Calu-3 Hücre Hattı

Calu-3 hücreleri, küçük hücreli dışı akciğer karsinomunu temsil eden, insandan elde edilmiş bir hava yolu epitel hücre hattını oluşturur. Bu hücreler, akciğer kanseri biyolojisi, solunum hastalıkları, konak-patojen etkileşimleri ve hava yolundaki ilaç taşınımı gibi konuları içeren biyomedikal araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, çeşitli solunum bozukluklarına yönelik tedaviler geliştirmek için de kullanılmaktadır.

Calu-3 hücrelerinin kökeni ve genel özellikleri

Bir hücre hattı hakkında ihtiyacınız olan temel bilgiler, kökeni ve genel özellikleridir. Bu bilgiler, araştırma çalışmanızda bu hücre hattını nasıl kullanacağınıza karar vermenize yardımcı olacaktır. Bu bölüm, Calu-3 hücre hattı hakkında bu önemli bilgileri öğrenmenize yardımcı olacaktır. Bölümde şunlar yer alacaktır: CALU-3 hücre hattı nedir? Calu-3 hücrelerinin morfolojisi nedir? Calu-3 hücrelerinin kökeni nedir?

• Calu-3 hücreleri, akciğer adenokarsinomu olan 25 yaşındaki Kafkasyalı bir erkeğin plevral efüzyonundan (metastaz bölgesi) elde edilmiştir. Hücre hattı, 1975 yılında Memorial Sloan Kettering Kanser Merkezi'nden Jorgen Fogh ve Germain Trempe tarafından kurulmuştur.
• Calu-3 hücreleri epitel benzeri bir morfolojiye sahiptir.
• Calu-3 hücrelerinin çapı 8-9 ile 20 mikron arasında değişmektedir.
• Bu hücreler, K-RAS (G13D), TP53 ve CDKN2A genlerinde mutasyonlar barındırır ve vahşi tip EGFR'yi eksprese eder.

A549 ve Calu-3 Karşılaştırması

A549 ve Calu-3 hücreleri, insan akciğer adenokarsinomu hücre hatlarıdır ancak farklı özelliklere sahiptir. Calu-3 ve A549 hücre modelleri arasındaki temel fark, mukus tabakasının kalınlığıdır. Calu-3 hücreleri daha ince bir mukus tabakası oluşturur ve böylece proksimal hava yolu epitelini modeller. Öte yandan, A549 hücreleri bu özelliğe sahip değildir ve distal solunum yolunun fizyolojik yapısını temsil etmek için daha uygundur [1].

Calu-3 hücre hattı: Kültivasyon bilgileri

Bu bölüm, Calu-3 hücre hattının kültürlenmesi ile ilgili temel noktaları öğrenmenize yardımcı olacaktır. Burada şu konuları ele alacağız: Calu-3 hücrelerinin ikiye katlanma süresi nedir? Calu-3 hücreleri için besiyeri nedir? Calu-3 hücre kültürü protokolü nedir? Calu-3 hücreleri nasıl kültürlenir?

Calu-3 Hücrelerinin Kültürüyle İlgili Önemli Noktalar

Çoğalma Süresi:

Calu-3 hücrelerinin ikiye katlanma süresi yaklaşık 35 saattir.

Yapışkan mı, Süspansiyon Halinde mi:

Calu-3, yapışkan bir akciğer adenokarsinomu hücre hattıdır.

Bölünme Oranı:

Calu-3 hücre hattı için alt kültürleme oranı 1:2 ile 1:4 arasındadır. Alt kültürleme için hücreler 1x fosfat tamponlu salin (PBS) ile durulanır ve oda sıcaklığında yaklaşık 10 dakika boyunca Accutase (pasajlama çözeltisi) ile inkübe edilir. Bundan sonra taze hücre besiyeri eklenir ve ayrılan hücreler santrifüjlenir. Hücre peleti dikkatlice yeniden süspansiyon haline getirilir ve hücreler, büyüme için taze kültür besiyeri içeren şişeye aktarılır.

Büyüme Ortamı:

Calu-3 hücrelerinin kültürlenmesi için %10 FBS, 2 mM L-Glutamin, 1,5 g/L NaHCO3, EBSS, 1 mM Sodyum piruvat ve NEAA içeren EMEM besiyeri kullanılır. Calu-3 hücrelerinin besiyeri haftada 2 ila 3 kez değiştirilmelidir.

Büyüme Koşulları:

Calu-3 hücreleri, 37°C sıcaklıkta ve %5 CO₂ beslemesi ile nemlendirilmiş bir inkübatörde büyütülür.

Saklama:

Dondurulmuş hücreler, hücrelerin canlılığını uzun vadede korumak için sıvı azotun buhar fazında veya -150 °C'nin altındaki sıcaklıklarda saklanmalıdır.

Dondurma Süreci ve Ortamı:

Calu-3 akciğer hücre hattının dondurulmasında çoğunlukla CM-1 veya CM-ACF dondurma ortamları kullanılır. Hücre canlılığını korumak ve hücrelerin şoka maruz kalmasını önlemek için, hücreler sıcaklığın dakikada sadece 1 °C düşmesine izin veren yavaş bir dondurma işleminden geçirilir.

Çözme Süreci:

Hücreler, şişenin önceden 37 °C'ye ayarlanmış bir su banyosuna yaklaşık 1 dakika boyunca veya küçük bir buz topakçığı kalana kadar bırakılarak çözülür. Taze kültür ortamı eklenir ve hücreler, dondurma ortamı bileşenlerini uzaklaştırmak için santrifüjlenir. Ardından, hücre peleti yeniden süspansiyon haline getirilir ve hücreler, büyüme ortamı içeren yeni bir şişeye aktarılır.

Biyogüvenlik Seviyesi:

Calu-3 hücre hattının işlenmesi için biyogüvenlik seviyesi 1 laboratuvar koşulları zorunludur.

Calu-3 hücrelerinin avantajları ve dezavantajları

Diğer insan hücre hatları gibi, Calu-3 hücrelerinin de kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Burada, bunlardan birkaç önemli olanını ele alacağız.

Avantajlar

• İn vitro hava yolu epitel modeli:

  Solunum araştırmalarında, Calu-3 hücreleri hava yolu epiteli için etkili bir in vitro model görevi görür. İnsan hava yolu zarının özelliklerini yansıtan bu hücreler, ilaç taşınımı, konak-patojen etkileşimi çalışmaları ve müsin üretimi ile ilgili araştırmaların yapılmasına olanak tanır.

• Polarizasyon:

  Calu-3 hücreleri polarize tek tabakalar oluşturur; bu da, ilaç taşınımı ve konak-patojen etkileşimlerinin daha gerçekçi bir bağlamda araştırılması için yaygın olarak kullanılmalarını sağlar.

Dezavantajlar

• Kanser hücre hattı:

  Calu-3 hücreleri akciğer adenokarsinomundan elde edildiğinden, sağlıklı akciğer dokusunu tam olarak temsil etmeyebilecekleri unutulmamalıdır. Araştırmacılar, bunları çalışmalarda model olarak kullanırken bu hususu göz önünde bulundurmalıdır.

Araştırmada Calu-3 hücre hattının uygulamaları

Calu-3, biyomedikal araştırmalarda çeşitli uygulama alanları sunar. Makalenin bu bölümü, en umut verici olanlardan birkaçına ışık tutacaktır.

• Solunum hastalıkları çalışmaları: Calu-3 akciğer hücreleri, kistik fibroz, astım ve kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) gibi çeşitli solunum hastalıklarını veya bozukluklarını araştırmak için kullanılır. Chiara Papi ve meslektaşları tarafından yapılan bir çalışmada, Calu-3 kistik fibroz in vitro modeli kullanılarak anti-miR-101-3p peptid-nükleik asidin (PNA) miRNA-101-3p'yi hedeflemedeki etkisi araştırılmıştır. Çalışma, PNA tedavisinin Kistik Fibroz Transmembran İletkenlik Regülatörü (CFTR) geninin ekspresyonunu artırma eğiliminde olduğunu ortaya koymuş ve bu da kistik fibroz ve ilgili bozukluklar için potansiyel bir tedavi stratejisi olduğunu düşündürmüştür [2].
• İlaç geliştirme: Calu-3 hücreleri, çeşitli solunum yolu hastalıklarına yönelik ilaçların test edilmesi ve geliştirilmesi için bir model görevi görür. Ayrıca, bu hücreler hava yolu epiteli üzerinden ilaç taşınımının incelenmesinde de kullanılmaktadır. Örneğin, 2021 yılında yürütülen bir araştırmada, Andrographis paniculata bitki özütünün ve biyoaktif bileşeni andrographolidin, Calu-3 hücrelerinde SARS-CoV-2 enfeksiyonu üzerindeki antiviral etkinliği araştırılmıştır [3].
• Konak-Patojen Etkileşimleri: Calu-3 hücreleri, patojenlerin solunum yolu epiteli ile etkileşimini incelemek için idealdir ve SARS-CoV-2 gibi solunum yolu enfeksiyonlarının anlaşılmasına yardımcı olur. Örneğin, Byoung Kwon Park ve meslektaşları, SARS-CoV-2 enfeksiyonuna yanıt olarak Calu-3 ve Vero hücrelerinin tepkilerini ve virüs üretimini incelemiştir [4].

5. Calu-3 hücreleri: Araştırma yayınları

Aşağıda, Calu-3 hücrelerini konu alan, ilgi çekici ve sıkça atıf yapılan bazı araştırma çalışmaları yer almaktadır:

Karbon monoksit salan molekül-2, küçük hücreli dışı akciğer kanseri Calu-3 hücrelerinde çoğalmayı, göçü ve istilayı baskılar ve apoptozu teşvik eder

Bu çalışma, 2018 yılında European Review for Medical and Pharmacological Sciences dergisinde yayınlanmıştır. Araştırma, karbon monoksit salan molekül-2'nin (CORM-2) küçük hücreli dışı akciğer kanseri hücrelerinde (Calu-3) apoptozu teşvik ettiğini ve bu hücrelerin çoğalmasını, göçünü ve istilasını bastırdığını ortaya koymuştur.

Calu-3 epitel hücreleri, in vitro olarak taze izole edilmiş birincil burun epitel hücrelerinden farklı bağışıklık ve epitel bariyer tepkileri sergilemektedir

"Clinical and Translational Allergy" (2018) dergisinde yayınlanan bu araştırma, Calu-3 hücre hattı ile taze kültürlenmiş birincil burun epitel hücrelerinin bağışıklık ve epitel bariyer tepkilerini karşılaştırmıştır.

Kinin, insan hücre hatlarının SARS-CoV-2 ile enfeksiyonunu engeller

Viruses (2021) dergisinde yayınlanan bu makale, Calu-3 gibi farklı virüs bulaşmış hücre hatları üzerindeki etkisini değerlendirerek kininin SARS-CoV-2 enfeksiyonu için potansiyel bir tedavi olduğunu öne sürmüştür.

Yüksek D-glukoz seviyeleri, insan hava yolu epitel hücre hattı Calu-3'te GLUT1 aracılığıyla ACE2 ekspresyonunu indükler

BMC Molecular and Cell Biology (2022) dergisinde yayınlanan bu araştırma, yüksek D-glikozun GLUT1 genini düzenleyerek Calu-3 hücrelerinde ACE2 ekspresyonunu teşvik ettiğini öne sürmüştür.

Dolosigranulum pigrum, solunum epitel hücrelerinde SARS-CoV-2’ye karşı bağışıklığı düzenler

Pathogens dergisinde (2021) yayınlanan bu makale, Dolosigranulum pigrum 040417'nin akciğer epitel hücreleri üzerindeki immünomodülatör etkilerini incelemiştir. Ayrıca, bu immünobiyotik bakterinin SARS-CoV-2 enfeksiyonuna karşı koruma potansiyelini de araştırmıştır.

Calu-3 Hücreleri İçin Kaynaklar: Protokoller, Videolar ve Daha Fazlası

Calu-3 hücreleri hakkında, hücre kültürü ve transfeksiyon ile ilgili bilgileri içeren birçok çevrimiçi kaynak mevcuttur.

• Calu-3 hücreleri transfeksiyon protokolü: Bu kaynak, Calu-3 hücrelerinin transfeksiyonu hakkında hayati bilgiler sunmaktadır.
• Calu-3 transfeksiyonu: Bu video eğitimi, in vitro Calu-3 transfeksiyon protokolünü öğrenmek için adım adım bir kılavuz niteliğindedir.

Calu-3 hücre kültürü protokolü burada belirtilmiştir.

• Calu-3 hücreleri: Bu belge, Calu-3 hücre besiyeri ve alt kültürleme veya pasajlama protokolü ile ilgili bilgileri içermektedir.

Kaynakça

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar ve H. Walles, “İnsan Alt Solunum Yollarının Biyolojik Modelleri – Biyomedikal Araştırma için İnsan 3D Bariyer Modellerinin Zorlukları ve Özel Gereksinimleri.” Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. ve ark., MikroRNA miR-101-3p'yi hedefleyen bir peptid-nükleik asit (PNA) ile insan solunum yolu epitel Calu-3 hücrelerinin tedavisi, kistik fibroz Transmembran İletkenlik Regülatörü () geninin ekspresyonunda artışla ilişkilidir. European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: s. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K. ve ark., Andrographis paniculata özütü ve ana bileşeni andrographolidin insan akciğer epitel hücrelerinde gösterdiği anti-SARS-CoV-2 aktivitesi ve başlıca organ hücre temsilcilerinde sitotoksisite değerlendirmesi. Doğal Ürünler Dergisi, 2021. 84(4): s. 1261-1270.
4. Park, B.K. ve ark., SARS-CoV-2 Enfeksiyonu Sonrası Calu-3 Hücreleri ve Vero Hücrelerinde Farklı Sinyalleşme ve Virüs Üretimi. Biomol Ther (Seul), 2021. 29(3): s. 273-281.