Клітинна лінія Calu-3

Клітини Calu-3 — це лінія епітеліальних клітин дихальних шляхів людини, що представляє недрібноклітинний рак легенів. Вони широко використовуються в біомедичних дослідженнях, зокрема для вивчення біології раку легенів, респіраторних захворювань, взаємодії між організмом-господарем і патогеном, а також транспорту ліків у дихальних шляхах. Крім того, їх застосовують для розробки методів лікування низки респіраторних захворювань.

Походження та загальні характеристики клітин Calu-3

Основна інформація, яка вам потрібна про клітинну лінію, — це її походження та загальні характеристики. Це допоможе вам вирішити, як використовувати її у вашій науковій роботі. Цей розділ допоможе вам дізнатися цю важливу інформацію про клітинну лінію Calu-3. Він включатиме: Що таке клітинна лінія CALU-3? Яка морфологія клітин Calu-3? Яке походження клітин Calu-3?

• Клітини Calu-3 були отримані з плеврального випоту (місця метастазування) чоловіка європейської раси (25 років) з аденокарциномою легені. Клітинна лінія була створена в 1975 році Йоргеном Фогом та Жерменом Тремпе з Меморіального онкологічного центру Слоуна-Кеттерінга.
• Клітини Calu-3 мають епітеліоподібну морфологію.
• Розмір клітин Calu-3 коливається від 8–9 до 20 мікрон у діаметрі.
• Вони містять мутації в генах K-RAS (G13D), TP53 та CDKN2A й експресують EGFR дикого типу.

A549 проти Calu-3

Клітини A549 та Calu-3 є клітинними лініями аденокарциноми легенів людини, але мають відмінні характеристики. Основна відмінність між клітинними моделями Calu-3 та A549 полягає у товщині шару слизу. Клітини Calu-3 утворюють тонший шар слизу, таким чином моделюючи епітелій проксимальних дихальних шляхів. З іншого боку, клітини A549 не мають цієї характеристики і більше підходять для відтворення фізіологічної структури дистальних дихальних шляхів [1].

Клітинна лінія Calu-3: інформація щодо культивування

Цей розділ допоможе вам ознайомитися з основними аспектами культивування клітинної лінії Calu-3. Тут ми розглянемо: Який час подвоєння клітин Calu-3? Що таке середовище для клітин Calu-3? Який протокол культивування клітин Calu-3? Як культивувати клітини Calu-3?

Ключові моменти культивування клітин Calu-3

Час подвоєння:

Час подвоєння клітин Calu-3 становить приблизно 35 годин.

Адгезивні або у суспензії:

Calu-3 — це адгезивна клітинна лінія аденокарциноми легенів.

Коефіцієнт поділу:

Коефіцієнт субкультури для клітинної лінії Calu-3 становить від 1:2 до 1:4. Для субкультури клітини промивають 1× фосфатно-буферним сольовим розчином (PBS) та інкубують з Accutase (розчином для пасажування) при кімнатній температурі протягом майже 10 хвилин. Після цього додають свіже клітинне середовище, а відокремлені клітини центрифугують. Осад клітин обережно ресуспендують, а клітини розливають у колбу зі свіжим культуральним середовищем для росту.

Середовище для росту:

Для культивування клітин Calu-3 використовують середовище EMEM, що містить 10 % FBS, 2 мМ L-глутаміну, 1,5 г/л NaHCO₃, EBSS, 1 мМ пірувату натрію та NEAA. Середовище для клітин Calu-3 слід замінювати 2–3 рази на тиждень.

Умови вирощування:

Клітини Calu-3 вирощують у зволоженому інкубаторі при температурі 37 °C та концентрації CO₂ 5 %.

Зберігання:

Заморожені клітини слід зберігати у паровій фазі рідкого азоту або при температурі нижче -150 °C для забезпечення життєздатності клітин протягом тривалого часу.

Процес заморожування та середовище:

Для заморожування клітинної лінії Calu-3 легенів переважно використовують заморожувальні середовища CM-1 або CM-ACF. Щоб зберегти життєздатність клітин та запобігти їхньому шоку, клітини піддають повільному процесу заморожування, під час якого температура знижується лише на 1 °C за хвилину.

Процес розморожування:

Клітини розморожують, помістивши флакон у водяну баню, попередньо нагріту до 37 °C, приблизно на 1 хвилину або доти, доки не залишиться невеликий шматок льоду. Додають свіже культуральне середовище, а клітини центрифугують для видалення компонентів середовища для заморожування. Після цього осад клітин ресуспендують, а клітини переносять у нову колбу, що містить середовище для росту.

Рівень біобезпеки:

Для роботи з клітинною лінією Calu-3 необхідні лабораторні умови рівня біобезпеки 1.

Переваги та недоліки клітин Calu-3

Як і інші лінії клітин людини, клітини Calu-3 мають свої переваги та недоліки. У цій статті ми розглянемо кілька найважливіших із них.

Переваги

• Модель епітелію дихальних шляхів in vitro:

  У дослідженнях дихальної системи клітини Calu-3 слугують ефективною in vitro моделлю епітелію дихальних шляхів. Вони відтворюють властивості слизової оболонки дихальних шляхів людини, що дозволяє досліджувати транспорт лікарських засобів, взаємодію між хазяїном і патогеном, а також вироблення муцину.

• Поляризація:

  Клітини Calu-3 утворюють поляризовані моношари, завдяки чому їх широко використовують для дослідження транспорту лікарських засобів та взаємодії «господар-патоген» у більш реалістичних умовах.

Недоліки

• Лінія ракових клітин:

  Клітини Calu-3 були отримані з аденокарциноми легенів, тому важливо зазначити, що вони можуть не повністю відображати стан здорової легеневої тканини. Дослідники повинні враховувати це, використовуючи їх як модель у своїх дослідженнях.

Застосування клітинної лінії Calu-3 у наукових дослідженнях

Клітинна лінія Calu-3 має кілька застосувань у біомедичних дослідженнях. У цьому розділі статті ми розглянемо кілька найперспективніших з них.

• Дослідження респіраторних захворювань: Клітини легенів Calu-3 використовуються для дослідження різних респіраторних захворювань або розладів, наприклад, муковісцидозу, астми та хронічного обструктивного захворювання легень (ХОЗЛ). У дослідженні, проведеному Кьярою Папі та її колегами, вивчався вплив пептидно-нуклеїнової кислоти (ПНК) проти miR-101-3p на мішень miRNA-101-3p з використанням in vitro-моделі муковісцидозу на основі клітин Calu-3. Дослідження показало, що лікування PNA сприяє підвищенню експресії гена регулятора трансмембранної провідності при муковісцидозі (CFTR), що вказує на потенційну терапевтичну стратегію для лікування муковісцидозу та пов’язаних з ним розладів [2].
• Розробка лікарських засобів: клітини Calu-3 слугують моделлю для тестування та розробки лікарських засобів для лікування низки респіраторних захворювань. Крім того, ці клітини також використовуються для вивчення транспорту ліків через епітелій дихальних шляхів. Наприклад, у дослідженні, проведеному в 2021 році, вивчалася противірусна активність екстракту рослини Andrographis paniculata та її біоактивного компонента андрографоліду щодо інфікування клітин Calu-3 вірусом SARS-CoV-2 [3].
• Взаємодія «господар-патоген»: клітини Calu-3 ідеально підходять для вивчення взаємодії патогенів з епітелієм дихальних шляхів, що сприяє розумінню респіраторних інфекцій, таких як SARS-CoV-2. Наприклад, Бйонг Квон Парк та його колеги досліджували реакції клітин Calu-3 та Vero, а також утворення вірусу у відповідь на інфікування SARS-CoV-2 [4].

5. Клітини Calu-3: Наукові публікації

Нижче наведено кілька цікавих і часто цитованих наукових досліджень, присвячених клітинам Calu-3:

Молекула-2, що виділяє оксид вуглецю, пригнічує проліферацію, міграцію та інвазію, а також сприяє апоптозу в клітинах Calu-3 недрібноклітинного раку легенів

Це дослідження було опубліковано в журналі «European Review for Medical and Pharmacological Sciences» у 2018 році. У дослідженні було висунуто гіпотезу, що молекула-2, що виділяє оксид вуглецю (CORM-2), сприяє апоптозу клітин недрібноклітинного раку легенів (Calu-3) та пригнічує їх проліферацію, міграцію та інвазію.

Епітеліальні клітини Calu-3 демонструють імунні реакції та реакції епітеліального бар’єру, що відрізняються від таких у свіжовиділених первинних клітинах епітелію носа in vitro

У цьому дослідженні, опублікованому в журналі «Clinical and Translational Allergy» (2018), порівнювалися імунні реакції та реакції епітеліального бар’єру клітинної лінії Calu-3 та свіжовирощених первинних клітин епітелію носа.

Хінін пригнічує інфікування клітинних ліній людини вірусом SARS-CoV-2

У цій статті, опублікованій у журналі «Viruses» (2021), хінін було запропоновано як потенційний засіб лікування інфекції SARS-CoV-2 на основі оцінки його впливу на різні клітинні лінії, інфіковані вірусом, такі як Calu-3.

Високі рівні D-глюкози індукують експресію ACE2 через GLUT1 у клітинній лінії епітелію дихальних шляхів людини Calu-3

У цьому дослідженні, опублікованому в журналі «BMC Molecular and Cell Biology» (2022), висунуто гіпотезу, що високий рівень D-глюкози стимулює експресію ACE2 у клітинах Calu-3 шляхом регуляції гена GLUT1.

Dolosigranulum pigrum модулює імунну відповідь проти SARS-CoV-2 у клітинах епітелію дихальних шляхів

У цій статті, опублікованій у журналі «Pathogens» (2021), досліджувалися імуномодулюючі ефекти Dolosigranulum pigrum 040417 у клітинах епітелію легенів. Крім того, було вивчено потенціал цієї імунобіотичної бактерії у захисті від інфекції SARS-CoV-2.

Ресурси щодо клітин Calu-3: протоколи, відео та інше

В Інтернеті доступно багато ресурсів щодо клітин Calu-3, які містять інформацію, пов’язану з культивуванням клітин та трансфекцією.

• Протокол трансфекції клітин Calu-3: Цей ресурс надасть важливі знання про трансфекцію клітин Calu-3.
• Трансфекція клітин Calu-3: цей відеоурок є покроковим керівництвом для вивчення протоколу трансфекції клітин Calu-3 in vitro.

Протокол культивування клітин Calu-3 наведено тут.

• Клітини Calu-3: Цей документ містить інформацію щодо середовища для клітин Calu-3 та протоколу субкультурування або пасажування.

Література

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar та H. Walles, «Біологічні моделі нижніх дихальних шляхів людини — виклики та особливі вимоги до 3D-бар’єрних моделей людини для біомедичних досліджень». Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E. та ін., «Лікування епітеліальних клітин дихальних шляхів людини Calu-3 за допомогою пептидно-нуклеїнової кислоти (PNA), спрямованої на мікроРНК miR-101-3p, пов’язане з підвищеною експресією гена трансмембранного регулятора провідності при муковісцидозі (CFR)». European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: с. 112876.
3. Са-Нгіамсунторн, К. та ін., Анти-SARS-CoV-2 активність екстракту Andrographis paniculata та його основного компонента андрографоліду в епітеліальних клітинах легенів людини та оцінка цитотоксичності на клітинах основних органів. Journal of natural products, 2021. 84(4): с. 1261–1270.
4. Парк, Б.К. та ін., Диференціальна сигналізація та продукція вірусу в клітинах Calu-3 та Vero при інфікуванні SARS-CoV-2. «Biomol Ther» (Сеул), 2021. 29(3): с. 273–281.