Linha celular Calu-3

As células Calu-3 constituem uma linha celular epitelial das vias respiratórias de origem humana que representa o carcinoma pulmonar de células não pequenas. São amplamente utilizadas na investigação biomédica, incluindo o estudo da biologia do cancro do pulmão, das doenças respiratórias, das interações hospedeiro-patógeno e do transporte de fármacos nas vias respiratórias. Além disso, são utilizadas para desenvolver tratamentos para várias doenças respiratórias.

Origem e características gerais das células Calu-3

A informação essencial de que necessita sobre uma linha celular é a sua origem e as suas características gerais. Isso irá ajudá-lo a decidir a sua utilização no seu trabalho de investigação. Esta secção irá ajudá-lo a conhecer esta informação fundamental sobre a linha celular Calu-3. Incluirá: O que é uma linha celular Calu-3? Qual é a morfologia das células Calu-3? Qual é a origem das células Calu-3?

• As células Calu-3 foram obtidas a partir do derrame pleural (local de metástase) de um homem caucasiano (25 anos) com adenocarcinoma do pulmão. A linha celular foi estabelecida em 1975 por Jorgen Fogh e Germain Trempe, do Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
• As células Calu-3 apresentam uma morfologia de tipo epitelial.
• O diâmetro das células Calu-3 varia entre 8-9 e 20 micrómetros.
• Apresentam mutações nos genes K-RAS (G13D), TP53 e CDKN2A e expressam EGFR de tipo selvagem.

A549 vs. Calu-3

As células A549 e Calu-3 são linhas celulares de adenocarcinoma pulmonar humano, mas apresentam características distintas. A principal diferença entre os modelos celulares Calu-3 e A549 reside na espessura da camada de muco. As células Calu-3 formam uma camada de muco mais fina, simulando assim o epitélio das vias respiratórias proximais. Por outro lado, as células A549 não apresentam esta característica e são mais adequadas para representar a estrutura fisiológica do trato respiratório distal [1].

Linha celular Calu-3: Informações sobre a cultura

Esta secção irá ajudá-lo a conhecer os pontos-chave para a cultura da linha celular Calu-3. Aqui iremos abordar: Qual é o tempo de duplicação das células Calu-3? Qual é o meio de cultura das células Calu-3? Qual é o protocolo de cultura das células Calu-3? Como se cultivam as células Calu-3?

Pontos-chave para a cultura de células Calu-3

Tempo de duplicação:

O tempo de duplicação das células Calu-3 é de aproximadamente 35 horas.

Adesivas ou em suspensão:

A Calu-3 é uma linha celular aderente de adenocarcinoma pulmonar.

Rácio de divisão:

A proporção de subcultivo para a linha celular Calu-3 é de 1:2 a 1:4. Para o subcultivo, as células são lavadas com solução salina tamponada com fosfato (PBS) 1x e incubadas com Accutase (solução de passagem) à temperatura ambiente durante cerca de 10 minutos. Em seguida, adiciona-se meio de cultura fresco e as células desprendidas são centrifugadas. O sedimento celular é ressuspenso cuidadosamente e as células são transferidas para o frasco contendo meio de cultura fresco para crescimento.

Meio de crescimento:

Para a cultura das células Calu-3, utiliza-se meio EMEM contendo 10% de FBS, 2 mM de L-glutamina, 1,5 g/L de NaHCO₃, EBSS, 1 mM de piruvato de sódio e NEAA. O meio de cultura das células Calu-3 deve ser substituído 2 a 3 vezes por semana.

Condições de crescimento:

As células Calu-3 são cultivadas numa incubadora humidificada a uma temperatura de 37 °C e com um fornecimento de 5% de CO₂.

Armazenamento:

As células congeladas devem ser armazenadas na fase de vapor de azoto líquido ou a uma temperatura inferior a -150 °C, para preservar a viabilidade das células a longo prazo.

Processo de congelação e meio:

Os meios de congelação CM-1 ou CM-ACF são utilizados principalmente para congelar a linha celular pulmonar Calu-3. Para preservar a viabilidade celular e evitar que as células sofram qualquer choque, estas são submetidas a um processo de congelação lenta que permite apenas uma descida de 1 °C por minuto na temperatura.

Processo de descongelação:

As células são descongeladas colocando-se um frasco num banho-maria pré-ajustado a 37 °C durante cerca de 1 minuto ou até restar apenas um pequeno pedaço de gelo. Adiciona-se meio de cultura fresco e as células são centrifugadas para remover os componentes do meio de congelação. Posteriormente, o sedimento celular é ressuspenso e as células são transferidas para um novo frasco contendo um meio de crescimento.

Nível de biossegurança:

É essencial que o manuseamento da linha celular Calu-3 seja realizado em laboratórios com nível de biossegurança 1.

Vantagens e desvantagens das células Calu-3

Tal como outras linhas celulares humanas, as células Calu-3 têm o seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens. A seguir, iremos abordar algumas das mais importantes.

Vantagens

• Modelo in vitro do epitélio das vias respiratórias:

  Na investigação respiratória, as células Calu-3 servem como um modelo in vitro eficiente para o epitélio das vias respiratórias. Refletem as características do revestimento das vias respiratórias humanas, permitindo investigações sobre o transporte de fármacos, estudos de interação hospedeiro-patógeno e a produção de mucina.

• Polarização:

  As células Calu-3 formam monocamadas polarizadas, o que as torna amplamente utilizadas para investigar o transporte de fármacos e as interações hospedeiro-patógeno num contexto mais realista.

Desvantagens

• Linha celular cancerosa:

  As células Calu-3 foram obtidas a partir de um adenocarcinoma pulmonar, pelo que é importante ter em conta que podem não representar totalmente o tecido pulmonar saudável. Os investigadores devem ter isto em consideração ao utilizá-las como modelo em estudos.

Aplicações da linha celular Calu-3 na investigação

A Calu-3 oferece várias aplicações na investigação biomédica. Esta secção do artigo irá destacar algumas das mais promissoras.

• Estudos sobre doenças respiratórias: As células pulmonares Calu-3 são utilizadas para investigar várias doenças ou distúrbios respiratórios, por exemplo, fibrose cística, asma e doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC). Um estudo realizado por Chiara Papi e colegas investigou o impacto do ácido nucleico peptídico (PNA) anti-miR-101-3p na inibição do miRNA-101-3p, utilizando o modelo in vitro de fibrose cística Calu-3. O estudo constatou que o tratamento com PNA tende a aumentar a expressão do gene Regulador da Condutância Transmembrana da Fibrose Cística (CFTR), sugerindo uma potencial estratégia terapêutica para a fibrose cística e perturbações relacionadas [2].
• Desenvolvimento de medicamentos: as células Calu-3 servem de modelo para testar e desenvolver medicamentos para várias doenças respiratórias. Além disso, estas células são também utilizadas no estudo do transporte de fármacos através do epitélio das vias respiratórias. Por exemplo, uma investigação realizada em 2021 explorou a atividade antiviral do extrato da planta Andrographis paniculata e do seu andrografólido bioativo na infeção das células Calu-3 pelo SARS-CoV-2 [3].
• Interações hospedeiro-patógeno: As células Calu-3 são ideais para estudar a interação dos patógenos com o epitélio das vias respiratórias, ajudando a compreender infeções respiratórias como a do SARS-CoV-2. Por exemplo, Byoung Kwon Park e colegas examinaram as respostas das células Calu-3 e Vero, bem como a produção viral, em resposta à infeção por SARS-CoV-2 [4].

5. Células Calu-3: Publicações científicas

Seguem-se alguns estudos de investigação interessantes e frequentemente citados que têm como tema as células Calu-3:

A molécula libertadora de monóxido de carbono-2 suprime a proliferação, a migração e a invasão, e promove a apoptose nas células Calu-3 do cancro do pulmão de células não pequenas

Este estudo foi publicado na revista «European Review for Medical and Pharmacological Sciences» em 2018. A investigação sugeriu que as moléculas libertadoras de monóxido de carbono-2 (CORM-2) promovem a apoptose das células do cancro do pulmão de células não pequenas (Calu-3) e inibem a sua proliferação, migração e invasão.

As células epiteliais Calu-3 apresentam respostas imunitárias e de barreira epitelial diferentes das células epiteliais nasais primárias recém-isoladas in vitro

Esta investigação, publicada na revista «Clinical and Translational Allergy» (2018), comparou as respostas imunitárias e da barreira epitelial da linha celular Calu-3 com as de células epiteliais nasais primárias recém-cultivadas.

A quinina inibe a infeção de linhas celulares humanas pelo SARS-CoV-2

Este artigo publicado na revista *Viruses* (2021) propôs a quinina como um potencial tratamento para a infeção por SARS-CoV-2, avaliando o seu efeito em diferentes linhas celulares infetadas pelo vírus, tais como a Calu-3.

Níveis elevados de D-glicose induzem a expressão de ACE2 através do GLUT1 na linha celular epitelial das vias respiratórias humanas Calu-3

Esta investigação publicada na revista «BMC Molecular and Cell Biology» (2022) propôs que níveis elevados de D-glicose estimulam a expressão de ACE2 nas células Calu-3 através da regulação do gene GLUT1.

O Dolosigranulum pigrum modula a imunidade contra o SARS-CoV-2 nas células epiteliais respiratórias

Este artigo publicado na revista *Pathogens* (2021) explorou os efeitos imunomoduladores do *Dolosigranulum pigrum 040417* nas células epiteliais pulmonares. Além disso, investigou o potencial desta bactéria imunobiótica na proteção contra a infeção por SARS-CoV-2.

Recursos para células Calu-3: protocolos, vídeos e muito mais

Existem muitos recursos online disponíveis sobre as células Calu-3 que incluem informações relacionadas com a cultura celular e a transfecção.

• Protocolo de transfecção de células Calu-3: Este recurso fornecerá conhecimentos essenciais sobre a transfecção de células Calu-3.
• Transfecção de Calu-3: Este tutorial em vídeo é um guia passo a passo para aprender o protocolo de transfecção in vitro de Calu-3.

O protocolo de cultura de células Calu-3 é aqui mencionado.

• Células Calu-3: Este documento inclui informações sobre o meio de cultura das células Calu-3 e o protocolo de subcultura ou passagem.

Referências

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar e H. Walles, «Modelos biológicos das vias respiratórias inferiores humanas — Desafios e requisitos especiais dos modelos de barreira 3D humanos para a investigação biomédica». Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E., et al., O tratamento de células epiteliais das vias respiratórias humanas Calu-3 com um ácido nucleico peptídico (PNA) direcionado ao microRNA miR-101-3p está associado a um aumento da expressão do gene do regulador de condutância transmembranar da fibrose cística (). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: p. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Atividade anti-SARS-CoV-2 do extrato de Andrographis paniculata e do seu principal componente, a andrografólida, em células epiteliais pulmonares humanas e avaliação da citotoxicidade em células representativas dos principais órgãos. Journal of Natural Products, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
4. Park, B.K., et al., Sinalização diferencial e produção viral em células Calu-3 e Vero após infeção pelo SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seul), 2021. 29(3): p. 273-281.