Línea celular Calu-3

Las células Calu-3 constituyen una línea celular epitelial de las vías respiratorias de origen humano que representa el carcinoma de pulmón de células no pequeñas. Se utilizan ampliamente en la investigación biomédica, lo que incluye el estudio de la biología del cáncer de pulmón, las enfermedades respiratorias, las interacciones entre el huésped y el patógeno, y el transporte de fármacos en las vías respiratorias. Además, se emplean para desarrollar tratamientos para diversos trastornos respiratorios.

Origen y características generales de las células Calu-3

La información principal que necesitas sobre una línea celular es su origen y sus características generales. Esto te ayudará a decidir cómo usarla en tu trabajo de investigación. Esta sección te ayudará a conocer esta información esencial sobre la línea celular Calu-3. Incluirá: ¿Qué es una línea celular Calu-3? ¿Cuál es la morfología de las células Calu-3? ¿Cuál es el origen de las células Calu-3?

• Las células Calu-3 se obtuvieron del derrame pleural (sitio metastásico) de un hombre caucásico (de 25 años) con adenocarcinoma de pulmón. La línea celular fue establecida en 1975 por Jorgen Fogh y Germain Trempe, del Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
• Las células Calu-3 presentan una morfología de tipo epitelial.
• El tamaño de las células Calu-3 varía entre 8-9 y 20 micrones de diámetro.
• Presentan mutaciones en los genes K-RAS (G13D), TP53 y CDKN2A, y expresan EGFR de tipo salvaje.

A549 vs. Calu-3

Las células A549 y Calu-3 son líneas celulares de adenocarcinoma pulmonar humano, pero presentan características distintas. La principal diferencia entre los modelos celulares Calu-3 y A549 es el espesor de la capa de moco. Las células Calu-3 forman una capa de moco más delgada, lo que permite simular el epitelio de las vías respiratorias proximales. Por otro lado, las células A549 carecen de esta característica y son más adecuadas para representar la estructura fisiológica de las vías respiratorias distales [1].

Línea celular Calu-3: Información sobre el cultivo

Esta sección te ayudará a conocer los puntos clave para el cultivo de la línea celular Calu-3. Aquí abordaremos: ¿Cuál es el tiempo de duplicación de las células Calu-3? ¿Cuál es el medio de cultivo de las células Calu-3? ¿Cuál es el protocolo de cultivo de las células Calu-3? ¿Cómo se cultivan las células Calu-3?

Puntos clave para el cultivo de células Calu-3

Tiempo de duplicación:

El tiempo de duplicación de las células Calu-3 es de aproximadamente 35 horas.

Adherentes o en suspensión:

Calu-3 es una línea celular adherente de adenocarcinoma pulmonar.

Proporción de subcultivo:

La proporción de subcultivo para la línea celular Calu-3 es de 1:2 a 1:4. Para el subcultivo, las células se enjuagan con solución salina tamponada con fosfato (PBS) 1x y se incuban con Accutase (solución de pasaje) a temperatura ambiente durante casi 10 minutos. Posteriormente, se agrega medio celular fresco y las células desprendidas se centrifugan. El sedimento celular se resuspende cuidadosamente y las células se dispensan en el frasco que contiene medio de cultivo fresco para su crecimiento.

Medio de crecimiento:

Para el cultivo de las células Calu-3 se utiliza un medio EMEM que contiene 10 % de FBS, 2 mM de L-glutamina, 1,5 g/L de NaHCO₃, EBSS, 1 mM de piruvato de sodio y NEAA. El medio de las células Calu-3 debe cambiarse de 2 a 3 veces por semana.

Condiciones de crecimiento:

Las células Calu-3 se cultivan en una incubadora humidificada a una temperatura de 37 °C y con un suministro de 5 % de CO₂.

Almacenamiento:

Las células congeladas deben almacenarse en la fase de vapor de nitrógeno líquido o a una temperatura inferior a -150 °C para proteger la viabilidad de las células a largo plazo.

Proceso de congelación y medio:

Para congelar la línea celular pulmonar Calu-3 se utilizan principalmente los medios de congelación CM-1 o CM-ACF. A fin de preservar la viabilidad celular y evitar que las células sufran cualquier tipo de choque, estas se someten a un proceso de congelación lenta que permite una disminución de la temperatura de solo 1 °C por minuto.

Proceso de descongelación:

Las células se descongelan colocando el frasco en un baño de agua preajustado a 37 °C durante aproximadamente 1 minuto o hasta que quede un pequeño trozo de hielo. Se agrega medio de cultivo fresco y se centrifugan las células para eliminar los componentes del medio de congelación. Posteriormente, se resuspende el sedimento celular y se transfieren las células a un nuevo frasco que contenga medio de crecimiento.

Nivel de bioseguridad:

Es imprescindible contar con un laboratorio de nivel de bioseguridad 1 para manipular la línea celular Calu-3.

Ventajas y desventajas de las células Calu-3

Al igual que otras líneas celulares humanas, las células Calu-3 tienen sus propias ventajas y desventajas. A continuación, analizaremos algunas de las más importantes.

Ventajas

• Modelo in vitro del epitelio de las vías respiratorias:

  En la investigación respiratoria, las células Calu-3 sirven como un modelo in vitro eficaz para el epitelio de las vías respiratorias. Reflejan las características del revestimiento de las vías respiratorias humanas, lo que permite realizar investigaciones sobre el transporte de fármacos, estudios de interacción entre el huésped y el patógeno, y la producción de mucina.

• Polarización:

  Las células Calu-3 forman monocapas polarizadas, lo que hace que se utilicen ampliamente para investigar el transporte de fármacos y las interacciones entre el huésped y el patógeno en un contexto más realista.

Desventajas

• Línea celular cancerosa:

  Las células Calu-3 se obtuvieron a partir de un adenocarcinoma pulmonar, por lo que es importante tener en cuenta que es posible que no representen plenamente el tejido pulmonar sano. Los investigadores deben considerar esto al utilizarlas como modelo en sus estudios.

Aplicaciones de la línea celular Calu-3 en la investigación

La línea celular Calu-3 ofrece varias aplicaciones en la investigación biomédica. En esta sección del artículo se destacarán algunas de las más prometedoras.

• Estudios de enfermedades respiratorias: Las células pulmonares Calu-3 se utilizan para investigar diversas enfermedades o trastornos respiratorios, por ejemplo, la fibrosis quística, el asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Un estudio realizado por Chiara Papi y sus colegas investigó el impacto del ácido nucleico peptídico (PNA) anti-miR-101-3p al dirigirse contra el miARN-101-3p utilizando el modelo in vitro de fibrosis quística Calu-3. El estudio reveló que el tratamiento con PNA tiende a aumentar la expresión del gen regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR), lo que sugiere una posible estrategia terapéutica para la fibrosis quística y los trastornos relacionados [2].
• Desarrollo de medicamentos: Las células Calu-3 sirven como modelo para probar y desarrollar medicamentos para diversas afecciones respiratorias. Además, estas células también se emplean para estudiar el transporte de fármacos a través del epitelio de las vías respiratorias. Por ejemplo, una investigación realizada en 2021 exploró la actividad antiviral del extracto de la planta Andrographis paniculata y su andrografólido bioactivo en la infección por SARS-CoV-2 de las células Calu-3 [3].
• Interacciones entre el huésped y el patógeno: Las células Calu-3 son ideales para estudiar la interacción de los patógenos con el epitelio de las vías respiratorias, lo que ayuda a comprender las infecciones respiratorias como la del SARS-CoV-2. Por ejemplo, Byoung Kwon Park y sus colegas examinaron las respuestas de las células Calu-3 y Vero, así como la producción de virus, ante la infección por el SARS-CoV-2 [4].

5. Células Calu-3: Publicaciones de investigación

A continuación se presentan algunos estudios de investigación interesantes y frecuentemente citados que tienen como protagonista a las células Calu-3:

La molécula liberadora de monóxido de carbono 2 (CORM-2) suprime la proliferación, la migración y la invasión, y promueve la apoptosis en las células Calu-3 del cáncer de pulmón de células no pequeñas

Este estudio se publicó en la revista *European Review for Medical and Pharmacological Sciences* en 2018. La investigación propuso que las moléculas liberadoras de monóxido de carbono-2 (CORM-2) promueven la apoptosis de las células de cáncer de pulmón de células no pequeñas (Calu-3) y inhiben su proliferación, migración e invasión.

Las células epiteliales Calu-3 muestran respuestas inmunitarias y de barrera epitelial diferentes a las de las células epiteliales nasales primarias recién aisladas in vitro

Esta investigación, publicada en *Clinical and Translational Allergy* (2018), comparó las respuestas inmunitarias y de la barrera epitelial de la línea celular Calu-3 con las de las células epiteliales nasales primarias recién cultivadas.

La quinina inhibe la infección de líneas celulares humanas por el SARS-CoV-2

Este artículo publicado en *Viruses* (2021) propuso la quinina como un posible tratamiento para la infección por el SARS-CoV-2 al evaluar su efecto en diferentes líneas celulares infectadas por el virus, como la Calu-3.

Los niveles elevados de D-glucosa inducen la expresión de ACE2 a través de GLUT1 en la línea celular epitelial de las vías respiratorias humanas Calu-3

Esta investigación publicada en BMC Molecular and Cell Biology (2022) propuso que los niveles elevados de D-glucosa estimulan la expresión de ACE2 en las células Calu-3 a través de la regulación del gen GLUT1.

El Dolosigranulum pigrum modula la inmunidad contra el SARS-CoV-2 en las células epiteliales respiratorias

Este artículo publicado en Pathogens (2021) exploró los efectos inmunomoduladores de Dolosigranulum pigrum 040417 en las células epiteliales pulmonares. Además, investigó el potencial de esta bacteria inmunobiótica para proteger contra la infección por SARS-CoV-2.

Recursos para las células Calu-3: protocolos, videos y más

Existen muchos recursos en línea disponibles sobre las células Calu-3 que incluyen información relacionada con el cultivo celular y la transfección.

• Protocolo de transfección de células Calu-3: Este recurso brinda información esencial sobre la transfección de células Calu-3.
• Transfección de Calu-3: Este tutorial en video es una guía paso a paso para aprender el protocolo de transfección in vitro de Calu-3.

Aquí se menciona el protocolo de cultivo de células Calu-3.

• Células Calu-3: Este documento incluye información sobre el medio de cultivo de las células Calu-3 y el protocolo de subcultivo o pases.

Referencias

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar y H. Walles, «Modelos biológicos de las vías respiratorias inferiores humanas: retos y requisitos especiales de los modelos de barrera 3D humanos para la investigación biomédica». Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E., et al., El tratamiento de las células epiteliales de las vías respiratorias humanas Calu-3 con un ácido nucleico peptídico (PNA) dirigido al microARN miR-101-3p se asocia con una mayor expresión del gen del regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: p. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Actividad anti-SARS-CoV-2 del extracto de Andrographis paniculata y de su componente principal, la andrografólida, en células epiteliales pulmonares humanas, y evaluación de la citotoxicidad en células representativas de los principales órganos. Revista de productos naturales, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
4. Park, B.K., et al., Señalización diferencial y producción de virus en células Calu-3 y Vero tras la infección por SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seúl), 2021. 29(3): p. 273-281.