Linha celular Calu-3

As células Calu-3 constituem uma linhagem celular epitelial das vias aéreas de origem humana, representativa do carcinoma de pulmão de células não pequenas. Elas são amplamente utilizadas em pesquisas biomédicas, incluindo o estudo da biologia do câncer de pulmão, doenças respiratórias, interações hospedeiro-patógeno e transporte de medicamentos nas vias aéreas. Além disso, são empregadas no desenvolvimento de tratamentos para diversas doenças respiratórias.

Origem e características gerais das células Calu-3

As principais informações necessárias sobre uma linhagem celular são sua origem e suas características gerais. Elas ajudarão você a decidir como utilizá-la em seu trabalho de pesquisa. Esta seção ajudará você a conhecer essas informações essenciais sobre a linhagem celular Calu-3. Ela incluirá: O que é uma linhagem celular Calu-3? Qual é a morfologia das células Calu-3? Qual é a origem das células Calu-3?

• As células Calu-3 foram obtidas do derrame pleural (local de metástase) de um homem caucasiano (25 anos) com adenocarcinoma de pulmão. A linha celular foi estabelecida em 1975 por Jorgen Fogh e Germain Trempe, do Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
• As células Calu-3 apresentam uma morfologia semelhante à epitelial.
• O tamanho das células Calu-3 varia de 8-9 a 20 mícrons de diâmetro.
• Elas apresentam mutações nos genes K-RAS (G13D), TP53 e CDKN2A e expressam EGFR do tipo selvagem.

A549 x Calu-3

As células A549 e Calu-3 são linhagens celulares de adenocarcinoma pulmonar humano, mas apresentam características distintas. A principal diferença entre os modelos celulares Calu-3 e A549 é a espessura da camada de muco. As células Calu-3 formam uma camada de muco mais fina, modelando assim o epitélio das vias aéreas proximais. Por outro lado, as células A549 não apresentam essa característica e são mais adequadas para representar a estrutura fisiológica do trato respiratório distal [1].

Linha celular Calu-3: Informações sobre cultura

Esta seção ajudará você a conhecer os pontos-chave para a cultura da linha celular Calu-3. Aqui, discutiremos: Qual é o tempo de duplicação das células Calu-3? Qual é o meio de cultura das células Calu-3? Qual é o protocolo de cultura das células Calu-3? Como se cultiva células Calu-3?

Pontos-chave para a cultura de células Calu-3

Tempo de duplicação:

O tempo de duplicação das células Calu-3 é de aproximadamente 35 horas.

Adesivas ou em suspensão:

A Calu-3 é uma linha celular aderente de adenocarcinoma pulmonar.

Proporção de subcultura:

A proporção de subcultivo para a linhagem celular Calu-3 é de 1:2 a 1:4. Para o subcultivo, as células são lavadas com solução salina tamponada com fosfato (PBS) 1x e incubadas com Accutase (solução de passagem) à temperatura ambiente por cerca de 10 minutos. Em seguida, adiciona-se meio de cultura fresco, e as células desprendidas são centrifugadas. O sedimento celular é ressuspenso cuidadosamente, e as células são transferidas para o frasco contendo meio de cultura fresco para crescimento.

Meio de crescimento:

Para a cultura das células Calu-3, utiliza-se meio EMEM contendo 10% de FBS, 2 mM de L-glutamina, 1,5 g/L de NaHCO₃, EBSS, 1 mM de piruvato de sódio e NEAA. O meio das células Calu-3 deve ser substituído de 2 a 3 vezes por semana.

Condições de crescimento:

As células Calu-3 são cultivadas em uma incubadora umidificada a uma temperatura de 37 °C e com 5% de CO₂.

Armazenamento:

As células congeladas devem ser armazenadas na fase de vapor de nitrogênio líquido ou a temperatura inferior a -150 °C para preservar a viabilidade das células a longo prazo.

Processo de congelamento e meio:

Os meios de congelamento CM-1 ou CM-ACF são usados principalmente para congelar a linhagem celular pulmonar Calu-3. Para preservar a viabilidade celular e evitar que as células sofram qualquer choque, elas passam por um processo de congelamento lento que permite apenas uma redução de 1 °C por minuto na temperatura.

Processo de descongelamento:

As células são descongeladas colocando-se o frasco em um banho-maria pré-ajustado a 37 °C por cerca de 1 minuto ou até que reste apenas um pequeno pedaço de gelo. Adiciona-se meio de cultura fresco e as células são centrifugadas para remover os componentes do meio de congelamento. Em seguida, o sedimento celular é ressuspenso e as células são transferidas para um novo frasco contendo meio de crescimento.

Nível de biossegurança:

Ambientes laboratoriais com nível de biossegurança 1 são essenciais para o manuseio da linhagem celular Calu-3.

Vantagens e desvantagens das células Calu-3

Assim como outras linhagens celulares humanas, as células Calu-3 apresentam suas próprias vantagens e desvantagens. A seguir, discutiremos algumas das mais importantes.

Vantagens

• Modelo in vitro do epitélio das vias aéreas:

  Na pesquisa respiratória, as células Calu-3 servem como um modelo in vitro eficiente para o epitélio das vias aéreas. Elas refletem as características do revestimento das vias aéreas humanas, possibilitando investigações sobre o transporte de medicamentos, estudos de interação hospedeiro-patógeno e produção de mucina.

• Polarização:

  As células Calu-3 formam monocamadas polarizadas, o que as torna amplamente utilizadas para investigar o transporte de fármacos e as interações hospedeiro-patógeno em um contexto mais realista.

Desvantagens

• Linha celular cancerosa:

  As células Calu-3 foram obtidas a partir de um adenocarcinoma de pulmão; portanto, é importante observar que elas podem não representar totalmente o tecido pulmonar saudável. Os pesquisadores devem levar isso em consideração ao utilizá-las como modelo em estudos.

Aplicações da linhagem celular Calu-3 na pesquisa

A Calu-3 oferece diversas aplicações na pesquisa biomédica. Esta seção do artigo destacará algumas das mais promissoras.

• Estudos de doenças respiratórias: As células pulmonares Calu-3 são utilizadas para investigar várias doenças ou distúrbios respiratórios, como, por exemplo, fibrose cística, asma e doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). Um estudo realizado por Chiara Papi e colegas investigou o impacto do ácido nucleico peptídico (PNA) anti-miR-101-3p no direcionamento do miRNA-101-3p utilizando o modelo in vitro de fibrose cística Calu-3. O estudo constatou que o tratamento com PNA tende a aumentar a expressão do gene regulador de condutância transmembranar da fibrose cística (CFTR), sugerindo uma possível estratégia terapêutica para a fibrose cística e distúrbios relacionados [2].
• Desenvolvimento de medicamentos: as células Calu-3 servem como modelo para testar e desenvolver medicamentos para diversas condições respiratórias. Além disso, essas células também são empregadas no estudo do transporte de medicamentos através do epitélio das vias aéreas. Por exemplo, uma pesquisa realizada em 2021 explorou a atividade antiviral do extrato da planta Andrographis paniculata e de seu bioativo andrografólido na infecção das células Calu-3 pelo SARS-CoV-2 [3].
• Interações hospedeiro-patógeno: As células Calu-3 são ideais para o estudo da interação de patógenos com o epitélio das vias aéreas, auxiliando na compreensão de infecções respiratórias como a causada pelo SARS-CoV-2. Por exemplo, Byoung Kwon Park e colegas examinaram as respostas das células Calu-3 e Vero e a produção do vírus em resposta à infecção pelo SARS-CoV-2 [4].

5. Células Calu-3: Publicações científicas

A seguir, apresentamos alguns estudos de pesquisa interessantes e frequentemente citados que utilizam as células Calu-3:

A molécula liberadora de monóxido de carbono-2 (CORM-2) suprime a proliferação, a migração e a invasão, além de promover a apoptose em células Calu-3 de câncer de pulmão de células não pequenas

Este estudo foi publicado na revista *European Review for Medical and Pharmacological Sciences* em 2018. A pesquisa propôs que as moléculas liberadoras de monóxido de carbono-2 (CORM-2) promovem a apoptose das células do câncer de pulmão de células não pequenas (Calu-3) e suprimem sua proliferação, migração e invasão.

As células epiteliais Calu-3 apresentam respostas imunológicas e de barreira epitelial diferentes das células epiteliais nasais primárias recém-isoladas in vitro

Esta pesquisa, publicada na revista *Clinical and Translational Allergy* (2018), comparou as respostas imunológicas e da barreira epitelial da linhagem celular Calu-3 com as de células epiteliais nasais primárias recém-cultivadas.

A quinina inibe a infecção de linhagens celulares humanas pelo SARS-CoV-2

Este artigo publicado na revista *Viruses* (2021) propôs a quinina como um tratamento potencial para a infecção pelo SARS-CoV-2, avaliando seu efeito em diferentes linhagens celulares infectadas pelo vírus, como a Calu-3.

Altos níveis de D-glicose induzem a expressão de ACE2 por meio do GLUT1 na linha celular epitelial das vias aéreas humanas Calu-3

Esta pesquisa publicada na revista BMC Molecular and Cell Biology (2022) propôs que níveis elevados de D-glicose estimulam a expressão de ACE2 nas células Calu-3 por meio da regulação do gene GLUT1.

O Dolosigranulum pigrum modula a imunidade contra o SARS-CoV-2 em células epiteliais respiratórias

Este artigo publicado na revista *Pathogens* (2021) explorou os efeitos imunomoduladores do *Dolosigranulum pigrum 040417* em células epiteliais pulmonares. Além disso, investigou o potencial dessa bactéria imunobiótica na proteção contra a infecção por SARS-CoV-2.

Recursos para células Calu-3: protocolos, vídeos e muito mais

Existem muitos recursos online disponíveis sobre as células Calu-3, que incluem informações relacionadas ao cultivo celular e à transfecção.

• Protocolo de transfecção de células Calu-3: este recurso fornecerá conhecimentos essenciais sobre a transfecção de células Calu-3.
• Transfecção de Calu-3: este tutorial em vídeo é um guia passo a passo para aprender o protocolo de transfecção in vitro de Calu-3.

O protocolo de cultura de células Calu-3 é mencionado aqui.

• Células Calu-3: este documento abrange informações sobre o meio de cultura das células Calu-3 e o protocolo de subcultura ou passagem.

Referências

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar e H. Walles, “Modelos biológicos das vias aéreas inferiores humanas — Desafios e requisitos especiais dos modelos de barreira 3D humanos para pesquisa biomédica”. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
2. Fabbri, E., et al., O tratamento de células epiteliais das vias aéreas humanas Calu-3 com um ácido nucleico peptídico (PNA) direcionado ao microRNA miR-101-3p está associado ao aumento da expressão do gene do regulador de condutância transmembranar da fibrose cística (). European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: p. 112876.
3. Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Atividade anti-SARS-CoV-2 do extrato de Andrographis paniculata e de seu principal componente, a andrografólida, em células epiteliais pulmonares humanas e avaliação da citotoxicidade em células representativas dos principais órgãos. Journal of Natural Products, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
4. Park, B.K., et al., Sinalização diferencial e produção de vírus em células Calu-3 e Vero após infecção pelo SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seul), 2021. 29(3): p. 273-281.