Buněčná línia Calu-3

Bunky Calu-3 tvoria líniu epitelových buniek dýchacích ciest ľudského pôvodu, ktorá reprezentuje nemalobunkový karcinóm pľúc. Široko sa využívajú v biomedicínskom výskume, ktorý zahŕňa štúdium biológie rakoviny pľúc, respiračných ochorení, interakcií medzi hostiteľom a patogénom a transportu liekov v dýchacích cestách. Okrem toho sa využívajú na vývoj liečby viacerých respiračných ochorení.

Pôvod a všeobecné charakteristiky buniek Calu-3

Základné informácie, ktoré potrebujete o bunkovej línii, sú jej pôvod a všeobecné vlastnosti. Pomôžu vám rozhodnúť sa o jej použití vo vašej výskumnej práci. Táto časť vám pomôže získať tieto dôležité informácie o bunkovej línii Calu-3. Obsahuje: Čo je bunková línia CALU-3? Aká je morfológia buniek Calu-3? Aký je pôvod buniek Calu-3?

• Bunky Calu-3 boli získané z pleurálneho výpotku (miesta metastáz) u 25-ročného muža kaukazského pôvodu s adenokarcinómom pľúc. Bunkovú líniu založili v roku 1975 Jorgen Fogh a Germain Trempe z Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
• Bunky Calu-3 majú morfológiu podobnú epitelovým bunkám.
• Veľkosť buniek Calu-3 sa pohybuje v rozmedzí od 8–9 do 20 mikrónov v priemere.
• Obsahujú mutácie v génoch K-RAS (G13D), TP53 a CDKN2A a exprimujú EGFR divokého typu.

A549 vs. Calu-3

Bunky A549 a Calu-3 sú bunkové línie ľudského adenokarcinómu pľúc, majú však odlišné charakteristiky. Hlavným rozdielom medzi bunkovými modelmi Calu-3 a A549 je hrúbka vrstvy hlienu. Bunky Calu-3 tvoria tenšiu vrstvu hlienu, čím modelujú epitel proximálnych dýchacích ciest. Na druhej strane, bunky A549 túto charakteristiku nemajú a sú vhodnejšie na reprezentáciu fyziologickej štruktúry distálnych dýchacích ciest [1].

Bunka Calu-3: Informácie o kultivácii

Táto časť vám pomôže zoznámiť sa s kľúčovými bodmi kultivácie buniek línie Calu-3. Tu budeme rozoberať: Aký je čas zdvojnásobenia buniek Calu-3? Čo je kultivačné médium pre bunky Calu-3? Aký je protokol kultivácie buniek Calu-3? Ako sa kultivujú bunky Calu-3?

Kľúčové body kultivácie buniek Calu-3

Doba zdvojnásobenia:

Doba zdvojnásobenia buniek Calu-3 je približne 35 hodín.

Adherentné alebo v suspenzii:

Calu-3 je adhezívna bunková línia adenokarcinómu pľúc.

Pomer pri subkultivácii:

Pomer subkultivácie pre bunkovú líniu Calu-3 je 1:2 až 1:4. Pri subkultivácii sa bunky prepláchnu 1 x fosfátovým pufrom (PBS) a inkubujú sa s Accutase (roztokom na pasážovanie) pri izbovej teplote takmer 10 minút. Potom sa pridá čerstvé kultivačné médium a oddelené bunky sa odstreďujú. Peleta buniek sa opatrne resuspenduje a bunky sa nanesú do banky obsahujúcej čerstvé kultivačné médium na rast.

Rastové médium:

Na kultiváciu buniek Calu-3 sa používa médium EMEM obsahujúce 10 % FBS, 2 mM L-glutamín, 1,5 g/l NaHCO₃, EBSS, 1 mM pyruvát sodný a NEAA. Kultivačné médium pre bunky Calu-3 by sa malo vymieňať 2 až 3-krát týždenne.

Podmienky rastu:

Bunky Calu-3 sa kultivujú vo zvlhčenom inkubátore pri teplote 37 °C a prívode 5 % CO₂.

Skladovanie:

Zmrazené bunky by sa mali skladovať v parnej fáze tekutého dusíka alebo pri teplote nižšej ako -150 °C, aby sa zachovala životaschopnosť buniek v dlhodobom horizonte.

Proces zmrazenia a médium:

Na zmrazenie pľúcnej buneckej línie Calu-3 sa používa hlavne zmrazovacie médium CM-1 alebo CM-ACF. S cieľom zachovať životaschopnosť buniek a zabrániť ich poškodeniu sa bunky podrobujú pomalému procesu zmrazovania, pri ktorom teplota klesá rýchlosťou iba 1 °C za minútu.

Proces rozmrazovania:

Bunky sa rozmrazujú umiestnením fľaštičky do vodného kúpeľa nastaveného na 37 °C na približne 1 minútu alebo dovtedy, kým nezostane len malá hrudka ľadu. Pridá sa čerstvé kultivačné médium a bunky sa odstreďujú, aby sa odstránili zložky mraziaceho média. Následne sa bunky resuspendujú a prelejú do novej fľaše obsahujúcej rastové médium.

Úroveň biologickej bezpečnosti:

Na manipuláciu s bunkovou líniou Calu-3 sú nevyhnutné laboratórne podmienky úrovne biologickej bezpečnosti 1.

Výhody a nevýhody buniek Calu-3

Rovnako ako iné ľudské bunkové línie, aj bunky Calu-3 majú svoje vlastné výhody a nevýhody. V tomto článku sa budeme venovať niekoľkým dôležitým z nich.

Výhody

• In vitro model epitelu dýchacích ciest:

  V respiračnom výskume slúžia bunky Calu-3 ako efektívny in vitro model epitelu dýchacích ciest. Odrážajú vlastnosti výstelky ľudských dýchacích ciest, čo umožňuje skúmanie transportu liekov, interakcie medzi hostiteľom a patogénom a produkcie mucínu.

• Polarizácia:

  Bunky Calu-3 tvoria polarizované monovrstvy, vďaka čomu sa široko využívajú na skúmanie transportu liekov a interakcií medzi hostiteľom a patogénom v realistickejšom kontexte.

Nevýhody

• Rakovinová bunková línia:

  Bunky Calu-3 boli získané z adenokarcinómu pľúc, preto je dôležité poznamenať, že nemusia plne reprezentovať zdravé pľúcne tkanivo. Výskumníci by to mali zohľadniť pri ich použití ako modelu v štúdiách.

Využitie buneckej línie Calu-3 vo výskume

Calu-3 ponúka viacero možností využitia v biomedicínskom výskume. Táto časť článku sa zameriava na niekoľko najsľubnejších z nich.

• Štúdie respiračných ochorení: Pľúcne bunky Calu-3 sa používajú na skúmanie rôznych respiračných ochorení alebo porúch, napríklad cystickej fibrózy, astmy a chronickej obštrukčnej pľúcnej choroby (COPD). Štúdia Chiary Papi a kolegov skúmala vplyv peptidovo-nukleovej kyseliny (PNA) proti miR-101-3p pri cielení na miRNA-101-3p s využitím in vitro modelu cystickej fibrózy Calu-3. Štúdia zistila, že liečba PNA má tendenciu zvyšovať expresiu génu regulátora transmembránovej vodivosti pri cystickej fibróze (CFTR), čo naznačuje potenciálnu terapeutickú stratégiu pre cystickú fibrózu a súvisiace poruchy [2].
• Vývoj liekov: Bunky Calu-3 slúžia ako model na testovanie a vývoj liekov na viaceré respiračné ochorenia. Okrem toho sa tieto bunky využívajú aj pri skúmaní transportu liekov cez epitel dýchacích ciest. Napríklad výskum vykonaný v roku 2021 skúmal antivírusovú aktivitu rastlinného extraktu Andrographis paniculata a jeho bioaktívneho andrographolidu na infekciu buniek Calu-3 vírusom SARS-CoV-2 [3].
• Interakcie medzi hostiteľom a patogénom: Bunky Calu-3 sú ideálne na štúdium interakcie patogénov s epitelom dýchacích ciest, čo pomáha pri porozumení respiračných infekcií, ako je SARS-CoV-2. Napríklad Byoung Kwon Park a kolegovia skúmali reakcie buniek Calu-3 a Vero a produkciu vírusu v reakcii na infekciu SARS-CoV-2 [4].

5. Bunky Calu-3: Vedecké publikácie

Nižšie sú uvedené niektoré zaujímavé a často citované vedecké štúdie zaoberajúce sa bunkami Calu-3:

Molekula uvoľňujúca oxid uhoľnatý-2 potláča proliferáciu, migráciu a inváziu a podporuje apoptózu v bunkách Calu-3 pri nemalobunkovom karcinóme pľúc

Táto štúdia bola uverejnená v časopise European Review for Medical and Pharmacological Sciences v roku 2018. Výskum naznačil, že molekuly uvoľňujúce oxid uhoľnatý-2 (CORM-2) podporujú apoptózu buniek nemalobunkového karcinómu pľúc (Calu-3) a potláčajú ich proliferáciu, migráciu a inváziu.

Epitelové bunky Calu-3 vykazujú iné imunitné reakcie a reakcie epitelovej bariéry ako čerstvo izolované primárne nosové epitelové bunky in vitro

Tento výskum uverejnený v časopise „Clinical and Translational Allergy“ (2018) porovnával imunitné reakcie a reakcie epitelovej bariéry buniek línie Calu-3 a čerstvo kultivovaných primárnych nosných epitelových buniek.

Chinin inhibuje infekciu ľudských bunkových línií vírusom SARS-CoV-2

Tento článok v časopise *Viruses* (2021) navrhol chinin ako potenciálnu liečbu infekcie SARS-CoV-2 na základe posúdenia jeho účinku na rôzne vírusom infikované bunkové línie, ako je Calu-3.

Vysoké hladiny D-glukózy indukujú expresiu ACE2 prostredníctvom GLUT1 v ľudskej epiteliálnej bunke dýchacích ciest Calu-3

Tento výskum uverejnený v časopise BMC Molecular and Cell Biology (2022) naznačil, že vysoká hladina D-glukózy podporuje expresiu ACE2 v bunkách Calu-3 prostredníctvom regulácie génu GLUT1.

Dolosigranulum pigrum moduluje imunitu proti SARS-CoV-2 v respiračných epitelových bunkách

Tento článok v časopise Pathogens (2021) skúmal imunomodulačné účinky Dolosigranulum pigrum 040417 v pľúcnych epitelových bunkách. Okrem toho sa zaoberal potenciálom tejto imunobiotickej baktérie pri ochrane proti infekcii SARS-CoV-2.

Zdroje informácií o bunkách Calu-3: protokoly, videá a ďalšie materiály

K dispozícii je mnoho online zdrojov o bunkách Calu-3, ktoré obsahujú informácie týkajúce sa kultivácie buniek a transfekcie.

• Protokol transfekcie buniek Calu-3: Tento zdroj poskytuje dôležité informácie o transfekcii buniek Calu-3.
• Transfekcia buniek Calu-3: Tento videonávod je podrobným sprievodcom na osvojenie si protokolu transfekcie buniek Calu-3 in vitro.

Protokol kultivácie buniek Calu-3 je uvedený tu.

• Bunky Calu-3: Tento dokument obsahuje informácie týkajúce sa kultivačného média pre bunky Calu-3 a protokolu subkultivácie alebo pasážovania.

Referencie

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar a H. Walles, Biologické modely dolných dýchacích ciest človeka – Výzvy a špeciálne požiadavky na 3D bariérové modely človeka pre biomedicínsky výskum. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. a kol., Liečba ľudských epitelových buniek dýchacích ciest Calu-3 peptidovo-nukleovou kyselinou (PNA) zameranou na mikroRNA miR-101-3p je spojená so zvýšenou expresiou génu transmembránového regulátora vodivosti pri cystickej fibróze (). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: s. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Anti-SARS-CoV-2 aktivita extraktu z Andrographis paniculata a jeho hlavnej zložky andrographolidu v ľudských pľúcnych epitelových bunkách a hodnotenie cytotoxicity v reprezentatívnych bunkách hlavných orgánov. Journal of natural products, 2021. 84(4): s. 1261–1270.
4. Park, B.K., et al., Diferenciálna signalizácia a produkcia vírusu v bunkách Calu-3 a Vero po infekcii SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): s. 273–281.