Linia celulară HCT116: Un pilon în cercetarea cancerului colorectal
Linia celulară HCT116 servește drept piatră de temelie în explorarea cancerului colorectal, oferind o perspectivă inestimabilă asupra patogenezei bolii și a potențialelor căi terapeutice. Recunoscută pentru utilitatea sa în cercetarea cancerului și în evaluările farmacologice, HCT116 facilitează studiile esențiale privind comportamentul tumoral și eficacitatea medicamentelor.
Originea și caracteristicile fundamentale ale celulelor HCT116
Înțelegerea rădăcinilor și a caracteristicilor de bază ale celulelor HCT116, cum ar fi caracteristicile lor morfologice, compoziția genetică și dimensiunile celulare, este esențială pentru cercetătorii care se angajează în studii care utilizează această linie celulară.
Proveniență și peisaj genetic: Provenind din colonul unui bărbat caucazian în vârstă de 48 de ani diagnosticat cu cancer colorectal, celulele HCT116 se remarcă printr-o mutație în codonul 13 (G13D) al genei KRAS, parte a căii de semnalizare RAS/RAF/MEK/ERK. Această mutație specială este esențială în transformarea oncogenă a acestor celule, subliniind relevanța lor în cercetarea cancerului.
Morfologie și caracteristici de creștere: Prezentând o morfologie de tip epitelial, celulele HCT116 cresc de obicei în culturi monocameră, dar pot forma și sferoizi cu diametre de 150-400 µm. Această adaptabilitate în ceea ce privește modelele de creștere subliniază versatilitatea lor în diverse configurații experimentale.
Profil cromosomic: Compoziția cromozomială a celulelor HCT116 este aproape diploidă, cu aproximativ 70 % din populația celulară conținând 45 de cromozomi. În special, există o amplificare recurentă în brațele lungi ale cromozomilor 8, 10, 16 și 17, în timp ce cromozomul Y este absent, contribuind la semnătura lor genomică unică.
Analiză comparativă: Liniile celulare HCT116 vs. HT29
La juxtapunerea HCT116 cu HT29, o altă linie celulară de carcinom colorectal uman, apar diferențe distincte în ceea ce privește potențialul oncogen și capacitățile de diferențiere:
Agresivitatea oncogenă și diferențierea: Celulele HCT116 se caracterizează printr-o agresivitate oncogenă ridicată și un potențial de diferențiere limitat, ceea ce le face un model pentru studiul fenotipurilor tumorale agresive. În schimb, celulele HT29 prezintă capacitatea de a se diferenția în linii asemănătoare enterocitelor și producătoare de mucină, oferind un model contrastiv care imită diverse aspecte ale biologiei cancerului colorectal.
Această înțelegere comparativă a liniilor celulare HCT116 și HT29 îmbogățește setul de instrumente la dispoziția cercetătorilor, permițând investigații mai nuanțate privind natura multifațetată a cancerului colorectal.
Manipularea celulelor HCT116
|
Timp de dublare: |
Timpul de dublare pentru celulele canceroase HCT116 variază de la 25 la 35 de ore. |
|
Aderente sau în suspensie: |
Linia celulară de cancer de colon HCT116 este aderentă, celulele crescând în straturi monolaterale. |
|
Densitatea de însămânțare: |
O densitate de însămânțare de 2 x104 celule/cm2 este recomandată pentru cultura de celule HCT116. Pentru subcultură, celulele trebuie detașate utilizând soluția Accutase după o spălare cu 1x PBS. În urma centrifugării, peletul celular se resuspendă în mediu de creștere proaspăt și se transferă într-un flacon nou. |
|
Mediu de creștere: |
Mediul McCoys 5a, suplimentat cu 3,0 g/L L-glucoză, 1,5 mM L-glutamină, 3,0 g/L NaHCO3 și 10% ser fetal bovin, este optim pentru cultivarea celulelor HCT116. Este recomandabil să se reînnoiască mediul de 1 până la 2 ori pe săptămână. |
|
Condiții de creștere (temperatură,CO2): |
Cultivarea are loc într-un incubator umidificat la 37°C cu o atmosferă de 5%CO2. |
|
Depozitare: |
Celulele HCT116 pot fi stocate la temperaturi mai mici de -150°C în faza de vapori sau lichidă a azotului lichid. |
|
Procesul de congelare și mediul: |
Se utilizează mediul CM-1 sau CM-ACF pentru crioprezervare. Se recomandă o metodă de congelare cu rată controlată, care să permită o scădere treptată a temperaturii cu 1°C pe minut, ceea ce contribuie la menținerea viabilității celulelor. |
|
Procesul de decongelare: |
Dezghețați celulele HCT116 într-o baie de apă la 37°C. După adăugarea mediului de creștere, centrifugați pentru a elimina reziduurile mediului de congelare. Se resuspendă peletul celular în mediu proaspăt și se cultivă în flacoane noi. |
|
Nivelul de biosecuritate: |
Nivelul 1 |
Avantajele liniei celulare HCT116
Această secțiune analizează linia celulară HCT116, subliniind rolul său esențial în cercetarea cancerului, în special în studiul cancerului colorectal, și discutând avantajele sale inerente.
Linia celulară HCT116 se remarcă în cercetarea cancerului datorită mai multor avantaje-cheie:
Model de cancer colorectal: Aceasta servește drept un model in vitro recunoscut pe scară largă pentru cancerul colorectal, al treilea cel mai frecvent cancer la nivel global. Relevanța sa pentru imitarea cancerului colorectal uman o face inestimabilă pentru înțelegerea biologiei cancerului și testarea strategiilor terapeutice.
Omogenitate: În mod remarcabil, aproximativ 70% din celulele HCT116 prezintă profiluri genetice coerente, oferind o populație relativ omogenă. Această uniformitate este esențială pentru studiile axate pe expresia genelor, căile de semnalizare celulară și evaluarea eficacității tratamentelor medicamentoase, deoarece asigură coerența și fiabilitatea rezultatelor experimentale.
Eficiența transfecției: Una dintre caracteristicile distinctive ale celulelor HCT116 este capacitatea lor ridicată de transfectare, în special cu vectori virali. Această caracteristică este deosebit de benefică în cercetarea terapiei genice, permițând introducerea de material genetic cu eficiență și precizie, facilitând astfel manipulările genetice avansate și studiile funcționale.
Avansați în descoperirile dumneavoastră cu linia noastră celulară HCT116 autentificată
Aplicații de cercetare ale liniei celulare HCT116
Linia celulară HCT116 are o gamă largă de aplicații în cercetarea cancerului. Unele aplicații importante sunt:
Biologia cancerului
Linia celulară de cancer de colon HCT116 este utilizată pentru a studia progresia și dezvoltarea cancerului de colon. În plus, aceasta contribuie la clarificarea mecanismelor de bază și a căilor de semnalizare implicate în proliferarea, migrația și invazia cancerului. Un studiu a utilizat celulele HCT116 pentru a studia genele implicate în dezvoltarea rezistenței la medicamente. Cercetătorii au supraexprimat gena MDR1 în celulele cancerului de colon și au observat expresia izoformelor NOX (oxid NADPH) și Nrf2. Studiul a arătat că supraexprimarea NOX2 și Nrf2 cauzează chimiorezistență în celulele canceroase; astfel, aceste gene pot fi vizate pentru a depăși dezvoltarea rezistenței în timpul terapiei împotriva cancerului [1]. De asemenea, cercetările efectuate în 2021 au raportat că calea de semnalizare NF-κB este implicată în reglarea proliferării și migrației cancerului de colon. Astfel, aceasta poate fi vizată pentru a dezvolta terapii noi și eficiente împotriva carcinomului colorectal [2].
În domeniul oncologiei, înțelegerea proceselor complexe ale ciclului celular, proliferării și creșterii și apoptozei este fundamentală. Aceste funcții biologice sunt esențiale în studiul liniilor celulare umane, în special cele derivate din celule maligne, cum ar fi celulele cancerului de colon uman și modelele de cancer pancreatic. Liniile celulare HCT116 și SW620, de exemplu, sunt esențiale în explorarea mecanismelor care stau la baza cancerului de colon și, respectiv, a cancerului pancreatic. Prin tehnici precum citometria în flux și testele clonogenice, cercetătorii pot elucida profilurile de expresie genică și comportamentul celulelor independente din cadrul tumorilor, aruncând lumină asupra modului în care cancerul comunică în cadrul matricei extracelulare.
Rolul apoptozei în progresia cancerului
Apoptoza, sau moartea celulară programată, joacă un rol esențial în menținerea homeostaziei celulare și este un domeniu-cheie de studiu în cercetarea cancerului. Distincția dintre apoptoza fără legătură cu aceasta și apoptoza indusă în mod specific în contextul cancerului, cum ar fi moartea celulară a cancerului de colon, este esențială. Acest proces nu se referă doar la eliminarea celulelor, ci implică o interacțiune complexă de semnale care pot afecta creșterea tumorală și metastazarea. Examinând apoptoza și moartea celulară împreună cu supresorii de metastaze și activitatea supresorilor tumorali, oamenii de știință pot obține informații despre căile care reglează progresia cancerului și potențialul metastatic.
Metastaza și markerii moleculari în cancer
Metastaza rămâne unul dintre cele mai formidabile aspecte ale cancerului, metastaza hematogenă fiind o preocupare semnificativă în răspândirea celulelor maligne. Explorarea metastazelor implică studierea capacităților de mișcare și invazie ale celulelor canceroase, sau locomoția celulară, și modul în care celulele interacționează cu mediul înconjurător, inclusiv matricea extracelulară. Markerii moleculari precum expresia CD133 și receptorul factorului de creștere epidermic sunt esențiali în identificarea și înțelegerea comportamentului celulelor pozitive de carcinom de colon și a altor tipuri de cancer. Calea SIRT6, de exemplu, a apărut ca un domeniu de interes datorită rolului său potențial în modularea creșterii tumorale și a cancerului de colon metastatic.
Toxicologie/dezvoltarea medicamentelor
Linia celulară HCT116 este utilizată ca model de screening pentru noi medicamente împotriva cancerului. Au fost efectuate mai multe studii pentru a evalua eficacitatea și toxicitatea medicamentelor anticanceroase, inclusiv produse naturale și nanoparticule sintetizate chimic. Ca atare, cercetarea a evaluat citotoxicitatea nanoparticulelor de argint sintetizate din extractele unui medicament pe bază de plante, Caesalpinia pulcherrima, în celulele HCT116 [3]. Într-un studiu, cercetătorii au utilizat linia celulară de cancer HCT116 pentru a evalua potențialul anticancerigen al extractului de apă de ceai de cacao. Ei au descoperit că extractul de ceai de cacao reduce proliferarea cancerului de colon și induce moartea celulară [4]. Un alt studiu a utilizat celule canceroase HCT116 și a descoperit că extractelede cartof de aer, Dioscorea bulbifera, prezintă activitate pro-apoptotică în celulele carcinomului colorectal prin activarea cascadei de semnalizare JNK și suprimarea genei ERK1/2 [5].
Efectele metforminei asupra celulelor canceroase, în special în contextul cancerului de colon și pancreatic, exemplifică modul în care înțelegerea funcțiilor biologice ale celulelor canceroase poate conduce la potențiale strategii terapeutice. Cercetările privind supraviețuirea clonogenică, sau capacitatea de a forma clone, a celulelor canceroase în urma tratamentului cu agenți precum metforminul sau care vizează căi specifice, cum ar fi receptorul factorului de creștere epidermic, pot oferi informații valoroase privind tratamentele eficiente împotriva cancerului. În plus, utilizarea clonelor HCT116 și a populațiilor de celule HCT116 în aceste studii permite o înțelegere nuanțată a modului în care celulele canceroase răspund la diferite intervenții terapeutice, deschizând calea pentru abordări mai personalizate ale tratamentului cancerului.
Celule HCT116: Publicații de cercetare
Această secțiune va trece în revistă câteva publicații recente semnificative și cele mai citate care prezintă linia celulară HCT116.
Acest studiu a fost publicat în Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology (2017). Cercetătorii au utilizat liniile celulare de cancer de colon HCT116 și de cancer pulmonar A549 pentru a evalua efectele citotoxice ale nanoparticulelor de oxid de staniu sintetizate prin intermediul semințelor de piper nigrum.
Această cercetare din Cancer Letters (2018) propune că lncRNA SNHG15 promovează migrația celulelor de cancer de colon în liniile celulare de cancer colorectal, inclusiv HCT116.
Supraexprimarea ARN lung necodificator TUG1 promovează progresia cancerului de colon
Această lucrare a fost publicată în revista Medical Science Monitor în 2016. Studiul a constatat că LncRNA oncogenic TUG1 promovează proliferarea și migrația celulelor de cancer de colon HCT116.
Această cercetare din revista Biochemical Pharmacology (2018) propune că dezvoltarea rezistenței la medicamente ridică nivelul enzimelor producătoare de H2S în celulele de cancer de colon HCT116.
Această lucrare de cercetare din International Journal of Environmental Health Research (2023) propune că extractul de Inula viscosa L. exercită un efect anticancerigen asupra celulelor de cancer colorectal HCT116 prin reglarea microARN-urilor.
Resurse pentru celulele HCT116
Mai jos sunt prezentate câteva resurse privind celulele HCT116.
- Transfectarea celulelor HCT116: Acest videoclip este un ghid pas cu pas pentru transfectarea celulelor canceroase HCT116.
- Cultivarea liniei celulare HCT116: Acest videoclip prezintă protocolul de subcultură pentru linia celulară de cancer de colon HCT116.
- Subcultură pentru linia celulară HCT116: Acest site web conține o mulțime de informații utile privind mediul de cultură HCT116. În plus, acesta oferă proceduri pentru înghețarea, decongelarea și subculturile de celule.
Întrebări frecvente despre celulele HCT116
referințe
- Waghela, B.N., F.U. Vaidya și C. Pathak: Upreglementarea NOX-2 și Nrf-2 promovează rezistența la 5-fluorouracil în celulele carcinomului de colon uman (HCT-116). Biochimie (Moscova), 2021, 86, p. 262-274.
- Yang, M. și colab., Astragalin inhibă proliferarea și migrația celulelor cancerului de colon uman HCT116 prin reglarea căii de semnalizare NF-κB. Frontiere în farmacologie, 2021, 12: p. 639256.
- Deepika, S., C.I. Selvaraj și S.M. Roopan, Screening bioactivities of Caesalpinia pulcherrima L. swartz and cytotoxicity of extract synthesized silver nanoparticles on the HCT116 cell line. Știința și ingineria materialelor, C, 2020, 106, p. 110279.
- Gao, X. și colab., Ceaiul de cacao (Camellia ptilophylla) induce apoptoza dependentă de mitocondrii în celulele HCT116 prin generarea ROS și calea de semnalizare PI3K/Akt. Food Research International, 2020, 129, p. 108854.
- Hidayat, A.F.A., și colab., Dioscorea bulbifera a indus apoptoza prin inhibarea ERK 1/2 și activarea căilor de semnalizare JNK în celulele carcinomului colorectal uman HCT116. Biomedicină și farmacoterapie, 2018. 104: p. 806-816.
