Células PC-12 — O impacto das células PC-12 na investigação neurobiológica e neural

A PC-12 é uma linha celular neural imortalizada derivada de ratos, utilizada na investigação neurobiológica. Constitui uma valiosa ferramenta de investigação para o estudo da diferenciação e proliferação das células neurais. Além disso, os investigadores utilizam estas células para estudar a fisiologia nervosa, as vias de sinalização celular e a neurotoxicidade. São também utilizadas em ensaios de medicamentos e em estudos de desenvolvimento.

Informações gerais e origem da linha celular PC-12

É fundamental compreender as características gerais e a origem de uma linha celular antes de iniciar o trabalho com a mesma. Esta secção irá ajudá-lo a conhecer informações essenciais sobre a linha celular PC-12. Aqui, irá saber: O que é a linha celular PC-12 no feocromocitoma? Como é que as células PC-12 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 um feocromocitoma da medula suprarrenal de ratos. Estas células são de origem embrionária, assemelhando-se a uma mistura de células eosinofílicas e neuroblásticas [1].
• As células PC12 funcionam como células catecolaminérgicas. Sintetizam, armazenam e secretam dopamina e norepinefrina.
• As células de feocromocitoma (PC12) têm um diâmetro de 10 a 12 µm.
• As células PC-12 apresentam uma morfologia de forma poligonal.
• As células PC-12 apresentam um número homogéneo e quase diploide de cromossomas (n = 40).

Cultura de células PC-12

O modelo neuronal da linha celular PC-12 é amplamente utilizado na investigação em neurociência. Deve conhecer os seguintes pontos importantes para facilitar a sua cultura de forma fácil e eficaz. Esta secção abordará o meio de cultura PC-12, o tempo de duplicação, a densidade de sementeira, os protocolos de cultura celular e as condições de cultura.

Pontos-chave para a cultura de células PC-12

Tempo de duplicação da população:

O tempo de duplicação das células PC-12 é de aproximadamente 40 horas.

Adesivas ou em suspensão:

As células neuronais PC-12 crescem em pequenos aglomerados em suspensão. Aderem mal a superfícies não revestidas e formam manchas sobre colagénio.

Densidade de semeadura:

A densidade de sementeira da linha celular PC-12 é mantida em 1 x 10^⁴ 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 por uma agulha de calibre 22 e transferidas para novos frascos. Para células cultivadas em colagénio, lave as células com PBS e incube-as numa solução de passagem (TrypleExpress) durante 10 minutos. Em seguida, adicione meio fresco e centrifugue as células. Depois, ressuspenda cuidadosamente o sedimento e transfira as células para o recipiente de cultura.

Meio de crescimento:

Utiliza-se RPMI 1640 contendo 10% de soro fetal bovino, 2,1 mM de glutamina estável e 2,0 g/L de NaHCO₃ para cultivar a linha celular PC 12. O meio é renovado 2 a 3 vezes por semana.

Condições de crescimento:

As culturas de PC-12 são mantidas numa incubadora humidificada a 37 °C com um fornecimento de 5% de CO₂.

Armazenamento:

As células PC-12 são armazenadas na fase de vapor de azoto líquido ou a uma temperatura inferior a -150 °C, para manter a viabilidade celular a longo prazo.

Processo de congelação e meio:

Utilizam-se os meios CM-1 ou CM-ACF para o congelamento das células PC-12. É utilizado um método de congelamento lento, que permite que a temperatura desça 1 °C. Isto evita que as células sofram qualquer choque e mantém a sua viabilidade.

Processo de descongelação:

As células PC-12 congeladas são descongeladas num banho-maria a 37 °C. Posteriormente, são adicionados meios frescos às células, que são então centrifugadas. Isto ajuda a remover os elementos do meio de congelação. As células recolhidas são ressuspensas e transferidas para um frasco contendo meio de crescimento fresco. A recuperação após a congelação demora cerca de 24 horas.

Nível de biossegurança:

É necessário um laboratório de nível de biossegurança 1 para cultivar as células neuronais PC-12.

Publicado: 2023 | Última revisão: maio de 2026

Linha celular PC-12: vantagens e limitações

A linha celular PC-12 apresenta algumas características distintas que a diferenciam de outras linhas celulares neuronais. Esta secção irá aprofundar 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, tornando-as acessíveis para vários contextos laboratoriais e fins de investigação.
• Diferenciação neuronal: Podem ser induzidas a diferenciar-se em células semelhantes a neurónios, servindo como um excelente modelo para o estudo do desenvolvimento neural, da diferenciação e dos processos relacionados com a neurogénese.
• Versatilidade na investigação: As células PC-12 são utilizadas numa vasta gama de estudos neurobiológicos, incluindo neurotoxicidade, neuroproteção e os mecanismos subjacentes às doenças neurodegenerativas.
• Elevada eficiência de transfecção: Apresentam elevada eficiência de transfecção, facilitando a manipulação genética e tornando-as adequadas para estudos que envolvam a expressão e a função génica.

Limitações

• Origem não humana: Derivadas do feocromocitoma de rato, a sua origem não humana limita a sua aplicabilidade em certas áreas de investigação específicas do ser humano e pode não representar totalmente a fisiologia neural humana.
• Heterogeneidade: Após a diferenciação, as células PC-12 podem apresentar uma heterogeneidade significativa na morfologia e na função, o que pode complicar a interpretação dos resultados experimentais.
• Vida útil limitada: Embora sejam relativamente fáceis de cultivar, as células PC-12 têm uma vida útil limitada, o que pode representar um desafio para experiências de longo prazo.

Linha celular PC-12: Uma ferramenta versátil na investigação neurobiológica e oncológica

As linhas celulares PC12, originárias do feocromocitoma de rato, desempenham um papel fundamental na investigação neurobiológica, sendo aclamadas pelas suas expressões de características neuronais, tais como o crescimento de neuritos em resposta ao fator de crescimento nervoso (NGF). A versatilidade das células PC-12 é amplamente aproveitada na neurobiologia para explorar a diferenciação neural, as respostas a fatores neurotróficos e as avaliações de neurotoxicidade. Esta propensão única para a diferenciação em células semelhantes a neurónios após a exposição ao NGF torna-as um recurso indispensável para os investigadores que se dedicam a explorar as complexidades do sistema nervoso.

Neurorregeneração e diferenciação celular

Curiosamente, um estudo explorou a influência das células estaminais da polpa dentária e dos fatores delas derivados na diferenciação, sobrevivência e expansão das células PC12, revelando caminhos promissores para a neurorregeneração [3]. Outra investigação destacou a osteocalcina, uma proteína de origem óssea conhecida pela sua capacidade de ligação ao cálcio, como promotora da sobrevivência, proliferação e diferenciação nas células PC12 [4], sublinhando o potencial da proteína no reforço das características neuronais.

Triagem de fármacos e neuroproteção

A utilidade das células PC12 estende-se à triagem de fármacos, particularmente para avaliar compostos neuroprotetores e neurodegenerativos, marcando uma fase crítica na busca por novos tratamentos para doenças neurodegenerativas. Por exemplo, a investigação sublinhou as propriedades neuroprotetoras do α-bisabolol num modelo da doença de Parkinson que utilizou células PC12, evidenciando a capacidade do α-bisabolol para mitigar a amiloidogénese e a apoptose, ao mesmo tempo que modula os efeitos neurotóxicos da beta-amilóide [5].

Transformação celular e redes neurais

O processo de diferenciação de uma célula PC-12 para uma entidade semelhante a um neurónio tem início com o NGF, uma proteína fundamental essencial para o crescimento e a sobrevivência neuronal. A exposição das células PC-12 ao NGF ativa vias intracelulares complexas, lançando as bases para a sua transformação. Esta metamorfose constitui uma revelação gradual do potencial celular, observável ao microscópio à medida que as células estendem neuritos e estabelecem ligações semelhantes às redes neuronais.

Alterações morfológicas e fenótipo neuronal

A diferenciação confere transformações morfológicas e funcionais significativas às células PC-12. Partindo da sua forma inicial redonda ou ligeiramente alongada, crescendo em suspensão ou como uma monocamada aderente, o tratamento com NGF leva-as a exibir neuritos estendidos, o que significa uma mudança profunda no sentido de um fenótipo neuronal. Estas extensões de neuritos são cruciais para a comunicação e interação celular, refletindo a conectividade inerente aos tecidos neuronais.

Investigação oncológica e mecanismos celulares

Na investigação sobre o cancro, o modelo neuronal proporcionado pelas células PC12 reveste-se de relevância devido à sua origem tumorigénica. Estas células são fundamentais para a investigação dos mecanismos de proliferação, invasão e migração das células cancerosas. Um estudo de 2020 aprofundou 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 neuroprotetoras

Além disso, as células PC12 ADH, uma variante que adere às superfícies de cultura, permitem análises aprofundadas da morfologia celular e das respostas a estímulos como a privação de oxigénio e glicose, servindo como um modelo essencial para a investigação sobre o AVC e a avaliação de agentes neuroprotetores. O rápido tempo de duplicação das células PC12, que varia entre 24 e 48 horas, sublinha a sua eficácia em estudos dinâmicos onde as taxas de proliferação celular são cruciais.

Considerações finais sobre as aplicações das células PC12

Essencialmente, 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 fármacos e os estudos sobre o cancro. Cada aplicação oferece insights críticos sobre as respostas celulares, abrindo caminho para inovações terapêuticas e aprofundando a nossa compreensão de processos biológicos complexos.

Referências

1. Wu, C., et al., A icariina promove a reparação das células PC12 através da inibição do stress do retículo endoplasmático. BMC Complement Med Ther, 2021. 21(1): p. 69.
2. Sultan, N., et al., As células estaminais da polpa dentária estimulam a diferenciação neuronal das células PC12. Neural Regeneration Research, 2021. 16(9): p. 1821.
3. Ando, E., et al., A osteocalcina promove a proliferação, a diferenciação e a sobrevivência das células PC12. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2021. 557: p. 174-179.
4. Shanmuganathan, B., et al., Efeito anti-amiloidogénico e antiapoptótico do α-bisabolol contra a neurotoxicidade induzida por Aβ nas células PC12. European journal of medicinal chemistry, 2018. 143: p. 1196-1207.
5. Fujita, K., P. Lazarovici e G. Guroff, «Regulação da diferenciação das células de feocromocitoma PC12». *Environ Health Perspect*, 1989. 80: p. 127-42.
6. Abroudi, M., et al., Efeitos antiproliferativos do extrato de Ferula assa-foetida em células cancerígenas PC12 e MCF7. Int J Biomed Engg Clin Sci, 2020. 6(3): p. 60-67.