Linha celular HCT116: Um pilar na investigação do cancro colorrectal

Alinha celular HCT116 é uma pedra angular na exploração do cancro colorrectal, oferecendo informações valiosas sobre a patogénese da doença e potenciais vias terapêuticas. Reconhecida pela sua utilidade na investigação do cancro e nas avaliações farmacológicas, a HCT116 facilita estudos fundamentais sobre o comportamento do tumor e a eficácia dos medicamentos.

Origens e caraterísticas fundamentais das células HCT116

Compreender as origens e as caraterísticas básicas das células HCT116, tais como as suas caraterísticas morfológicas, composição genética e dimensões celulares, é essencial para os investigadores que se lançam em estudos que utilizam esta linha celular.

Proveniência e paisagem genética: Provenientes do cólon de um homem caucasiano de 48 anos a quem foi diagnosticado cancro colorrectal, as células HCT116 destacam-se por uma mutação no códão 13 (G13D) do gene KRAS, que faz parte da via de sinalização RAS/RAF/MEK/ERK. Esta mutação específica é fundamental na transformação oncogénica destas células, sublinhando a sua relevância na investigação do cancro.

Morfologia e caraterísticas de crescimento: Apresentando uma morfologia de tipo epitelial, as células HCT116 crescem normalmente em culturas de monocamada, mas também podem formar esferóides com diâmetros de 150-400 µm. Esta adaptabilidade nos padrões de crescimento sublinha a sua versatilidade em várias configurações experimentais.

Perfil cromossómico: A composição cromossómica das células HCT116 é quase diploide, com cerca de 70% da população celular com 45 cromossomas. Em particular, existe uma amplificação recorrente nos braços longos dos cromossomas 8, 10, 16 e 17, enquanto o cromossoma Y está ausente, contribuindo para a sua assinatura genómica única.

Análise comparativa: Linhas celulares HCT116 vs. HT29

Quando se justapõe a HCT116 à HT29, outra linha celular de carcinoma colorrectal humano, surgem diferenças distintas no seu potencial oncogénico e capacidades de diferenciação:

Agressividade e diferenciação oncogénicas: As células HCT116 caracterizam-se pela sua elevada agressividade oncogénica e potencial de diferenciação limitado, o que as torna um modelo para o estudo de fenótipos tumorais agressivos. Em contrapartida, as células HT29 apresentam a capacidade de se diferenciarem em linhagens semelhantes a enterócitos e produtoras de mucina, constituindo um modelo contrastante que imita diversos aspectos da biologia do cancro colorrectal.

Esta compreensão comparativa das linhas celulares HCT116 e HT29 enriquece o conjunto de ferramentas à disposição dos investigadores, permitindo investigações mais matizadas sobre a natureza multifacetada do cancro colorrectal.

Pólipos pré-cancerosos que crescem no cólon.

Manuseamento de células HCT116

Tempo de duplicação:	O tempo de duplicação das células cancerígenas HCT116 varia entre 25 e 35 horas.
Aderente ou em suspensão:	A linha celular de cancro do cólon HCT116 é aderente, com células a crescer em monocamadas.
Densidade de sementeira:	Recomenda-se uma densidade de sementeira de 2 x¹⁰⁴ ^células/cm2 para a cultura de células HCT116. Para a subcultura, as células devem ser destacadas utilizando a solução Accutase após uma lavagem com 1x PBS. Após centrifugação, o pellet de células é ressuspenso em meio de crescimento fresco e transferido para um novo frasco.
Meio de crescimento:	O meio McCoys 5a, suplementado com 3,0 g/L de L-glucose, 1,5 mM de L-glutamina, 3,0 g/L de _NaHCO3 e 10% de soro fetal bovino, é ótimo para o cultivo de células HCT116. É aconselhável renovar o meio 1 a 2 vezes por semana.
Condições de crescimento (temperatura,_CO2):	O cultivo é efectuado numa incubadora humidificada a 37°C com uma atmosfera de 5%_{de CO2}.
Armazenamento:	As células HCT116 podem ser armazenadas a temperaturas inferiores a -150°C, quer na fase de vapor quer na fase líquida do azoto líquido.
Processo e meio de congelação:	Utilizar o meio CM-1 ou CM-ACF para criopreservação. Recomenda-se um método de congelação de taxa controlada, permitindo uma diminuição gradual da temperatura de 1°C por minuto, o que ajuda a manter a viabilidade celular.
Processo de descongelação:	Descongelar as células HCT116 num banho de água a 37°C. Depois de adicionar o meio de crescimento, centrifugar para remover os resíduos do meio de congelação. Ressuspender o pellet de células em meio fresco e cultivar em novos frascos.
Nível de biossegurança:	Nível 1

Células de cancro do cólon HCT116 em cultura ampliadas a 20x e 10x.

Vantagens da linha celular HCT116

Esta secção aborda a linha celular HCT116, destacando o seu papel fundamental na investigação do cancro, particularmente no estudo do cancro colorrectal, e discutindo as suas vantagens inerentes.

A linha celular HCT116 destaca-se na investigação do cancro devido a várias vantagens fundamentais:

Modelo de cancro colorrectal: É um modelo in vitro amplamente reconhecido do cancro colorrectal, o terceiro cancro mais comum a nível mundial. A sua relevância para imitar o cancro colorrectal humano torna-a inestimável para compreender a biologia do cancro e testar estratégias terapêuticas.
Homogeneidade: De forma notável, cerca de 70% das células HCT116 apresentam perfis genéticos consistentes, constituindo uma população relativamente homogénea. Esta uniformidade é crucial para estudos centrados na expressão genética, nas vias de sinalização celular e na avaliação da eficácia dos tratamentos medicamentosos, uma vez que garante a consistência e a fiabilidade dos resultados experimentais.
Eficiência de transfecção: Uma das caraterísticas distintivas das células HCT116 é a sua elevada capacidade de transfecção, especialmente com vectores virais. Esta caraterística é particularmente benéfica na investigação da terapia genética, permitindo a introdução de material genético com eficiência e precisão, facilitando assim as manipulações genéticas avançadas e os estudos funcionais.

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Aplicações de investigação da linha celular HCT116

A linha celular HCT116 tem uma vasta gama de aplicações na investigação do cancro. Algumas das aplicações mais importantes são

Biologia do cancro

A linha celular de cancro do cólon HCT116 é utilizada para estudar a progressão e o desenvolvimento do cancro do cólon. Além disso, ajuda a esclarecer os mecanismos subjacentes e as vias de sinalização envolvidas na proliferação, migração e invasão do cancro. Um estudo utilizou células HCT116 para estudar os genes envolvidos no desenvolvimento da resistência aos medicamentos. Os investigadores sobreexpressaram o gene MDR1 em células de cancro do cólon e observaram a expressão das isoformas NOX (óxido de NADPH) e Nrf2. O estudo revelou que a regulação positiva de NOX2 e Nrf2 causa quimiorresistência nas células cancerígenas; assim, estes genes podem ser direcionados para ultrapassar o desenvolvimento de resistência durante a terapia do cancro [1]. Do mesmo modo, uma investigação realizada em 2021 indicou que a via de sinalização NF-κB está envolvida na regulação da proliferação e migração do cancro do cólon. Assim, pode ser direcionado para o desenvolvimento de novas e eficazes terapêuticas contra o carcinoma colorretal [2].

No domínio da oncologia, é fundamental compreender os processos intrincados do ciclo celular, da proliferação e crescimento e da apoptose. Estas funções biológicas são essenciais no estudo de linhas celulares humanas, em especial as derivadas de células malignas, como as células cancerosas do cólon humano e os modelos de cancro pancreático. As linhas celulares HCT116 e SW620, por exemplo, são fundamentais para explorar os mecanismos subjacentes ao cancro do cólon e do pâncreas, respetivamente. Através de técnicas como a citometria de fluxo e os ensaios clonogénicos, os investigadores podem elucidar os perfis de expressão genética e o comportamento de células independentes dentro dos tumores, esclarecendo a forma como o cancro comunica dentro da matriz extracelular.

O papel da apoptose na progressão do cancro

A apoptose, ou morte celular programada, desempenha um papel fundamental na manutenção da homeostase celular e é uma área chave de estudo na investigação do cancro. A distinção entre apoptose não relacionada e apoptose especificamente induzida no contexto do cancro, como a morte celular do cancro do cólon, é crucial. Este processo não consiste apenas na eliminação de células, mas envolve uma interação complexa de sinais que podem afetar o crescimento do tumor e as metástases. Ao examinar a apoptose e a morte celular em conjunto com os supressores de metástases e a atividade dos supressores de tumores, os cientistas podem obter informações sobre as vias que regulam a progressão do cancro e o potencial metastático.

Metástases e marcadores moleculares no cancro

A metástase continua a ser um dos aspectos mais formidáveis do cancro, sendo a metástase hematogénica uma preocupação significativa na disseminação de células malignas. A exploração da metástase envolve o estudo das capacidades de movimento e invasão das células cancerosas, ou locomoção celular, e da forma como as células interagem com o meio envolvente, incluindo a matriz extracelular. Marcadores moleculares como a expressão de CD133 e o recetor do fator de crescimento epidérmico são fundamentais para identificar e compreender o comportamento das células positivas do carcinoma do cólon e de outros tipos de cancro. A via SIRT6, por exemplo, emergiu como uma área de interesse devido ao seu potencial papel na modulação do crescimento tumoral e do cancro do cólon metastático.

Toxicologia/desenvolvimento de medicamentos

A linha celular HCT116 é utilizada como modelo de rastreio de novos medicamentos contra o cancro. Foram efectuados vários estudos para avaliar a eficácia e a toxicidade de medicamentos anticancerígenos, incluindo produtos naturais e nanopartículas sintetizadas quimicamente. Assim, a investigação avaliou a citotoxicidade de nanopartículas de prata sintetizadas a partir de extractos de um medicamento à base de plantas, Caesalpinia pulcherrima, em células HCT116 [3]. Num estudo, os investigadores utilizaram a linha celular de cancro HCT116 para avaliar o potencial anticancerígeno do extrato aquoso de chá de cacau. Outro estudo utilizou células cancerosas HCT116 e descobriu que os extractos debatata-doce, Dioscorea bulbifera, exibem uma atividade pró-apoptótica em células de carcinoma colorrectal através da ativação da cascata de sinalização JNK e da supressão do gene ERK1/2 [5].

Os efeitos da metformina nas células cancerosas, particularmente no contexto do cancro do cólon e do pâncreas, exemplificam como a compreensão das funções biológicas das células cancerosas pode conduzir a potenciais estratégias terapêuticas. A investigação sobre a sobrevivência clonogénica, ou a capacidade de formar clones, das células cancerosas após tratamento com agentes como a metformina ou visando vias específicas, como o recetor do fator de crescimento epidérmico, pode fornecer informações valiosas para tratamentos eficazes do cancro. Além disso, a utilização de clones HCT116 e de populações de células HCT116 nestes estudos permite uma compreensão diferenciada da forma como as células cancerígenas respondem a diferentes intervenções terapêuticas, abrindo caminho para abordagens mais personalizadas ao tratamento do cancro.

Células HCT116: Publicações de investigação

Esta secção aborda algumas das publicações recentes mais importantes e mais citadas sobre a linha celular HCT116.

Estudo da citotoxicidade de nanopartículas de SnO2 sintetizadas a partir de sementes de Piper nigrum em linhas celulares de cancro colorrectal (HCT116) e de cancro do pulmão (A549)

Este estudo foi publicado no Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology (2017). Os investigadores utilizaram as linhas celulares de cancro do cólon HCT116 e de cancro do pulmão A549 para avaliar os efeitos citotóxicos das nanopartículas de óxido de estanho sintetizadas mediadas por sementes de piper nigrum.

O RNA longo não codificante SNHG15 interage e estabiliza o fator de transcrição Slug e promove a progressão do câncer de cólon

Esta pesquisa em Cancer Letters (2018) propõe que o lncRNA SNHG15 promove a migração de células de câncer de cólon em linhas celulares de câncer colorretal, incluindo HCT116.

A sobreexpressão do RNA longo não codificante TUG1 promove a progressão do cancro do cólon

Este artigo foi publicado na revista Medical Science Monitor em 2016. O estudo concluiu que o LncRNA TUG1 oncogénico promove a proliferação e a migração das células cancerígenas do cólon HCT116.

A resistência aos medicamentos induz a regulação positiva das enzimas produtoras de H2S nas células cancerígenas do cólon HCT116

Esta investigação na revista Biochemical Pharmacology (2018) propõe que o desenvolvimento da resistência aos medicamentos aumenta os níveis das enzimas produtoras de H2S nas células cancerígenas do cólon HCT116.

Efeitos apoptóticos e antiproliferativos do extrato aquoso de Inula viscosa L. na expressão de microRnas na linha celular HCT 116: um estudo in vitro

Este trabalho de investigação publicado no International Journal of Environmental Health Research (2023) propõe que o extrato de Inula viscosa L. exerce um efeito anticancerígeno nas células de cancro colorrectal HCT116 através da regulação dos microRNAs.

Recursos para células HCT116

Abaixo encontram-se alguns recursos sobre as células HCT116.

Transfecção de HCT116: Este vídeo é um guia passo-a-passo para a transfecção de células cancerígenas HCT116.
Cultura da linha de células HCT116: Este vídeo mostra o protocolo de subcultura para a linha celular de cancro do cólon HCT116.
Subcultura da linha de células HCT116: Este sítio Web contém muitas informações úteis sobre o meio de cultura HCT116. Além disso, fornece procedimentos para congelar, descongelar e subcultar células.

Perguntas frequentes sobre as células HCT116

referências

Waghela, B.N., F.U. Vaidya, e C. Pathak: A regulação positiva de NOX-2 e Nrf-2 promove a resistência ao 5-fluorouracil em células de carcinoma do cólon humano (HCT-116). Biochemistry (Moscovo), 2021, 86, p. 262-274.
Yang, M., et al., Astragalin inibe a proliferação e migração de células HCT116 de câncer de cólon humano, regulando a via de sinalização NF-κB. Fronteiras em Farmacologia, 2021, 12: p. 639256.
Deepika, S., C.I. Selvaraj e S.M. Roopan, Triagem de bioatividades de Caesalpinia pulcherrima L. swartz e citotoxicidade de nanopartículas de prata sintetizadas por extrato na linha de células HCT116. Ciência e Engenharia de Materiais, C, 2020, 106, p. 110279.
Gao, X., et al., O chá de cacau (Camellia ptilophylla) induz apoptose dependente de mitocôndrias em células HCT116 via geração de ROS e a via de sinalização PI3K / Akt. Food Research International, 2020, 129, p. 108854.
Hidayat, A.F.A., et al., Dioscorea bulbifera induziu apoptose através da inibição de ERK 1/2 e ativação das vias de sinalização JNK em células de carcinoma colorrectal humano HCT116. Biomedicina e Farmacoterapia, 2018. 104: p. 806-816.