Línea celular INS-1

INS-1 es una línea celular de insulinoma de rata bien caracterizada y ampliamente utilizada en la investigación de la diabetes. Las células INS-1 secretan insulina tras la estimulación con glucosa; por lo tanto, se emplean para estudiar el metabolismo de la glucosa, la fisiología de las células beta y la regulación de la secreción de insulina. Además, estas células también se utilizan en la selección, el análisis y el desarrollo de posibles tratamientos contra la diabetes mellitus.

Características generales y origen de las células INS-1

Conocer las características generales y el origen de una línea celular puede ser de gran ayuda para utilizarla de manera eficiente y eficaz en su investigación. En esta sección del artículo encontrará información sobre el origen y las características generales de la línea celular INS-1. Aprenderá: ¿Qué es la línea celular INS-1 de insulinoma de rata? ¿Cuáles son las características generales de la INS-1? ¿Qué es la línea celular INS-1 832/3? ¿Qué es la INS-1E?

• Las células INS-1 se aislaron originalmente de una rata de 666 días de edad con un insulinoma trasplantable inducido por rayos X.
• Las células INS-1 son bihormonales. Expresan simultáneamente las proteínas de la insulina y del proglucagón. Estas células se consideran inmaduras, ya que presentan bajos niveles de expresión del factor de transcripción Nkx6.1 y carecen de marcadores de células alfa [1].
• Existen dos subclones de las células INS-1: INS-1E e INS-1 832/3.
• La línea INS-1E se diferencia de la línea celular parental INS-1 en cuanto a las respuestas secretoras a la glucosa y al contenido de insulina.
• La INS-1 832/3 o INS-1 832/13 también es un subclon de la línea celular INS-1. Es un modelo invaluable para estudiar la función de las células beta de los islotes pancreáticos y la regulación de la secreción de insulina. También se diferencia de las células INS-1 originales en el contexto de la secreción de insulina estimulada por la glucosa (GSIS).

Línea celular INS-1: Información sobre el cultivo

Para manejar y mantener de manera eficiente una línea celular, es necesario conocer la siguiente información sobre su cultivo. En esta sección del artículo se abordarán todos los puntos clave para el cultivo de células INS-1. Aprenderás: ¿Cómo se cultivan las células beta INS-1? ¿Cuál es el protocolo de cultivo de células INS-1? ¿Cuál es el tiempo de duplicación de las células INS-1? ¿Cuál es el medio de cultivo para las células de insulinoma de rata INS-1?

Puntos clave para el cultivo de células INS-1

Tiempo de duplicación:

El tiempo de duplicación de la población de las células INS-1 es de aproximadamente 44 horas.

Adherentes o en suspensión:

Las células INS-1 crecen tanto en suspensión como en forma adherente.

Proporción de subcultivo:

Las células INS-1 se subcultivan con una proporción de división de 1:3. En resumen, se recogen las células en suspensión. Las células adherentes se enjuagan con PBS y se incuban con la solución de Accutase. Una vez desprendidas, se les agrega medio fresco. Posteriormente, tanto las células en suspensión como las adherentes se centrifugan y se recogen. Las células se resuspenden cuidadosamente y se distribuyen en nuevos frascos para su crecimiento.

Medio de crecimiento:

Se utiliza RPM1 1640 para cultivar la línea celular de insulinoma de rata INS-1. El medio se suplementa con suero fetal bovino inactivado por calor al 10 %, glutamina estable a 2,1 mM, HEPES a 10 mM, NaHCO₃ a 2,0 g/L y piruvato de sodio a 1 mM.

Condiciones de cultivo:

Las células INS-1 se mantienen en una incubadora humidificada a una temperatura de 37 °C y con un suministro continuo de 5 % de CO₂.

Almacenamiento:

Las células beta INS-1 pueden almacenarse a largo plazo en la fase de vapor de nitrógeno líquido o a una temperatura inferior a -150 °C en un congelador eléctrico.

Proceso de congelación y medio:

Se utilizan los medios CM-1 o CM-ACF para congelar las células INS-1 mediante un proceso de congelación lenta. Este permite solo una disminución de 1 °C en la temperatura por minuto para proteger la viabilidad celular.

Proceso de descongelación:

Las células INS-1 congeladas se descongelan en un baño de agua preajustado a una temperatura de 37 grados Celsius durante 40 a 60 segundos. Después de la descongelación, se les agrega medio fresco a las células y se vierten directamente en un nuevo frasco para su crecimiento. Pasadas 24 horas, se reemplaza el medio para eliminar los componentes del medio de congelación.

Nivel de bioseguridad:

Se requiere un laboratorio de nivel de bioseguridad 1 para cultivar células de insulinoma de rata INS-1.

Ventajas y desventajas de la línea celular INS-1

Al igual que otras líneas celulares, la INS-1 también posee algunas características distintivas asociadas a ciertas ventajas y desventajas. A continuación, mencionamos algunas de las más importantes.

Ventajas

Las principales ventajas de la línea celular INS-1 son:

• Bien caracterizada

  La INS-1 es una línea celular bien establecida y bien caracterizada. Se ha utilizado en numerosos estudios de investigación. Mantiene sus características fenotípicas y su capacidad de secreción de insulina durante un período prolongado, lo que permite obtener resultados experimentales confiables y consistentes.

• Modelo de células beta

  Las células INS-1 se utilizan para estudiar la función de las células beta de los islotes pancreáticos, ya que secretan insulina y responden a las fluctuaciones en los niveles de glucosa.

 Desventajas

Las desventajas de las células INS-1 son:

• Origen no humano

  Las células beta INS-1 tienen un origen no humano. Se derivaron de un insulinoma de rata. Esto puede causar diferencias específicas de la especie y limitar la extrapolación directa de los resultados experimentales a la fisiología humana.

 4. Aplicaciones de investigación de las células de insulinoma de rata INS-1

Las células beta INS-1 se utilizan ampliamente en la investigación sobre la diabetes. A continuación se mencionan algunas aplicaciones prometedoras de esta línea celular.

• Estudios sobre la secreción de insulina: Las células INS-1 tienen capacidad para secretar insulina y, por lo tanto, se emplean ampliamente para estudiar los mecanismos celulares subyacentes de la secreción de insulina. Los investigadores analizan los factores esenciales involucrados en la liberación de insulina, incluyendo el metabolismo de la glucosa, las vías de señalización, las hormonas y los agentes farmacológicos. Un estudio descubrió que una vía dependiente del canal iónico K + ATP regula la secreción de insulina en las células beta INS-1 [2]. Además, otros estudios también han revelado que las vías GLP-1R y AKT/PDX1 participan en la secreción de insulina en las células de insulinoma de rata INS-1 [3].
• Estudios sobre la función de las células beta: Las células INS-1 presentan características similares a las de las células beta de los islotes pancreáticos, tales como la capacidad de respuesta al metabolismo de la glucosa y la secreción de insulina. Por lo tanto, se utilizan para estudiar los procesos y funciones fisiológicas de las células beta. Un estudio realizado en 2022 utilizó células INS-1 y desarrolló un modelo de disfunción de las células beta mediante H_₂O_₂. Se analizó la viabilidad celular, la secreción de insulina y los marcadores relacionados con el estrés oxidativo en estas células en respuesta al tratamiento con compuestos naturales [4].
• Descubrimiento y desarrollo de fármacos: Las células de insulinoma de rata INS-1 se utilizan ampliamente para cribar y evaluar compuestos o fármacos antidiabéticos. Pueden emplearse para estudiar los posibles efectos de los agentes terapéuticos sobre la secreción de insulina y otros parámetros relevantes. Un estudio descubrió que la loganina, un componente de una fórmula a base de hierbas chinas, protegía la función secretora de insulina de las células INS-1 y ejercía posibles efectos antidiabéticos. El componente mediaba estos efectos beneficiosos al inhibir la translocación nuclear del gen FOXO1 a través de la vía PI3K/AKT [5]. 

5. Publicaciones de investigación sobre las células beta INS-1

A continuación se presentan algunas publicaciones de investigación relevantes que incluyen la línea celular de insulinoma de rata INS-1.

La alfa-mangostina mejora la secreción de insulina y protege a las células INS-1 del daño inducido por la estreptozotocina

Este estudio se publicó en la revista *International Journal of Molecular Sciences* en 2018. El estudio propuso que un compuesto natural cristalino amarillo, la alfa-mangostina, promueve la secreción de insulina en las células beta INS-1 y las protege contra el daño inducido por la estreptozotocina, una toxina que afecta a las células beta.

La potenciación de la secreción de insulina estimulada por la glucosa en las células INS-1 por parte de la epicatequina no depende de su actividad antioxidante

Esta investigación se publicó en *Acta Pharmacologica Sinica* en 2018. Los resultados del estudio revelaron que el compuesto epicatequina promueve la secreción de insulina estimulada por la glucosa en células beta INS-1 alteradas por ácidos grasos saturados a través de la activación de la vía CaMKII.

Un glucósido feniletanoide recién descubierto de Stevia rebaudiana Bertoni afecta la secreción de insulina en las células β de los islotes INS-1 de rata

Este artículo publicado en *Molecules* (2019) propuso que un nuevo compuesto natural, el glucósido feniletanoide, afecta la secreción de insulina en las células de insulinoma de rata INS-1 y, por lo tanto, tiene potencial antidiabético.

La loureirina B promueve la secreción de insulina a través de las vías GLP-1R y AKT/PDX1

Esta investigación se publicó en la revista European Journal of Pharmacology (2022). El estudio propuso que la loureirina B, un producto natural, potencia la secreción de insulina en las células beta de los islotes pancreáticos INS-1 mediante la modulación de las vías AKT/PDX1 y GLP-1R.

Actividades anticancerígenas in vitro de Withania coagulans contra las células cancerosas HeLa, MCF-7, RD, RG2 e INS-1 y análisis fitoquímico

Este artículo de Integrative Medicine Research (2018) evaluó el potencial anticancerígeno del extracto de Withania coagulans utilizando células cancerosas INS-1.

Recursos sobre la línea celular INS-1: protocolos, videos y más

A continuación se presentan algunos recursos en línea sobre las células INS-1:

• Subcultivo de células en suspensión: Este video es una guía completa para el subcultivo de células que crecen en cultivos en suspensión.
• Subcultivo de células adherentes: Este video te ayudará a aprender el protocolo general para el pasaje de células adherentes.

El siguiente enlace contiene el protocolo de cultivo celular de INS-1:

• Línea celular INS-1: Este sitio web contiene toda la información sobre el cultivo de células INS-1. Incluye información sobre los medios de cultivo y congelación de las células INS-1, protocolos para el repique y el manejo de cultivos de INS-1 criopreservados y proliferativos.

Referencias

1. Acosta-Montalvo, A., et al., «Expresión y secreción de péptidos derivados del proglucagón en células INS-1 de insulinoma de rata». Front Cell Dev Biol, 2020. 8: p. 590763.
2. Park, J.E. y J.S. Han, «Un extracto de Portulaca oleracea L. promueve la secreción de insulina a través de una vía dependiente del canal K+ ATP en las células β pancreáticas INS-1». Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): p. 183.
3. Fang, H., et al., La loureirina B promueve la secreción de insulina a través de las vías del receptor GLP-1 (GLP-1R) y AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: p. 175377.
4. Duan, J., et al., La swietenina y el swietenólido de Swietenia macrophylla King mejoran la secreción de insulina y atenúan la apoptosis en células INS-1 inducida por H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): p. 2780-2792.
5. Mo, F.-F., et al., Efecto antidiabético de la loganina mediante la inhibición de la translocación nuclear de FOXO1 a través de la vía de señalización PI3K/Akt en células INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): p. 262.