Linha celular INS-1

A INS-1 é uma linha celular de insulinoma de rato bem caracterizada e amplamente utilizada na investigação sobre a diabetes. As células INS-1 secretam insulina quando estimuladas pela glicose; por isso, são utilizadas para estudar o metabolismo da glicose, a fisiologia das células beta e a regulação da secreção de insulina. Além disso, estas células são também utilizadas na triagem, nos ensaios e no desenvolvimento de potenciais terapêuticas contra a diabetes mellitus.

Características gerais e origem das células INS-1

Conhecer as características gerais e a origem de uma linha celular pode ajudá-lo significativamente a utilizá-la de forma eficiente e eficaz na sua investigação. Esta secção do artigo irá informá-lo sobre a origem e as características gerais da INS-1. Irá saber: O que é a linha celular INS-1 de insulinoma de rato? Quais são as características gerais da INS-1? O que é a linha celular INS-1 832/3? O que é a INS-1E?

• As células INS-1 foram originalmente isoladas de um rato com 666 dias de idade com insulinoma transplantável induzido por raios X.
• As células INS-1 são bi-hormonais. Expressam simultaneamente as proteínas insulina e proglucagon. Estas células são consideradas imaturas, uma vez que apresentam baixos níveis de expressão do fator de transcrição Nkx6.1 e não possuem marcadores de células alfa [1].
• Existem dois subclones de células INS-1, nomeadamente o INS-1E e o INS-1 832/3.
• A INS-1E difere da linha celular parental INS-1 no que diz respeito às respostas secretoras à glicose e ao teor de insulina.
• A INS-1 832/3, ou INS-1 832/13, é também um subclone da linha celular INS-1. Trata-se de um modelo inestimável para o estudo da função das células beta das ilhotas pancreáticas e da regulação da secreção de insulina. Também difere das células INS-1 progenitoras no que diz respeito à secreção de insulina estimulada pela glicose (GSIS).

Linha celular INS-1: Informações sobre a cultura

Para gerir e manter eficazmente uma linha celular, é necessário conhecer as seguintes informações sobre a sua cultura. Esta secção do artigo abordará todos os pontos-chave para a cultura de células INS-1. Irá aprender: Como se cultivam as células beta INS-1? Qual é o protocolo de cultura das células INS-1? Qual é o tempo de duplicação das células INS-1? Qual é o meio de cultura das células de insulinoma de rato INS-1?

Pontos-chave para a cultura de células INS-1

Tempo de duplicação:

O tempo de duplicação da população das células INS-1 é de aproximadamente 44 horas.

Adesivas ou em suspensão:

As células INS-1 crescem tanto em suspensão como na forma aderente.

Rácio de subcultura:

As células INS-1 são subcultivadas com uma proporção de divisão de 1:3. Resumidamente, as células em suspensão são recolhidas. As células aderentes são enxaguadas com PBS e incubadas com a solução de Accutase. Após o desprendimento, as células são adicionadas a meio de cultura fresco. Posteriormente, tanto as células em suspensão como as aderentes são centrifugadas e recolhidas. As células são cuidadosamente ressuspensas e distribuídas por novos frascos para crescimento.

Meio de crescimento:

Utiliza-se o RPM1 1640 para cultivar a linha celular de insulinoma de rato INS-1. O meio é suplementado com 10% de soro fetal bovino inativado por calor, 2,1 mM de glutamina estável, 10 mM de HEPES, 2,0 g/L de NaHCO₃ e 1 mM de piruvato de sódio.

Condições de crescimento:

As células INS-1 são mantidas numa incubadora humidificada, regulada a uma temperatura de 37 °C e com um fornecimento contínuo de 5% de CO₂.

Armazenamento:

As células beta INS-1 podem ser armazenadas na fase de vapor de azoto líquido ou a uma temperatura inferior a -150 °C num congelador elétrico para armazenamento a longo prazo.

Processo de congelação e meio:

Utilizam-se os meios CM-1 ou CM-ACF para congelar as células INS-1 através de um processo de congelação lenta. Este processo permite apenas uma descida de 1 °C na temperatura por minuto, de modo a proteger a viabilidade celular.

Processo de descongelação:

As células INS-1 congeladas são descongeladas num banho-maria pré-ajustado a uma temperatura de 37 graus Celsius durante 40 a 60 segundos. Após a descongelação, adiciona-se meio fresco às células e estas são transferidas diretamente para um novo frasco para crescimento. Após 24 horas, o meio é substituído para eliminar os componentes do meio de congelação.

Nível de biossegurança:

É necessário um laboratório de nível de biossegurança 1 para a cultura de células de insulinoma de rato INS-1.

Vantagens e desvantagens da linha celular INS-1

Tal como outras linhas celulares, a INS-1 também possui algumas características distintas associadas a certas vantagens e desvantagens. A seguir, mencionamos algumas das mais significativas.

Vantagens

As principais vantagens da linha celular INS-1 são:

• Bem caracterizada

  A INS-1 é uma linha celular bem estabelecida e bem caracterizada. Tem sido utilizada em inúmeros estudos de investigação. Mantém as suas características fenotípicas e a capacidade de secreção de insulina durante um período mais longo, proporcionando assim resultados experimentais fiáveis e consistentes.

• Modelo de células beta

  As células INS-1 são utilizadas para estudar a função das células beta das ilhotas pancreáticas, uma vez que secretam insulina e respondem às flutuações nos níveis de glicose.

 Desvantagens

As desvantagens das células INS-1 são:

• Origem não humana

  As células beta INS-1 têm origem não humana. Foram derivadas de um insulinoma de rato. Isto pode causar diferenças específicas da espécie e limitar a transposição direta dos resultados experimentais para a fisiologia humana.

 4. Aplicações de investigação das células de insulinoma de rato INS-1

As células beta INS-1 são amplamente utilizadas na investigação sobre a diabetes. Mencionam-se aqui algumas aplicações promissoras desta linha celular.

• Estudos sobre a secreção de insulina: As células INS-1 têm capacidade de secreção de insulina e, por isso, são amplamente utilizadas para estudar os mecanismos celulares subjacentes à secreção de insulina. Os investigadores estudam fatores essenciais envolvidos na libertação de insulina, incluindo o metabolismo da glicose, vias de sinalização, hormonas e agentes farmacológicos. Um estudo revelou que uma via dependente do canal iônico K + ATP regula a secreção de insulina nas células beta INS-1 [2]. Além disso, estudos também revelaram que as vias GLP-1R e AKT/PDX1 estão igualmente envolvidas na secreção de insulina nas células de insulinoma de rato INS-1 [3].
• Estudos sobre a função das células beta: as células INS-1 apresentam características semelhantes às das células beta das ilhotas pancreáticas, tais como a capacidade de resposta ao metabolismo da glicose e à secreção de insulina. Por conseguinte, são utilizadas para estudar os processos e funções fisiológicas das células beta. Um estudo realizado em 2022 utilizou células INS-1 e desenvolveu um modelo de disfunção das células beta através de H_₂O_₂. Os investigadores estudaram a viabilidade celular, a secreção de insulina e os marcadores relacionados com o stress oxidativo nestas células, em resposta ao tratamento com compostos naturais [4].
• Descoberta e desenvolvimento de fármacos: As células de insulinoma de rato INS-1 são amplamente utilizadas para a triagem e o teste de compostos ou fármacos antidiabéticos. Podem ser empregues para estudar os efeitos potenciais de agentes terapêuticos na secreção de insulina e noutros parâmetros relevantes. Um estudo revelou que a loganina, um componente de uma fórmula à base de ervas chinesas, protegia a função de secreção de insulina das células INS-1 e exercia potenciais efeitos antidiabéticos. O componente mediou estes efeitos benéficos através da inibição da translocação nuclear do gene FOXO1 pela via PI3K/AKT [5]. 

5. Publicações científicas que abordam as células beta da linha celular INS-1

Apresentamos aqui algumas publicações de investigação relevantes que abordam a linha celular de insulinoma de rato INS-1.

A alfa-mangostina melhora a secreção de insulina e protege as células INS-1 dos danos induzidos pela estreptozotocina

Este estudo foi publicado no *International Journal of Molecular Sciences* em 2018. O estudo sugeriu que um composto natural cristalino amarelo, a alfa-mangostina, promove a secreção de insulina nas células beta INS-1 e as protege contra os danos induzidos pela estreptozotocina, uma toxina que afeta as células beta.

A potenciação da secreção de insulina estimulada pela glicose nas células INS-1 pela epicatequina não depende da sua atividade antioxidante

Esta investigação foi publicada na «Acta Pharmacologica Sinica» em 2018. Os resultados do estudo revelaram que o composto epicatequina promove a secreção de insulina estimulada pela glicose em células beta INS-1 com função prejudicada por ácidos gordos saturados, através da ativação da via CaMKII.

Um glicosídeo feniletanoide recentemente descoberto da Stevia rebaudiana Bertoni afeta a secreção de insulina nas células β das ilhotas INS-1 de ratos

Este artigo publicado na revista «Molecules» (2019) propôs que um novo composto natural, o glicosídeo feniletanoide, afeta a secreção de insulina nas células beta do insulinoma de ratos INS-1, apresentando, assim, potencial antidiabético.

A Loureirin B promove a secreção de insulina através das vias GLP-1R e AKT/PDX1

Esta investigação foi publicada na revista «European Journal of Pharmacology» (2022). O estudo propôs que a loureirina B, um produto natural, aumenta a secreção de insulina nas células β das ilhotas pancreáticas INS-1 através da modulação das vias AKT/PDX1 e GLP-1R.

Atividades anticancerígenas in vitro da Withania coagulans contra células cancerígenas HeLa, MCF-7, RD, RG2 e INS-1 e análise fitoquímica

Este artigo da «Integrative Medicine Research» (2018) avaliou o potencial anticancerígeno do extrato de Withania coagulans utilizando células cancerígenas INS-1.

Recursos para a linha celular INS-1: protocolos, vídeos e muito mais

Eis alguns recursos online sobre as células INS-1:

• Subcultura de células em suspensão: Este vídeo é um guia abrangente para a subcultura de células que crescem em culturas em suspensão.
• Subcultura de células aderentes: Este vídeo irá ajudá-lo a aprender o protocolo geral para a passagem de células aderentes.

A ligação seguinte contém o protocolo de cultura celular da INS-1:

• Linha celular INS-1: Este site contém toda a informação sobre a cultura de células INS-1. Inclui informação sobre a cultura de células INS-1 e meios de congelação, protocolos para subcultura e manuseamento de culturas INS-1 criopreservadas e proliferativas.

Referências

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Expressão e secreção de peptídeos derivados do proglucagon em células INS-1 de insulinoma de rato. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: p. 590763.
2. Park, J.E. e J.S. Han, Um extrato de Portulaca oleracea L. promove a secreção de insulina através de uma via dependente do canal K+ ATP nas células β pancreáticas INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): p. 183.
3. Fang, H., et al., A loureirina B promove a secreção de insulina através das vias GLP-1R e AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: p. 175377.
4. Duan, J., et al., A swietenina e o swietenolide da Swietenia macrophylla king melhoram a secreção de insulina e atenuam a apoptose em células INS-1 induzidas por H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): p. 2780-2792.
5. Mo, F.-F., et al., Efeito antidiabético da loganina através da inibição da translocação nuclear de FOXO1 via via de sinalização PI3K/Akt em células INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): p. 262.