Linha celular Calu-3

As célulasCalu-3 constituem uma linha de células epiteliais das vias respiratórias derivadas de seres humanos, representando um carcinoma do pulmão de células não pequenas. São amplamente utilizadas na investigação biomédica, que inclui o estudo da biologia do cancro do pulmão, das doenças respiratórias, das interações entre o hospedeiro e o agente patogénico e do transporte de medicamentos nas vias respiratórias. Além disso, são utilizados para desenvolver tratamentos para várias doenças respiratórias.

Este artigo irá fornecer-lhe um conhecimento abrangente sobre a linha celular Calu-3. Aqui, ficará a saber:

Origem e caraterísticas gerais das células Calu-3
Linha celular Calu-3: Informações sobre a cultura
Vantagens e desvantagens das células Calu-3
Aplicações da linha celular Calu-3 na investigação
Células Calu-3: Publicações de investigação
Recursos para células Calu-3: Protocolos, vídeos e muito mais

1. Origem e caraterísticas gerais das células Calu-3

A principal informação que necessita sobre uma linha celular é a sua origem e atributos gerais. Isso ajudá-lo-á a decidir a sua utilização no seu trabalho de investigação. Esta secção ajudá-lo-á a obter esta informação imperativa 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 metastático) de um homem caucasiano (25 anos de idade) com adenocarcinoma do pulmão. A linha celular foi criada em 1975 por Jorgen Fogh e Germain Trempe do Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
As células Calu-3 possuem uma morfologia de tipo epitelial.
O tamanho das células Calu-3 varia entre 8-9 e 20 microns de diâmetro.
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 do pulmão humano, mas têm caraterísticas distintas. A principal diferença entre os modelos de células Calu-3 e A549 é a espessura da camada de muco. As células Calu-3 formam uma camada de muco mais fina, modelando assim o epitélio das vias aéreas proximais. Por outro lado, as células A549 não têm esta caraterística e são mais adequadas para representar a estrutura fisiológica do trato respiratório distal [1].

Visualização dos brônquios na asma brônquica. A asma é uma doença pulmonar em que as vias respiratórias estão contraídas, inchadas e bloqueadas por excesso de muco, levando a sintomas típicos como a falta de ar.

2. Linha celular Calu-3: Informações sobre a cultura

Esta secção irá ajudá-lo a conhecer os pontos-chave para a cultura da linha de células Calu-3. Aqui discutiremos: Qual é o tempo de duplicação das células Calu-3? O que é o meio das células Calu-3? Qual é o protocolo de cultura das células Calu-3? Como é que 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.
Aderente ou em suspensão:	Calu-3 é uma linha celular de adenocarcinoma pulmonar aderente.
Rácio de divisão:	O rácio de subcultura para a linha de células Calu-3 é de 1:2 a 1:4. Para a subcultura, as células são lavadas com 1 x tampão fosfato salino (PBS) e incubadas com Accutase (solução de passagem) à temperatura ambiente durante quase 10 minutos. Em seguida, adiciona-se meio celular fresco e as células separadas são centrifugadas. O pellet de células é ressuspendido cuidadosamente e as células são dispensadas no frasco que contém meios de cultura frescos para crescimento.
Meio de cultura:	O 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 é utilizado para a cultura de células Calu-3. O meio 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 37°C de temperatura e 5% de CO2.
Armazenamento:	As células congeladas devem ser armazenadas na fase de vapor do azoto líquido ou a uma temperatura inferior a -150 °C para proteger a viabilidade das células a longo prazo.
Processo e meio de congelação:	O meio de congelação CM-1 ou CM-ACF é utilizado principalmente para congelar a linha de células pulmonares Calu-3. Para preservar a viabilidade celular e evitar qualquer choque, as células são submetidas a um processo de congelação lento que permite apenas uma diminuição da temperatura de 1 °C por minuto.
Processo de descongelação:	As células são descongeladas colocando um frasco num banho de água pré-ajustado a 37 °C durante cerca de 1 minuto ou até que reste um pequeno aglomerado de gelo. Adiciona-se meio de cultura fresco e as células são centrifugadas para remover os componentes do meio de congelação. Em seguida, o pellet de células é ressuspenso e as células são vertidas para um novo frasco contendo um meio de crescimento.
Nível de biossegurança:	As condições laboratoriais de nível de biossegurança 1 são essenciais para o manuseamento da linha celular Calu-3.

Células Calu-3 em diferentes passagens, destacando os típicos aglomerados aderentes semelhantes a ilhotas.

3. 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. De seguida, discutiremos algumas das mais importantes.

Vantagens

Modelo epitelial das vias respiratórias in vitro:
Na investigação respiratória, as células Calu-3 constituem um modelo in vitro eficiente do epitélio das vias respiratórias. Reflectem os atributos do revestimento das vias aéreas humanas, permitindo investigações sobre o transporte de fármacos, estudos de interação hospedeiro-patógeno e 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 entre o hospedeiro e o agente patogénico num contexto mais realista.

Desvantagens

Linha celular cancerígena:
As células Calu-3 foram obtidas a partir de adenocarcinoma do pulmão, pelo que é importante notar que podem não representar totalmente o tecido pulmonar saudável. Os investigadores devem ter este facto em consideração quando as utilizam como modelo em estudos.

4. Aplicações da linha celular Calu-3 na investigação

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

Estudos de doenças respiratórias: As células pulmonares Calu-3 são utilizadas para investigar várias doenças ou perturbações respiratórias, por exemplo, fibrose quística, asma e doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC). Um estudo realizado por Chiara Papi e colegas investigou o impacto do ácido peptídeo-nucleico (PNA) anti-miR-101-3p na ativação do miRNA-101-3p utilizando o modelo in vitro de fibrose quística Calu 3. O estudo concluiu que o tratamento com PNA tende a aumentar a expressão do gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator), sugerindo uma potencial estratégia terapêutica para a fibrose quística e doenças 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 medicamentos através do epitélio das vias respiratórias. Por exemplo, uma investigação realizada em 2021 explorou a atividade antiviral do extrato da planta Andrographis paniculata e o seu andrographolide bioativo na infeção das células Calu-3 sars-cov-2 [3].
Interações entre o hospedeiro e o agente patogénico: As células Calu-3 são ideais para estudar a interação dos agentes patogénicos com o epitélio das vias respiratórias, ajudando a compreender infecções respiratórias como o SARS-CoV-2. Por exemplo, Byoung Kwon Park e colegas examinaram as respostas das células Calu-3 e Vero e a produção de vírus em resposta à infeção por SARS-CoV-2 [4].

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5. Células Calu-3: Publicações de investigação

Seguem-se alguns estudos de investigação interessantes e frequentemente citados sobre as células Calu-3:

A molécula libertadora de monóxido de carbono-2 suprime a proliferação, a migração, 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 propôs que as moléculas libertadoras de monóxido de carbono-2 (CORM-2) promovem a apoptose das células de cancro do pulmão de células não pequenas (Calu-3) e suprimem a sua proliferação, migração e invasão.

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

Esta investigação na Clinical and Translational Allergy (2018) comparou as respostas imunitárias e de barreira epitelial da linha de células Calu-3 e das células epiteliais nasais primárias recentemente cultivadas.

Quinino inibe a infeção de linhas celulares humanas com SARS-CoV-2

Este artigo em Viruses (2021) propôs o quinino como um potencial tratamento para a infeção por SARS-CoV-2, avaliando o seu efeito em diferentes linhas celulares infectadas com o vírus, como a Calu-3.

Níveis elevados de D-glucose induzem a expressão de ACE2 via GLUT1 na linha celular epitelial das vias aéreas humanas Calu-3

Esta investigação na revista BMC Molecular and Cell Biology (2022) propôs que a D-glucose elevada estimula a expressão da ACE2 nas células Calu-3 através da regulação do gene GLUT1.

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

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

6. 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 e transfecção de células.

Protocolo de transfecção de células Calu-3: Este recurso fornecerá conhecimentos vitais sobre a transfecção de células Calu-3.
Transfecção de Calu-3: Este vídeo tutorial 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 mencionado aqui.

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

Referências

Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar e H. Walles, Biological Models of the Lower Human Airways-Challenges and Special Requirements of Human 3D Barrier Models for Biomedical Research [Modelos biológicos das vias aéreas humanas inferiores-Desafios e requisitos especiais de modelos de barreira 3D humanos para investigação biomédica]. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
Fabbri, E., et al., O tratamento de células Calu-3 epiteliais das vias aéreas humanas com um ácido peptídeo-nucleico (PNA) visando o microRNA miR-101-3p está associado ao aumento da expressão do gene do regulador de condutância transmembrana da fibrose cística (). Jornal Europeu de Química Medicinal, 2021. 209: p. 112876.
Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Atividade anti-SARS-CoV-2 do extrato de Andrographis paniculata e seu principal componente andrographolide em células epiteliais de pulmão humano e avaliação de citotoxicidade em representantes de células de órgãos principais. Jornal de produtos naturais, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
Park, B.K., et al., Sinalização Diferencial e Produção de Vírus em Células Calu-3 e Células Vero após Infeção por SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seul), 2021. 29(3): p. 273-281.