Células CHO-K1: Um elemento essencial nas aplicações de investigação biotecnológica
As célulasCHO-K1 são derivadas da linha celular de ovário de hamster chinês (CHO). São amplamente utilizadas na biotecnologia industrial para produzir biofarmacêuticos e outras proteínas recombinantes. Além disso, a linha de células CHO-K1 é também utilizada na investigação toxicológica. Os investigadores manipulam geneticamente estas células para melhorar a glicosilação, reduzir a apoptose e aumentar a produtividade global.
Este artigo ajudá-lo-á a analisar quase todos os conhecimentos valiosos sobre a linha celular CHO-K1 que podem facilitar o seu trabalho com ela. Especificamente, abordará:
- Origem e caraterísticas gerais: Células CHO-K1
- Linha celular CHO-K1: Informações sobre a cultura
- Vantagens e limitações das células CHO-K1
- Aplicações da linha de células CHO-K1 na investigação
- Células CHO-K1: Publicações de investigação
- Recursos para a linha de células CHO-K1: Protocolos, vídeos e muito mais
1.origem e caraterísticas gerais: Células CHO-K1
As caraterísticas gerais e a origem de uma linha celular determinam a sua utilização na investigação. Esta secção irá ajudá-lo a conhecer a origem e as caraterísticas da famosa linha de células CHO-K1. Ficará a saber: De onde veio a célula CHO-K1? Qual é o tamanho das células CHO-K1? Qual é a forma completa da linha de células CHO-K1? Qual é a morfologia da célula CHO-K1?
- CHO-K1 ou linha celular K1 de ovário de hamster chinês é um subclone de células CHO parentais que teve origem na biopsia de um ovário de hamster chinês fêmea adulto em 1957. A linha celular original foi desenvolvida por T.T. Puck e colegas da Faculdade de Medicina da Universidade do Colorado, Denver, EUA [1].
- A linha celular CHO-K1 apresenta uma morfologia semelhante à epitelial.
- O diâmetro das células CHO-K1 é de aproximadamente 0,001 milímetros. Curiosamente, as células são grandes inicialmente; no entanto, tornam-se pequenas com o tempo.
- O genoma das células CHO-K1 é constituído por um número de cromossomas semelhante ao das células humanas. Têm cariótipos diplóides e têm apenas menos anomalias cromossómicas.
Linha celular CHO-K1 vs CHO-S
Ambas as linhas celulares são derivadas de CHO. Diferem na forma como estas células crescem e proliferam. As células CHO-S estão adaptadas para crescer em culturas, enquanto as CHO-K1 podem ser geneticamente manipuladas para produzir células aderentes e em suspensão.
2.linha celular CHO-K1: Informações sobre a cultura
A linha de células CHO-K1 é amplamente utilizada na investigação biotecnológica industrial. São linhas celulares de fácil manutenção. Conhecer os pontos-chave da cultura de células CHO-K1 pode ajudá-lo a facilitar a sua utilização. Esta secção ajudá-lo-á a aprender: As células CHO-K1 são aderentes? Qual é o tempo de duplicação das células CHO-K1? Que meios são utilizados para a cultura de células CHO? O que é a densidade de sementeira de CHO-K1?
Pontos-chave para a cultura de células CHO-K1
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Tempo de duplicação da população: |
O tempo de duplicação das células CHO-K1 é de aproximadamente 22 horas. |
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Aderente ou em suspensão: |
As células CHO-K1 são aderentes. No entanto, podem ser geneticamente modificadas para serem células CHO-K1 em suspensão. |
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Densidade de sementeira: |
A densidade de sementeira de CHO-K1 é de 1 x104 células/cm2. A esta densidade, as células podem formar uma camada confluente em aproximadamente 6 dias. Para células aderentes, as células são lavadas com 1 x PBS e incubadas durante 8 a 10 minutos à temperatura ambiente. As células dissociadas são adicionadas a meio fresco e centrifugadas. As células colhidas são ressuspendidas e colocadas num novo frasco para crescimento. |
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Meio de crescimento: |
O meio de crescimento Ham's F12 suplementado com 10% de FBS, 1,0 mM de glutamina estável, 1,0 mM de piruvato de sódio e 1,1 g/L de NaHCO3 é utilizado para cultivar células CHO-K1. O meio deve ser substituído 2 a 3 vezes por semana. |
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Condições de crescimento: |
As culturas de CHO-K1 são mantidas numa incubadora humidificada a 37°C com um fornecimento de 5% de CO2. |
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Armazenamento: |
As células CHO-K1 congeladas são armazenadas a uma temperatura inferior a -150°C ou na fase de vapor do azoto líquido. |
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Processo e meio de congelação: |
Os meios de congelação CM-1 ou CM-ACF são utilizados para a congelação de células CHO-K1. Para congelar as células CHO-K1, utiliza-se um processo de congelação lento que permite uma descida gradual da temperatura de 1°C. |
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Processo de descongelação: |
As células CHO-K1 congeladas são mantidas num banho de água a 37°C até que reste um pequeno aglomerado de gelo. As células descongeladas são adicionadas a meios de cultura frescos e vertidas para um novo frasco com meios de cultura a uma densidade de 5 x104 células/cm2. As células demoram cerca de 24 a 48 horas a reviver adequadamente. |
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Nível de biossegurança: |
As culturas CHO-K1 são manuseadas e mantidas em laboratórios de nível 1 de biossegurança. |
3.vantagens e limitações das células CHO-K1
CHO-K1 é uma ferramenta de investigação inestimável. A sua combinação única de vantagens e limitações torna-a distinta de outras linhas celulares. Esta secção aborda alguns prós e contras da linha celular CHO-K1.
Vantagens
As principais vantagens da linha celular CHO-K1 incluem
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Facilidade de transfecção |
As células CHO-K1 são muito utilizadas em estudos de transfecção. Podem ser transfectadas de forma transiente e estável através de diferentes procedimentos físicos e químicos. Devido à sua elevada capacidade de transfecção, as células CHO-K1 são amplamente utilizadas para produzir proteínas recombinantes e outros produtos biofarmacêuticos. |
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Rápida taxa de crescimento e fácil cultura |
O tempo de duplicação das células CHO-K1 é de apenas 22 horas, pelo que têm uma elevada taxa de crescimento e são ideais para utilização na biotecnologia industrial. Além disso, a adaptação da suspensão CHO-K1 torna-a útil para a produção de grandes quantidades de produtos biofarmacêuticos. Para além disso, são fáceis de cultivar e manter em laboratório e não requerem condições e procedimentos de cultura difíceis. |
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Baixa frequência de anomalias cromossómicas |
O CHO-K1 é um sistema modelo bem caracterizado e estabelecido. O genoma do CHO-K1 é estável e tem poucas anomalias cromossómicas. Por conseguinte, são hospedeiros ideais para a produção de proteínas recombinantes. |
Limitações
Seguem-se algumas limitações da linha celular CHO-K1:
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Origem não-humana |
Embora as células CHO-K1 tenham a capacidade de efetuar padrões de glicosilação semelhantes aos humanos, são de origem não humana. Este facto pode constituir uma preocupação quando se estudam processos celulares altamente específicos do ser humano e a imunogenicidade de agentes terapêuticos. |
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Heterogeneidade |
As células CHO-K1 podem apresentar caraterísticas genéticas ligeiramente diferentes dentro da mesma população, o que resulta em heterogeneidade genética. Isto pode afetar as funções celulares e causar variabilidade nos níveis de expressão das proteínas, influenciando potencialmente a reprodutibilidade dos resultados experimentais. |
4.aplicações da linha celular CHO-K1 na investigação
A linha celular CHO-K1 tem inúmeras aplicações na biotecnologia industrial e na investigação toxicológica. Aqui, discutimos algumas específicas.
- Produção de proteínas recombinantes: As células CHO-K1 são ferramentas de investigação inestimáveis para a produção de proteínas recombinantes, incluindo anticorpos, proteínas terapêuticas e enzimas. A sua elevada taxa de crescimento e a facilidade das condições de cultura ajudam a produzir grandes quantidades de proteínas recombinantes com dobragem e glicosilação adequadas. Por exemplo, um estudo realizado por Kritika Gupta utilizou células CHO-K1 e transfectou-as de forma estável para produzir um anticorpo monoclonal recombinante contra o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) [2]. A produção de anticorpos CHO K1 é bastante fiável e conveniente. Os investigadores também modificam estas células para melhorar a produção de anticorpos CHO K1. Por exemplo, um estudo manipulou geneticamente as células CHO-K1 para produzir anticorpos com rácios elevados de N-glicanos ligados a Fc a-fucosilados, o que é importante para a sua função efectora [3].
- Investigação toxicológica: A célula CHO-K1 é frequentemente utilizada para a descoberta de medicamentos e ensaios de rastreio. Podem ser utilizadas para avaliar a toxicidade e a eficácia de potenciais medicamentos. Além disso, os investigadores utilizam as células CHO-K1 para investigar as interações droga-alvo e estudar o metabolismo dos medicamentos. Foram realizados vários estudos para avaliar os possíveis efeitos terapêuticos de extractos de plantas, compostos, nanopartículas, proteínas terapêuticas e outros agentes utilizando a linha celular CHO-K1. Em 2022, foi realizada uma investigação semelhante, na qual os investigadores mediram o potencial citotóxico de extractos de plantas ricos em flavonóides em células CHO-K1 [4]. Da mesma forma, um estudo de pesquisa conduzido por Ryan Deweese e colegas avaliou a citotoxicidade dos extratos de Baptisia australis, Trifolium pratense e Rubus idaeus em células CHO-K1 de ovário de hamster chinês [5].
5.células CHO-K1: Publicações de investigação
Seguem-se algumas publicações de investigação interessantes sobre células CHO-K1.
Este estudo publicado na Molecular Biology Reports (2023) propôs os efeitos positivos da sobreexpressão do gene SIRT6 na viabilidade das células CHO-K1 e na expressão de anticorpos.
Esta publicação encontra-se no Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Os resultados da investigação indicam o potencial do CRISPR-Cas13d para modificar geneticamente as células CHO-K1 para melhorar a produção de anticorpos em termos de qualidade e quantidade.
Este artigo de investigação da Nature Scientific Reports (2018) sugeriu a maltose como uma fonte de energia promissora para a cultura de células CHO-K1 num meio sem proteínas e para melhorar a produção de anticorpos monoclonais recombinantes.
Este estudo publicado no Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) utilizou células CHO-K1 para avaliar os potenciais efeitos citotóxicos e antigenotóxicos do extrato etanólico de pimenta preta isolado e em combinação com doxorrubicina.
Esta pesquisa foi publicada no The Nucleus em 2019. Aqui, os investigadores avaliaram o potencial citotóxico e genotóxico das nanopartículas de prata na linha celular CHO-K1.
6.recursos para a linha de células CHO-K1: Protocolos, vídeos e muito mais
CHO-K1 é uma linha celular famosa. Os recursos disponíveis que apresentam protocolos de cultura e transfecção de CHO-K1 são mencionados aqui.
- Transfecção de CHO-K1: Este link descreve o protocolo de transfecção de CHO-K1. Trata-se de um guia passo a passo para transfectar ADN plasmídico em células CHO-K1 utilizando o reagente Lipofectamine LTX.
- Tutorial de transfecção CHO-K1: Este vídeo explica em pormenor o procedimento de transfecção transiente de CHO-K1.
Aqui estão alguns recursos que descrevem o protocolo de cultura celular para células CHO-K1.
- Células CHO-K1: Esta ligação do sítio Web contém informações úteis sobre as células CHO-K1, incluindo a receita dos meios de cultura CHO-K1, subcultura e protocolo de descongelação.
Referências
- Gamper, N., J.D. Stockand, e M.S. Shapiro, A utilização de células de ovário de hamster chinês (CHO) no estudo de canais iónicos. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): p. 177-85.
- Gupta, K., et al., A Stable CHO K1 Cell line for producing recombinant monoclonal antibody against TNF-α. Biotecnologia Molecular, 2021. 63(9): p. 828-839.
- Popp, O., et al. Desenvolvimento de uma linha de células hospedeiras CHO-K1 pré-glicogenética para a expressão de anticorpos com função efetora mediada por Fc aprimorada. em MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicity of Flavonoid-Containing Plant Extracts towards the CHO Cell Line: a Comparative Study. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): p. 80-85.
- Deweese, R., et al., Efeitos citotóxicos de Trifolium pratense, Baptisia australis e extratos de Rubus idaeus em células CHO-K1. Pesquisa e revisões avançadas do GSC, 2021. 8(1): p. 128-139.