Células CHO-K1: Um elemento essencial nas aplicações de pesquisa biotecnológica
As células CHO-K1 são derivadas da linhagem celular de ovário de hamster chinês (CHO). Elas são amplamente utilizadas na biotecnologia industrial para a produção de produtos biofarmacêuticos e outras proteínas recombinantes. Além disso, a linhagem celular CHO-K1 também é empregada em pesquisas toxicológicas. Os pesquisadores manipulam geneticamente essas células para melhorar a glicosilação, reduzir a apoptose e aumentar a produtividade geral.
- Meio de crescimento
- Para a cultura das células CHO-K1, utiliza-se o meio de crescimento Ham’s F12 suplementado com 10% de soro fetal bovino (FBS), 1,0 mM de glutamina estável, 1,0 mM de piruvato de sódio e 1,1 g/L de NaHCO₃. O meio deve ser trocado de 2 a 3 vezes por semana.
- Tempo de duplicação
- O tempo de duplicação das células CHO-K1 é de aproximadamente 22 horas.
- Tipo de crescimento
- As células CHO-K1 são aderentes. No entanto, elas podem ser geneticamente modificadas para se tornarem células CHO-K1 em suspensão.
- Nível de biossegurança
- BSL-1
- Disponível na
- Cytion — Encomende CHO-K1
- Origem e características gerais: células CHO-K1
- Linha celular CHO-K1: Informações sobre cultura
- Vantagens e limitações das células CHO-K1
- Aplicações da linha celular CHO-K1 na pesquisa
- 5. Células CHO-K1: Publicações científicas
- Recursos para a linha celular CHO-K1: protocolos, vídeos e muito mais
- Perguntas frequentes
Origem e características gerais: células CHO-K1
As características gerais e a origem de uma linhagem celular determinam seu uso na pesquisa. Esta seção ajudará você a conhecer a origem e as características da famosa linhagem celular CHO-K1. Você saberá: De onde veio a célula CHO-K1? Qual é o tamanho das células CHO-K1? Qual é a sigla completa da linha celular CHO-K1? Qual é a morfologia das células CHO-K1?
- A CHO-K1, ou linha celular K1 de ovário de hamster chinês, é um subclone das células CHO parentais, originadas da biópsia do ovário de uma fêmea adulta de hamster chinês em 1957. A linhagem celular original foi desenvolvida por T.T. Puck e colegas na Faculdade de Medicina da Universidade do Colorado, em Denver, EUA [1].
- A linha celular CHO-K1 apresenta morfologia semelhante à epitelial.
- O diâmetro das células CHO-K1 é de aproximadamente 0,001 milímetros. Curiosamente, as células são grandes inicialmente; no entanto, tornam-se menores com o tempo.
- O genoma das células CHO-K1 consiste em um número de cromossomos semelhante ao das células humanas. Elas apresentam cariótipos diplóides e apresentam poucas anomalias cromossômicas.
Linha celular CHO-K1 vs. CHO-S
Ambas as linhas celulares são derivadas da CHO. Elas diferem na forma como essas células crescem e se proliferam. As células CHO-S estão adaptadas para crescer em culturas, enquanto as CHO-K1 podem ser geneticamente manipuladas para produzir células aderentes e em suspensão.
Linha celular CHO-K1: Informações sobre o cultivo
A linha celular CHO-K1 é amplamente utilizada na pesquisa em biotecnologia industrial. Trata-se de uma linha celular de fácil manutenção. Conhecer os pontos-chave do cultivo de células CHO-K1 pode facilitar o seu trabalho. Esta seção irá ajudá-lo a aprender: As células CHO-K1 são aderentes? Qual é o tempo de duplicação das células CHO-K1? Que meio é utilizado para a cultura de células CHO? Qual é a densidade de semeadura das células CHO-K1?
Pontos-chave para o cultivo de células CHO-K1
Tempo de duplicação populacional:
O tempo de duplicação das células CHO-K1 é de aproximadamente 22 horas.
Adesivas ou em suspensão:
As células CHO-K1 são aderentes. No entanto, elas podem ser geneticamente modificadas para se tornarem células CHO-K1 em suspensão.
Densidade de semeadura:
A densidade de semeadura das células CHO-K1 é de 1 x 10⁴ células/cm². Nessa densidade, as células podem formar uma camada confluente em aproximadamente 6 dias. Para células aderentes, as células são lavadas com PBS 1x e incubadas por 8 a 10 minutos à temperatura ambiente. As células dissociadas são adicionadas a meio fresco e centrifugadas. As células colhidas são ressuspensas e transferidas para um novo frasco para crescimento.
Meio de crescimento:
Para a cultura de células CHO-K1, utiliza-se o meio de crescimento F12 de Ham suplementado com 10% de FBS, 1,0 mM de glutamina estável, 1,0 mM de piruvato de sódio e 1,1 g/L de NaHCO₃. O meio deve ser trocado de 2 a 3 vezes por semana.
Condições de crescimento:
As culturas de CHO-K1 são mantidas em uma incubadora umidificada a 37 °C com um suprimento de 5% de CO₂.
Armazenamento:
As células CHO-K1 congeladas são armazenadas a temperaturas inferiores a -150 °C ou na fase de vapor do nitrogênio líquido.
Processo de congelamento e meio:
Os meios de congelamento CM-1 ou CM-ACF são utilizados para o congelamento das células CHO-K1. É utilizado um processo de congelamento lento, que permite uma queda gradual da temperatura de 1 °C, para congelar as células CHO-K1.
Processo de descongelamento:
As células CHO-K1 congeladas são mantidas em banho-maria a 37 °C até restar apenas um pequeno pedaço de gelo. As células descongeladas são adicionadas a meios de cultura frescos e transferidas para um novo frasco contendo meio de cultura, a uma densidade de 5 x 10⁴ células/cm². As células levam cerca de 24 a 48 horas para se recuperarem adequadamente.
Nível de biossegurança:
As culturas de CHO-K1 são manuseadas e mantidas em laboratórios de nível de biossegurança 1.
Vantagens e limitações das células CHO-K1
A CHO-K1 é uma ferramenta de pesquisa inestimável. Sua combinação única de vantagens e limitações a diferencia de outras linhagens celulares. Esta seção abordou alguns prós e contras da linhagem celular CHO-K1.
Vantagens
As principais vantagens da linha celular CHO-K1 incluem:
Facilidade de transfecção
As células CHO-K1 são amplamente utilizadas em estudos de transfecção. Elas podem ser transfectadas de forma transitória e estável por meio de diferentes procedimentos físicos e químicos. Devido à sua alta facilidade de transfecção, as células CHO-K1 são amplamente empregadas na produção de proteínas recombinantes e outros produtos biofarmacêuticos.
Rápida taxa de crescimento e fácil cultivo
O tempo de duplicação das células CHO-K1 é de apenas 22 horas; portanto, elas apresentam alta taxa de crescimento e são ideais para uso na biotecnologia industrial. Além disso, a adaptação das células CHO-K1 à cultura em suspensão as torna úteis para a produção de grandes quantidades de produtos biofarmacêuticos. Ademais, são fáceis de cultivar e manter em laboratórios e não exigem condições nem procedimentos de cultura complexos.
Baixa frequência de anomalias cromossômicas
O CHO-K1 é um sistema modelo bem caracterizado e estabelecido. O genoma do CHO-K1 é estável e apresenta poucas anomalias cromossômicas. Portanto, essas células são hospedeiras ideais para a produção de proteínas recombinantes.
Limitações
Aqui estão algumas limitações da linhagem celular CHO-K1:
Origem não humana
Embora as células CHO-K1 tenham a capacidade de apresentar padrões de glicosilação semelhantes aos humanos, elas são de origem não humana. Isso pode ser uma preocupação ao estudar processos celulares altamente específicos do ser humano e a imunogenicidade de agentes terapêuticos.
Heterogeneidade
As células CHO-K1 podem apresentar características genéticas ligeiramente diferentes dentro da mesma população, resultando em heterogeneidade genética. Isso pode afetar as funções celulares e causar variabilidade nos níveis de expressão proteica, podendo influenciar a reprodutibilidade dos resultados experimentais.
Aplicações da linhagem celular CHO-K1 na pesquisa
A linhagem celular CHO-K1 possui inúmeras aplicações na biotecnologia industrial e na pesquisa toxicológica. Aqui, discutimos algumas delas especificamente.
- Produção de proteínas recombinantes: as células CHO-K1 são ferramentas de pesquisa inestimáveis para a produção de proteínas recombinantes, incluindo anticorpos, proteínas terapêuticas e enzimas. Sua alta taxa de crescimento e condições de cultura simples ajudam a produzir grandes quantidades de proteínas recombinantes com dobramento e glicosilação adequados. Por exemplo, um estudo conduzido por Kritika Gupta utilizou células CHO-K1 e as transfectou de forma estável para produzir um anticorpo monoclonal recombinante contra o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) [2]. A produção de anticorpos com CHO-K1 é bastante confiável e conveniente. Os pesquisadores também modificam essas células para melhorar a produção de anticorpos com CHO-K1. Por exemplo, um estudo manipulou geneticamente células CHO-K1 para produzir anticorpos com altas proporções de N-glicanas ligadas ao Fc e α-fucosiladas, o que é importante para sua função efetora [3].
- Pesquisa toxicológica: A célula CHO-K1 é frequentemente utilizada para a descoberta de medicamentos e ensaios de triagem. Ela pode ser empregada para avaliar a toxicidade e a eficácia de potenciais medicamentos. Além disso, pesquisadores utilizam células CHO-K1 para investigar interações entre medicamentos e alvos e estudar o metabolismo dos medicamentos. Vários estudos foram realizados para avaliar os possíveis efeitos terapêuticos de extratos vegetais, compostos, nanopartículas, proteínas terapêuticas e outros agentes utilizando a linhagem celular CHO-K1. Uma pesquisa semelhante foi conduzida em 2022, na qual os pesquisadores mediram o potencial citotóxico de extratos vegetais ricos em flavonóides em células CHO-K1 [4]. Da mesma forma, um estudo conduzido por Ryan Deweese e colegas avaliou a citotoxicidade de extratos de Baptisia australis, Trifolium pratense e Rubus idaeus em células CHO-K1 derivadas de ovário de hamster chinês [5].
5. CHO-K1 cells: Research publications
The following are some interesting research publications on CHO-K1 cells.
This study published in Molecular Biology Reports (2023) proposed the positive effects of SIRT6 gene overexpression on CHO-K1 cell viability and antibody expression.
This publication is in the Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). The research findings state the potential of CRISPR-Cas13d for genetically modifying CHO-K1 cells for improved antibody production concerning quality and quantity.
This research article from Nature Scientific Reports (2018) suggested maltose as a promising energy source for culturing CHO-K1 cells in a protein-free medium and enhancing recombinant monoclonal antibody production.
This study in the Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) used CHO-K1 cells to evaluate the potential cytotoxic and antigenotoxic effects of black pepper ethanolic extract alone and in combination with doxorubicin.
This research was published in The Nucleus in 2019. Herein researchers assessed silver nanoparticles' cytotoxic and genotoxic potential in the CHO-K1 cell line.
Resources for CHO-K1 cell line: Protocols, Videos, and More
CHO-K1 is a famous cell line. The available resources featuring CHO-K1 culturing and transfection protocols are mentioned here.
- CHO-K1 transfection: This link will describe the CHO-K1 transfection protocol. It is a step-by-step guide for transfecting plasmid DNA into CHO-K1 cells using Lipofectamine LTX Reagent.
- CHO-K1 transfection tutorial: This video will explain the transient CHO-K1 transfection procedure in detail.
Here are some resources describing cell culture protocol for CHO-K1 cells.
- CHO-K1 cells: This website link contains useful information about CHO-K1 cells, including CHO-K1 media recipe, subculturing, and thawing protocol.
References
- Gamper, N., J.D. Stockand, and M.S. Shapiro, The use of Chinese hamster ovary (CHO) cells in the study of ion channels. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): p. 177-85.
- Gupta, K., et al., A Stable CHO K1 Cell line for producing recombinant monoclonal antibody against TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): p. 828-839.
- Popp, O., et al. Development of a pre-glycoengineered CHO-K1 host cell line for the expression of antibodies with enhanced Fc mediated effector function. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicity of Flavonoid-Containing Plant Extracts toward the CHO Cell Line: a Comparative Study. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): p. 80-85.
- Deweese, R., et al., Cytotoxic Effects of Trifolium pratense, Baptisia australis, and Rubus idaeus Extracts on CHO-K1 Cells. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): p. 128-139.