Linia celulară Calu-3
CeluleleCalu-3 constituie o linie celulară epitelială a căilor respiratorii derivată de la om, reprezentând carcinomul pulmonar cu celule non-small. Acestea sunt utilizate pe scară largă în cercetarea biomedicală care include studiul biologiei cancerului pulmonar, al bolilor respiratorii, al interacțiunilor gazdă-patogen și al transportului medicamentelor în căile respiratorii. În plus, acestea sunt utilizate pentru a dezvolta tratamente pentru mai multe afecțiuni respiratorii.
Acest articol vă va oferi cunoștințe complete despre linia celulară Calu-3. Aici, veți afla:
- Originea și caracteristicile generale ale celulelor Calu-3
- Linia celulară Calu-3: Informații privind cultivarea
- Avantaje și dezavantaje ale celulelor Calu-3
- Aplicații ale liniei celulare Calu-3 în cercetare
- Celule Calu-3: Publicații de cercetare
- Resurse pentru celulele Calu-3: Protocoale, videoclipuri și multe altele
1. Originea și caracteristicile generale ale celulelor Calu-3
Informațiile primare de care aveți nevoie despre o linie celulară sunt originea și atributele sale generale. Acestea vă vor ajuta să decideți utilizarea acesteia în activitatea dumneavoastră de cercetare. Această secțiune vă va ajuta să aflați aceste informații imperative despre linia celulară Calu-3. Aceasta va include: Ce este o linie celulară CALU-3? Care este morfologia celulelor Calu-3? Care este originea celulelor Calu-3?
- Celulele Calu-3 au fost obținute din efuzia pleurală (situs metastatic) a unui bărbat caucazian (25 de ani) cu adenocarcinom pulmonar. Linia celulară a fost stabilită în 1975 de către Jorgen Fogh și Germain Trempe de la Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
- Celulele Calu-3 posedă o morfologie de tip epitelial.
- Dimensiunea celulelor Calu-3 variază de la 8-9 la 20 microni în diametru.
- Ele adăpostesc mutații în genele K-RAS (G13D), TP53 și CDKN2A și exprimă EGFR de tip sălbatic.
A549 vs Calu-3
Celulele A549 și Calu-3 sunt linii celulare de adenocarcinom pulmonar uman, dar au caracteristici distincte. Principala diferență dintre modelele de celule Calu-3 și A549 este grosimea stratului de mucus. Celulele Calu-3 formează un strat de mucus mai subțire, modelând astfel epiteliul proximal al căilor respiratorii. Pe de altă parte, celulele A549 nu au această caracteristică și sunt mai potrivite pentru a reprezenta structura fiziologică a tractului respirator distal [1].
2. Linia celulară Calu-3: Informații privind cultivarea
Această secțiune vă va ajuta să cunoașteți punctele cheie pentru cultivarea liniei celulare Calu-3. Aici vom discuta: Care este timpul de dublare a celulelor Calu-3? Ce este mediul celulelor Calu-3? Care este protocolul de cultivare a celulelor Calu-3? Cum se cultivă celulele Calu-3?
Puncte cheie pentru cultivarea celulelor Calu-3
|
Timpul de dublare: |
Timpul de dublare a celulelor Calu-3 este de aproximativ 35 de ore. |
|
Aderente sau în suspensie: |
Calu-3 este o linie celulară de adenocarcinom pulmonar aderentă. |
|
Raport de divizare: |
Raportul de subcultivare pentru linia celulară Calu-3 este de 1:2 până la 1:4. Pentru subcultură; celulele sunt clătite cu 1 x soluție salină tampon fosfat (PBS) și incubate cu Accutase (soluție de trecere) la temperatura ambiantă timp de aproape 10 minute. După aceea, se adaugă mediu celular proaspăt, iar celulele detașate sunt centrifugate. Peletul celular este resuspendat cu atenție, iar celulele sunt distribuite în balonul care conține mediu de cultură proaspăt pentru creștere. |
|
Mediu de creștere: |
Mediul EMEM conținând 10% FBS, 2 mM L-Glutamină, 1,5 g/L NaHCO3, EBSS, 1 mM piruvat de sodiu și NEAA este utilizat pentru cultivarea celulelor Calu-3. Mediul celulelor Calu-3 trebuie înlocuit de 2 până la 3 ori pe săptămână. |
|
Condiții de creștere: |
Celulele Calu-3 sunt cultivate într-un incubator umidificat la o temperatură de 37°C și o aprovizionare cu 5% CO2. |
|
Depozitare: |
Celulele congelate trebuie depozitate în faza de vapori a azotului lichid sau la o temperatură sub -150 °C pentru a proteja viabilitatea celulelor pe termen lung. |
|
Procesul de congelare și mediul: |
Mediul de congelare CM-1 sau CM-ACF este utilizat în principal pentru congelarea liniei de celule pulmonare Calu-3. Pentru a păstra viabilitatea celulelor și a preveni orice șoc, celulele sunt supuse unui proces lent de congelare care permite o scădere a temperaturii de numai 1 °C pe minut. |
|
Procesul de decongelare: |
Celulele sunt decongelate prin plasarea unui flacon într-o baie de apă pre-setată la 37 °C timp de aproximativ 1 minut sau până când rămâne un mic ghem de gheață. Se adaugă mediu de cultură proaspăt, iar celulele sunt centrifugate pentru a elimina componentele mediului de congelare. După aceea, peletul celular este resuspendat, iar celulele sunt turnate într-un flacon nou care conține un mediu de creștere. |
|
Nivelul de biosecuritate: |
Condițiile de laborator de nivel 1 de biosecuritate sunt esențiale pentru manipularea liniei celulare Calu-3. |
3. Avantaje și dezavantaje ale celulelor Calu-3
Ca și alte linii celulare umane, celulele Calu-3 au propriul lor set de avantaje și dezavantaje. În continuare, vom discuta câteva dintre cele importante.
Avantaje
-
Model epitelial al căilor respiratorii in vitro:
În cercetarea respiratorie, celulele Calu-3 servesc drept model in vitro eficient pentru epiteliul căilor respiratorii. Ele reflectă atributele mucoasei căilor respiratorii umane, permițând investigații privind transportul medicamentelor, studii privind interacțiunea gazdă-patogen și producția de mucină.
-
Polarizare:
Celulele Calu-3 formează monostraturi polarizate, ceea ce le face utilizate pe scară largă pentru investigarea transportului de medicamente și a interacțiunilor gazdă-patogen într-un context mai realist.
Dezavantaje
-
Linie celulară canceroasă:
Celulele Calu-3 au fost obținute din adenocarcinom pulmonar, astfel încât este important să rețineți că este posibil ca acestea să nu reprezinte pe deplin țesutul pulmonar sănătos. Cercetătorii ar trebui să ia în considerare acest lucru atunci când le folosesc ca model în studii.
4. Aplicații ale liniei celulare Calu-3 în cercetare
Calu-3 oferă mai multe aplicații în cercetarea biomedicală. Această secțiune a articolului va pune în lumină câteva dintre cele mai promițătoare.
- Studiul bolilor respiratorii: Celulele pulmonare Calu-3 sunt utilizate pentru a studia diverse boli sau tulburări respiratorii, de exemplu, fibroza chistică, astmul și boala pulmonară obstructivă cronică (BPOC). Un studiu realizat de Chiara Papi și colegii săi a investigat impactul acidului peptid-nucleic anti-miR-101-3p (PNA) în țintirea miRNA-101-3p utilizând modelul in vitro de fibroză chistică Calu 3. Studiul a constatat că tratamentul cu PNA tinde să crească expresia genei Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR), sugerând o potențială strategie terapeutică pentru fibroza chistică și afecțiunile conexe [2].
- Dezvoltarea medicamentelor: Celulele Calu-3 servesc drept model pentru testarea și dezvoltarea de medicamente pentru mai multe afecțiuni respiratorii. În plus, aceste celule sunt, de asemenea, utilizate în studiul transportului de medicamente prin epiteliul căilor respiratorii. De exemplu, cercetările efectuate în 2021 au explorat activitatea antivirală a extractului de plantă Andrographis paniculata și a andrographolidei sale bioactive asupra infecției sars-cov-2 a celulelor Calu-3 [3].
- Interacțiuni gazdă-patogen: Celulele Calu-3 sunt ideale pentru studierea interacțiunii agenților patogeni cu epiteliul căilor respiratorii, ajutând la înțelegerea infecțiilor respiratorii precum SARS-CoV-2. De exemplu, Byoung Kwon Park și colegii săi au examinat răspunsurile celulelor Calu-3 și Vero și producția de virusuri ca răspuns la infecția cu SARS-CoV-2 [4].
5. Celule Calu-3: Publicații de cercetare
Următoarele sunt câteva studii de cercetare interesante și citate frecvent care prezintă celulele Calu-3:
Acest studiu a fost publicat în European Review for Medical and Pharmacological Sciences în 2018. Cercetarea a propus că moleculele de eliberare a monoxidului de carbon-2 (CORM-2) promovează apoptoza celulelor de cancer pulmonar cu celule non-small (Calu-3) și suprimă proliferarea, migrația și invazia acestora.
Această cercetare din Clinical and Translational Allergy (2018) a comparat răspunsurile imunitare și de barieră epitelială ale liniei celulare Calu-3 și ale celulelor epiteliale nazale primare proaspăt cultivate.
Chinina inhibă infecția liniilor celulare umane cu SARS-CoV-2
Acest articol din Viruses (2021) a propus chinina ca tratament potențial pentru infecția cu SARS-CoV-2 prin evaluarea efectului său asupra diferitelor linii celulare infectate cu virus, cum ar fi Calu-3.
Această cercetare din BMC Molecular and Cell Biology (2022) a propus că un nivel ridicat de D-glucoză încurajează expresia ACE2 a celulelor Calu-3 prin reglarea genei GLUT1.
Dolosigranulum pigrum modulează imunitatea împotriva SARS-CoV-2 în celulele epiteliale respiratorii
Acest articol din Pathogens (2021) a explorat efectele imunomodulatoare ale Dolosigranulum pigrum 040417 în celulele epiteliale pulmonare. În plus, acesta a investigat potențialul acestei bacterii imunobiotice în protejarea împotriva infecției cu SARS-CoV-2.
6. Resurse pentru celulele Calu-3: Protocoale, videoclipuri și multe altele
Există multe resurse online disponibile privind celulele Calu-3 care cuprind informații legate de cultivarea și transfecția celulelor.
- Protocolul de transfecție a celulelor Calu-3: Această resursă va oferi cunoștințe esențiale despre transfecția celulelor Calu-3.
- Transfecția celulelor Calu-3: Acest tutorial video este un ghid pas cu pas pentru învățarea protocolului de transfecție in vitro Calu-3.
Protocolul de cultură a celulelor Calu-3 este menționat aici.
- Celule Calu-3: Acest document cuprinde informații privind mediul celulelor Calu-3 și protocolul de subcultură sau de trecere.
Referințe
- Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar și H. Walles, Biological Models of the Lower Human Airways-Challenges and Special Requirements of Human 3D Barrier Models for Biomedical Research. Farmaceutică, 2021. 13(12).
- Fabbri, E. și colab., Tratamentul celulelor Calu-3 epiteliale ale căilor respiratorii umane cu un acid peptidic-nucleic (PNA) care vizează microARN miR-101-3p este asociat cu creșterea expresiei genei Transmembrane Conductance Regulator () a fibrozei chistice. Jurnalul European de Chimie Medicinală, 2021. 209: p. 112876.
- Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Activitatea anti-SARS-CoV-2 a extractului de Andrographis paniculata și a componentei sale majore andrographolide în celulele epiteliale pulmonare umane și evaluarea citotoxicității în reprezentanții celulelor organelor majore. Journal of natural products, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
- Park, B.K. și colab., Semnalarea diferențială și producția de virus în celulele Calu-3 și celulele Vero la infecția cu SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seul), 2021. 29(3): p. 273-281.