Bunková línia Calu-3
BunkyCalu-3 predstavujú ľudskú epitelovú bunkovú líniu dýchacích ciest, ktorá predstavuje nemalobunkový karcinóm pľúc. Široko sa využívajú v biomedicínskom výskume, ktorý zahŕňa štúdium biológie rakoviny pľúc, respiračných ochorení, interakcií medzi hostiteľom a patogénom a transportu liečiv v dýchacích cestách. Okrem toho sa používajú na vývoj liečby viacerých respiračných ochorení.
Tento článok vám poskytne komplexné poznatky o bunkovej línii Calu-3. Dozviete sa tu:
- Pôvod a všeobecné charakteristiky buniek Calu-3
- Bunková línia Calu-3: Informácie o kultivácii
- Výhody a nevýhody buniek Calu-3
- Aplikácie bunkovej línie Calu-3 vo výskume
- Bunky Calu-3: Výskumné publikácie
- Zdroje pre bunky Calu-3: Protokoly, videá a ďalšie zdroje
1. Pôvod a všeobecná charakteristika buniek Calu-3
Základné informácie, ktoré potrebujete o bunkovej línii, sú jej pôvod a všeobecné vlastnosti. Pomôžu vám pri rozhodovaní o jej použití vo vašej výskumnej práci. Táto časť vám pomôže pri získavaní týchto nevyhnutných informácií o bunkovej línii Calu-3. Bude obsahovať: 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 (metastatické miesto) muža kaukazskej rasy (25 rokov) s adenokarcinómom pľúc. Túto bunkovú líniu vytvorili v roku 1975 Jorgen Fogh a Germain Trempe z Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
- Bunky Calu-3 majú morfológiu podobnú epitelu.
- Veľkosť buniek Calu-3 sa pohybuje od 8-9 do 20 mikrónov v priemere.
- Ukrývajú mutácie v génoch K-RAS (G13D), TP53 a CDKN2A a exprimujú divoký typ EGFR.
A549 vs Calu-3
Bunky A549 a Calu-3 sú bunkové línie ľudského adenokarcinómu pľúc, ale majú odlišné vlastnosti. Hlavným rozdielom medzi modelmi buniek Calu-3 a A549 je hrúbka vrstvy hlienu. Bunky Calu-3 tvoria tenšiu vrstvu hlienu, čím modelujú proximálny epitel dýchacích ciest. Na druhej strane, bunky A549 túto vlastnosť nemajú a sú vhodnejšie na reprezentáciu fyziologickej štruktúry distálnych dýchacích ciest [1].
2. Bunková línia Calu-3: Informácie o kultivácii
Táto časť vám pomôže poznať kľúčové body kultivácie bunkovej línie Calu-3. Budeme sa tu zaoberať: Aký je čas zdvojenia buniek Calu-3? Aké je médium buniek Calu-3? Aký je protokol kultivácie buniek Calu-3? Ako sa kultivujú bunky Calu-3?
Kľúčové body pre kultiváciu buniek Calu-3
|
Čas zdvojnásobenia: |
Čas zdvojnásobenia buniek Calu-3 je približne 35 hodín. |
|
Adherentné alebo v suspenzii: |
Calu-3 je adherentná línia buniek pľúcneho adenokarcinómu. |
|
Pomer rozdelenia: |
Pomer delenia bunkovej línie Calu-3 je 1:2 až 1:4. Pri subkultivácii sa bunky opláchnu 1 x fosfátovým tlmivým roztokom (PBS) a inkubujú sa s Accutase (pasážovací roztok) pri teplote okolia takmer 10 minút. Potom sa pridá čerstvé bunkové médium a oddelené bunky sa odstredia. Bunkový pelet sa opatrne resuspenduje a bunky sa dávkujú 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. Médium pre bunky Calu-3 by sa malo vymieňať 2 až 3-krát týždenne. |
|
Rastové podmienky: |
Calu-3 bunky sa pestujú vo zvlhčenom inkubátore pri teplote 37 °C a 5 % prívode CO2. |
|
Skladovanie: |
Zmrazené bunky by sa mali skladovať v parnej fáze tekutého dusíka alebo pri teplote nižšej ako -150 °C, aby sa dlhodobo chránila životaschopnosť buniek. |
|
Proces zmrazovania a médium: |
Na zmrazenie pľúcnej bunkovej línie Calu-3 sa používa najmä zmrazovacie médium CM-1 alebo CM-ACF. Aby sa zachovala životaschopnosť buniek a zabránilo sa ich šoku, bunky sa podrobujú pomalému procesu zmrazovania, ktorý umožňuje pokles teploty len o 1 °C za minútu. |
|
Proces rozmrazovania: |
Bunky sa rozmrazujú vložením injekčnej liekovky do vodného kúpeľa s teplotou 37 °C na približne 1 minútu alebo dovtedy, kým nezostane malý kus ľadu. Pridá sa čerstvé kultivačné médium a bunky sa odstredia, aby sa odstránili zložky zmrazovacieho média. Potom sa bunkový pelet resuspenduje a bunky sa prelejú do novej banky obsahujúcej rastové médium. |
|
Úroveň biologickej bezpečnosti: |
Na manipuláciu s bunkovou líniou Calu-3 je nevyhnutné laboratórne prostredie úrovne biologickej bezpečnosti 1. |
3. Výhody a nevýhody buniek Calu-3
Podobne ako iné ľudské bunkové línie, aj bunky Calu-3 majú svoje výhody a nevýhody. V tomto texte sa budeme zaoberať niekoľkými dôležitými z nich.
Výhody
-
Model epitelu dýchacích ciest in vitro:
Pri výskume dýchacích ciest slúžia bunky Calu-3 ako účinný in vitro model epitelu dýchacích ciest. Odrážajú vlastnosti výstelky ľudských dýchacích ciest, čo umožňuje výskum transportu liečiv, štúdium interakcií medzi hostiteľom a patogénom a produkciu mucínu.
-
Polarizácia:
Calu-3 bunky tvoria polarizované monovrstvy, vďaka čomu sa široko používajú na skúmanie prenosu liečiv a interakcií medzi hostiteľom a patogénom v realistickejšom kontexte.
Nevýhody
-
Línia rakovinových buniek:
Bunky Calu-3 boli získané z adenokarcinómu pľúc, preto je dôležité poznamenať, že nemusia plne reprezentovať zdravé pľúcne tkanivo. Výskumníci by to mali vziať do úvahy, keď ich používajú ako model v štúdiách.
4. Použitie bunkovej línie Calu-3 vo výskume
Calu-3 ponúka niekoľko aplikácií v biomedicínskom výskume. Táto časť článku osvetlí niekoľko najsľubnejších z nich.
- Štúdie respiračných ochorení: Pľúcne bunky Calu-3 sa používajú na výskum rôznych respiračných ochorení alebo porúch, napríklad cystickej fibrózy, astmy a chronickej obštrukčnej choroby pľúc (CHOCHP). Štúdia Chiary Papi a jej kolegov skúmala vplyv peptidovej nukleovej kyseliny (PNA) proti miR-101-3p pri cielení miRNA-101-3p pomocou modelu Calu 3 s cystickou fibrózou in vitro. Štúdia zistila, že liečba PNA má tendenciu zvyšovať expresiu génu CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator), čo naznačuje potenciálnu terapeutickú stratégiu pre cystickú fibrózu a príbuzné poruchy [2].
- Vývoj liekov: Calu-3 bunky slúžia ako model na testovanie a vývoj liekov na viaceré respiračné ochorenia. Okrem toho sa tieto bunky využívajú aj pri štúdiu transportu liečiv cez epitel dýchacích ciest. Napríklad výskum uskutočnený v roku 2021 skúmal antivírusovú aktivitu rastlinného extraktu Andrographis paniculata a jeho bioaktívneho andrografolidu na infekciu Calu-3 buniek sars-cov-2 [3].
- Interakcie medzi hostiteľom a patogénom: Bunky Calu-3 sú ideálne na štúdium interakcie patogénov s epitelom dýchacích ciest, čo pomáha pochopiť respiračné infekcie, ako je SARS-CoV-2. Napríklad Byoung Kwon Park a jeho kolegovia skúmali reakcie buniek Calu-3 a Vero a produkciu vírusu v reakcii na infekciu SARS-CoV-2 [4].
5. Bunky Calu-3: Výskumné publikácie
Nižšie sú uvedené niektoré zaujímavé a často citované výskumné štúdie s bunkami Calu-3:
Táto štúdia bola uverejnená v časopise European Review for Medical and Pharmacological Sciences v roku 2018. Výskum navrhol, že molekuly uvoľňujúce oxid uhoľnatý-2 (CORM-2) podporujú apoptózu buniek nemalobunkového karcinómu pľúc (Calu-3) a potláčajú ich proliferáciu, migráciu a inváziu.
Tento výskum v časopise Clinical and Translational Allergy (2018) porovnával imunitné a epiteliálne bariérové reakcie bunkovej línie Calu-3 a čerstvo kultivovaných primárnych nosových epitelových buniek.
Chinín inhibuje infekciu ľudských bunkových línií vírusom SARS-CoV-2
Tento článok v časopise Viruses (2021) navrhol chinín ako potenciálnu liečbu infekcie vírusom SARS-CoV-2 posúdením jeho účinku na rôzne vírusom infikované bunkové línie, ako je Calu-3.
Tento výskum v BMC Molecular and Cell Biology (2022) navrhol, že vysoká hladina D-glukózy podporuje expresiu ACE2 v bunkách Calu-3 prostredníctvom regulácie génu GLUT1.
Dolosigranulum pigrum moduluje imunitu voči SARS-CoV-2 v bunkách respiračného epitelu
Tento článok v časopise Pathogens (2021) skúmal imunomodulačné účinky Dolosigranulum pigrum 040417 v epiteliálnych bunkách pľúc. Okrem toho skúmal potenciál tejto imunobiotickej baktérie pri ochrane pred infekciou SARS-CoV-2.
6. Zdroje pre bunky Calu-3: Protokoly, videá a ďalšie zdroje
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 poskytne dôležité poznatky o transfekcii buniek Calu-3.
- Calu-3 transfekcia: Tento videonávod je sprievodcom, ktorý vás krok za krokom prevedie protokolom in vitro transfekcie buniek Calu-3.
Je tu uvedený protokol kultivácie buniek Calu-3.
- Bunky Calu-3: Tento dokument obsahuje informácie týkajúce sa média a protokolu subkultivácie alebo pasážovania buniek Calu-3.
Odkazy
- Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar a H. Walles, Biological Models of the Lower Human Airways-Challenges and Special Requirements of Human 3D Barrier Models for Biomedical Research (Biologické modely dolných dýchacích ciest človeka - výzvy a špeciálne požiadavky na 3D bariérové modely človeka pre biomedicínsky výskum ). Pharmaceutics, 2021. 13(12).
- Fabbri, E., et al. liečba ľudských epitelových buniek dýchacích ciest Calu-3 peptidovou nukleovou kyselinou (PNA) zameranou na mikroRNA miR-101-3p je spojená so zvýšenou expresiou génu cystickej fibrózy Transmembrane Conductance Regulator (). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: p. 112876.
- Sa-Ngiamsuntorn, K., et al. anti-SARS-CoV-2 activity of Andrographis paniculata extract and its major component andrographolide in human lung epithelial cells and cytotoxicity evaluation in major organ cell representatives (Anti-SARS-CoV-2 aktivita extraktu Andrographis paniculata a jeho hlavnej zložky andrografolidu v epiteliálnych bunkách ľudských pľúc a hodnotenie cytotoxicity v hlavných zástupcoch orgánových buniek ). Journal of natural products, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
- Park, B.K., et al. rozdielna signalizácia a produkcia vírusu v bunkách Calu-3 a Vero pri infekcii SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): p. 273-281.