobre Toxicologia Química e Alimentar demonstra como o extrato das flores de Apios Americana Medik pode proteger as células PC-12 dos danos induzidos por H2O2 através da modulação dos processos de autofagia
- O papel da angiotensina II na autofagia e apoptose em células PC-12: Este estudo de 2019 na Brain Research investiga como a angiotensina II pode desencadear autofagia e apoptose em células PC-12, fornecendo um modelo para a pesquisa da doença de Alzheimer
- Avaliação da toxicidade das nanopartículas de monooleato de glicerol em células PC-12: Apresentada no International Journal of Pharmaceutics em 2018, esta investigação avalia a toxicidade das nanopartículas de monooleato de glicerol, fornecendo informações sobre o seu perfil de segurança para aplicações neurais
Recursos abrangentes para investigação em células PC-12
Aceda a uma variedade de recursos para uma compreensão e manipulação aprofundadas das células PC-12, abrangendo técnicas de cultura de células, protocolos de diferenciação e muito mais:
- Guia de Diferenciação de Células PC-12: Este artigo fornece uma visão geral completa do protocolo de diferenciação de células PC12 com NGF, incluindo metodologias para ensaios relacionados com a diferenciação
- Tutorial em vídeo sobre Transfecção de Células PC-12: Descubra os meandros da transfecção de células PC12 através deste guia detalhado em vídeo, ideal para investigadores novatos e experientes
- Dominar a cultura de células PC-12: Aprofunde-se nas nuances da subcultura de células PC-12 com este protocolo abrangente, essencial para manter culturas de células saudáveis
Perguntas frequentes sobre a linha de células PC-12: Informações sobre o cultivo, a diferenciação e as aplicações de investigação
Referências
- Wu, C., et al., Icariin promove a reparação de células PC12 através da inibição do stress do retículo endoplasmático. BMC Complement Med Ther, 2021. 21(1): p. 69.
- Sultan, N., et al., As células-tronco da polpa dentária estimulam a diferenciação neuronal das células PC12. Pesquisa de Regeneração Neural, 2021. 16(9): p. 1821.
- Ando, E., et al., Osteocalcin promotes proliferation, differentiation, and survival of PC12 cells. Comunicações de pesquisa bioquímica e biofísica, 2021. 557: p. 174-179.
- Shanmuganathan, B., et al., Efeito anti-amiloidogênico e anti-apoptótico do α-bisabolol contra a neurotoxicidade induzida por Aβ em células PC12. Revista europeia de química medicinal, 2018. 143: p. 1196-1207.
- Fujita, K., P. Lazarovici e G. Guroff, Regulação da diferenciação de células de feocromocitoma PC12. Environ Health Perspect, 1989. 80: p. 127-42.
- Abroudi, M., et al., Antiproliferative effects of Ferula assa-foetida's extract on PC12 and MCF7 cancer cells. Int J Biomed Engg Clin Sci, 2020. 6(3): p. 60-67.