Linha celular INS-1

A INS-1 é uma linhagem celular de insulinoma de rato bem caracterizada e amplamente utilizada na pesquisa sobre diabetes. As células INS-1 secretam insulina após estimulação com glicose; por isso, são empregadas no estudo do metabolismo da glicose, da fisiologia das células beta e da regulação da secreção de insulina. Além disso, essas células também são utilizadas na triagem, nos testes e no desenvolvimento de possíveis terapêuticas contra o diabetes mellitus.

Características gerais e origem das células INS-1

Conhecer as características gerais e a origem de uma linha celular pode ajudá-lo muito a utilizá-la de forma eficiente e eficaz em sua pesquisa. Esta seção do artigo irá informá-lo sobre a origem e as características gerais da INS-1. Você saberá: O que é a linha celular INS-1 de insulinoma de rato? Quais são as características gerais da INS-1? O que é a linha celular INS-1 832/3? O que é a INS-1E?

• As células INS-1 foram originalmente isoladas de um rato com 666 dias de idade com insulinoma transplantável induzido por raios X.
• As células INS-1 são bi-hormonais. Elas expressam simultaneamente as proteínas insulina e proglucagon. Essas células são consideradas imaturas, pois apresentam baixos níveis de expressão do fator de transcrição Nkx6.1 e não possuem marcadores de células alfa [1].
• Existem dois subclones das células INS-1, a saber, INS-1E e INS-1 832/3.
• A INS-1E difere da linhagem celular parental INS-1 no que diz respeito às respostas secretoras à glicose e ao teor de insulina.
• A INS-1 832/3, ou INS-1 832/13, também é um subclone da linhagem celular INS-1. É um modelo inestimável para o estudo da função das células beta das ilhotas pancreáticas e da regulação da secreção de insulina. Também difere das células INS-1 originais no que diz respeito à secreção de insulina estimulada pela glicose (GSIS).

Linha celular INS-1: Informações sobre o cultivo

Para lidar e manter uma linha celular de maneira eficiente, é necessário conhecer as seguintes informações sobre sua cultura. Esta seção do artigo abordará todos os pontos-chave para a cultura de células INS-1. Você aprenderá: Como se cultiva células beta INS-1? Qual é o protocolo de cultura de células INS-1? Qual é o tempo de duplicação das células INS-1? Qual é o meio de cultura das células de insulinoma de rato INS-1?

Pontos-chave para a cultura de células INS-1

Tempo de duplicação:

O tempo de duplicação populacional das células INS-1 é de aproximadamente 44 horas.

Adesivas ou em suspensão:

As células INS-1 crescem tanto em suspensão quanto na forma aderente.

Proporção de subcultura:

As células INS-1 são subcultivadas na proporção de 1:3. Resumidamente, as células em suspensão são coletadas. As células aderentes são lavadas com PBS e incubadas com a solução de Accutase. Após o desprendimento, as células são adicionadas a meio de cultura fresco. Em seguida, tanto as células em suspensão quanto as aderentes são centrifugadas e coletadas. As células são cuidadosamente ressuspensas e distribuídas em novos frascos para crescimento.

Meio de crescimento:

O RPM1 1640 é utilizado para cultivar a linhagem celular de insulinoma de rato INS-1. O meio é suplementado com 10% de soro fetal bovino inativado por calor, 2,1 mM de glutamina estável, 10 mM de HEPES, 2,0 g/L de NaHCO₃ e 1 mM de piruvato de sódio.

Condições de crescimento:

As células INS-1 são mantidas em uma incubadora umidificada, ajustada a uma temperatura de 37 °C e com suprimento contínuo de 5% de CO₂.

Armazenamento:

As células beta INS-1 podem ser armazenadas na fase de vapor de nitrogênio líquido ou a temperaturas inferiores a -150 °C em um freezer elétrico para armazenamento de longo prazo.

Processo de congelamento e meio:

Os meios CM-1 ou CM-ACF são utilizados para congelar as células INS-1 por meio de um processo de congelamento lento. Esse processo permite apenas uma queda de 1 °C na temperatura por minuto, a fim de proteger a viabilidade celular.

Processo de descongelamento:

As células INS-1 congeladas são descongeladas em banho-maria pré-ajustado a 37 graus Celsius por 40 a 60 segundos. Após o descongelamento, as células recebem meio fresco e são transferidas diretamente para um novo frasco para crescimento. Após 24 horas, o meio é substituído para eliminar os componentes do meio de congelamento.

Nível de biossegurança:

É necessário um laboratório de nível 1 de biossegurança para a cultura de células de insulinoma de rato INS-1.

Vantagens e desvantagens da linha celular INS-1

Assim como outras linhas celulares, a INS-1 também possui algumas características distintas associadas a certas vantagens e desvantagens. A seguir, mencionamos algumas das mais significativas.

Vantagens

As principais vantagens da linha celular INS-1 são:

• Bem caracterizada

  A INS-1 é uma linha celular bem estabelecida e bem caracterizada. Ela tem sido utilizada em inúmeros estudos de pesquisa. Mantém suas características fenotípicas e sua capacidade de secreção de insulina por um período mais longo, proporcionando, assim, resultados experimentais confiáveis e consistentes.

• Modelo de células beta

  As células INS-1 são utilizadas para estudar a função das células beta das ilhotas pancreáticas, uma vez que secretam insulina e respondem às flutuações nos níveis de glicose.

 Desvantagens

As desvantagens das células INS-1 são:

• Origem não humana

  As células beta INS-1 têm origem não humana. Elas foram derivadas de um insulinoma de rato. Isso pode causar diferenças específicas da espécie e limitar a transposição direta dos resultados experimentais para a fisiologia humana.

 4. Aplicações de pesquisa das células de insulinoma de rato INS-1

As células beta INS-1 são amplamente utilizadas na pesquisa sobre diabetes. Algumas aplicações promissoras dessa linhagem celular são mencionadas a seguir.

• Estudos de secreção de insulina: as células INS-1 possuem capacidade de secreção de insulina e, portanto, são amplamente empregadas para estudar os mecanismos celulares subjacentes à secreção de insulina. Os pesquisadores investigam fatores essenciais envolvidos na liberação de insulina, incluindo metabolismo da glicose, vias de sinalização, hormônios e agentes farmacológicos. Um estudo constatou que uma via dependente do canal iônico K+ATP regula a secreção de insulina nas células beta INS-1 [2]. Além disso, estudos também revelaram que as vias GLP-1R e AKT/PDX1 estão envolvidas na secreção de insulina nas células de insulinoma de rato INS-1 [3].
• Estudos sobre a função das células beta: as células INS-1 apresentam características semelhantes às das células beta das ilhotas pancreáticas, como a capacidade de resposta ao metabolismo da glicose e à secreção de insulina. Portanto, elas são utilizadas para estudar os processos fisiológicos e as funções das células beta. Um estudo realizado em 2022 utilizou células INS-1 e desenvolveu um modelo de disfunção das células beta por meio de H_₂O_₂. Os pesquisadores estudaram a viabilidade celular, a secreção de insulina e os marcadores relacionados ao estresse oxidativo nessas células em resposta ao tratamento com compostos naturais [4].
• Descoberta e desenvolvimento de medicamentos: As células de insulinoma de rato INS-1 são amplamente utilizadas para triagem e testes de compostos ou medicamentos antidiabéticos. Elas podem ser empregadas para estudar os efeitos potenciais de agentes terapêuticos sobre a secreção de insulina e outros parâmetros relevantes. Um estudo constatou que a loganina, um componente de uma fórmula à base de ervas chinesas, protegia a função de secreção de insulina das células INS-1 e exercia potenciais efeitos antidiabéticos. O componente mediou esses efeitos benéficos ao inibir a translocação nuclear do gene FOXO1 por meio da via PI3K/AKT [5]. 

5. Publicações científicas que apresentam as células beta da linha INS-1

Aqui estão algumas publicações científicas importantes que abordam a linhagem celular de insulinoma de rato INS-1.

A alfa-mangostina melhora a secreção de insulina e protege as células INS-1 contra danos induzidos pela estreptozotocina

Este estudo foi publicado no International Journal of Molecular Sciences em 2018. O estudo propôs que um composto natural cristalino amarelo, a alfa-mangostina, promove a secreção de insulina nas células beta INS-1 e as protege contra danos induzidos pela estreptozotocina, uma toxina que afeta as células beta.

A potencialização da secreção de insulina estimulada pela glicose nas células INS-1 pela epicatequina não depende de sua atividade antioxidante

Esta pesquisa foi publicada na *Acta Pharmacologica Sinica* em 2018. Os resultados do estudo revelaram que o composto epicatequina promove a secreção de insulina estimulada pela glicose em células beta INS-1 prejudicadas por ácidos graxos saturados por meio da ativação da via CaMKII.

Um glicosídeo feniletanoide recém-descoberto da Stevia rebaudiana Bertoni afeta a secreção de insulina em células β das ilhotas INS-1 de ratos

Este artigo publicado na revista *Molecules* (2019) propôs que um novo composto natural, o glicosídeo feniletanoide, afeta a secreção de insulina em células beta de insulinoma de rato (INS-1) e, portanto, possui potencial antidiabético.

A Loureirin B promove a secreção de insulina por meio das vias GLP-1R e AKT/PDX1

Esta pesquisa foi publicada na revista *European Journal of Pharmacology* (2022). O estudo propôs que a loureirina B, um produto natural, aumenta a secreção de insulina nas células β das ilhotas pancreáticas INS-1 por meio da modulação das vias AKT/PDX1 e GLP-1R.

Atividades anticâncer in vitro de Withania coagulans contra células cancerosas HeLa, MCF-7, RD, RG2 e INS-1 e análise fitoquímica

Este artigo da revista *Integrative Medicine Research* (2018) avaliou o potencial anticâncer do extrato de *Withania coagulans* utilizando células cancerosas da linha INS-1.

Recursos para a linhagem celular INS-1: protocolos, vídeos e muito mais

Aqui estão alguns recursos on-line sobre as células INS-1:

• Subcultura de células em suspensão: este vídeo é um guia abrangente para a subcultura de células cultivadas em suspensão.
• Subcultura de células aderentes: este vídeo ajudará você a aprender o protocolo geral para a passagem de células aderentes.

O link a seguir contém o protocolo de cultura celular da linha INS-1:

• Linha celular INS-1: Este site contém todas as informações sobre a cultura de células INS-1. Inclui informações sobre meios de cultura e congelamento de células INS-1, protocolos para subcultura e manuseio de culturas INS-1 criopreservadas e proliferativas.

Referências

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Expressão e secreção de peptídeos derivados do proglucagon em células INS-1 de insulinoma de rato. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: p. 590763.
2. Park, J.E. e J.S. Han, Um extrato de Portulaca oleracea L. promove a secreção de insulina por meio de uma via dependente do canal K+ ATP em células β pancreáticas INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): p. 183.
3. Fang, H., et al., A loureirina B promove a secreção de insulina por meio das vias GLP-1R e AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: p. 175377.
4. Duan, J., et al., A swietenina e o swietenolide da Swietenia macrophylla king melhoram a secreção de insulina e atenuam a apoptose em células INS-1 induzidas por H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): p. 2780-2792.
5. Mo, F.-F., et al., Efeito antidiabético da loganina por meio da inibição da translocação nuclear de FOXO1 via via de sinalização PI3K/Akt em células INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): p. 262.