Dòng tế bào Calu-3
Tế bào Calu-3 là một dòng tế bào biểu mô đường thở có nguồn gốc từ người, đại diện cho ung thư phổi không tế bào nhỏ. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu y sinh, bao gồm nghiên cứu sinh học ung thư phổi, các bệnh về đường hô hấp, tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh, cũng như quá trình vận chuyển thuốc trong đường thở. Hơn nữa, chúng còn được sử dụng để phát triển các phương pháp điều trị cho một số rối loạn hô hấp.
- Môi trường nuôi cấy
- Môi trường EMEM chứa 10% FBS, 2 mM L-Glutamine, 1,5 g/L NaHCO3, EBSS, 1 mM Sodium pyruvate và NEAA được sử dụng để nuôi cấy tế bào Calu-3. Môi trường nuôi cấy tế bào Calu-3 nên được thay 2 đến 3 lần mỗi tuần.
- Thời gian nhân đôi
- Thời gian nhân đôi của tế bào Calu-3 là khoảng 35 giờ.
- Loại tế bào
- Calu-3 là dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến phổi bám dính.
- Cấp độ an toàn sinh học
- BSL-1
- Có sẵn tại
- Cytion — Đặt hàng Calu-3
Nguồn gốc và đặc điểm chung của tế bào Calu-3
Thông tin cơ bản mà bạn cần biết về một dòng tế bào là nguồn gốc và các đặc điểm chung của nó. Thông tin này sẽ giúp bạn quyết định việc sử dụng dòng tế bào đó trong công việc nghiên cứu của mình. Phần này sẽ giúp bạn tìm hiểu những thông tin cần thiết về dòng tế bào Calu-3. Phần này bao gồm: Dòng tế bào CALU-3 là gì? Hình thái của tế bào Calu-3 như thế nào? Nguồn gốc của tế bào Calu-3 là gì?
- Tế bào Calu-3 được lấy từ dịch màng phổi (vị trí di căn) của một nam giới da trắng (25 tuổi) bị ung thư biểu mô tuyến phổi. Dòng tế bào này được Jorgen Fogh và Germain Trempe từ Trung tâm Ung thư Memorial Sloan Kettering thiết lập vào năm 1975.
- Tế bào Calu-3 có hình thái giống biểu mô.
- Kích thước tế bào Calu-3 dao động từ 8-9 đến 20 micromet đường kính.
- Chúng mang các đột biến trong các gen K-RAS (G13D), TP53 và CDKN2A và biểu hiện EGFR kiểu hoang dã.
A549 so với Calu-3
Các dòng tế bào A549 và Calu-3 đều là dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến phổi ở người nhưng có những đặc điểm riêng biệt. Sự khác biệt chính giữa mô hình tế bào Calu-3 và A549 là độ dày của lớp chất nhầy. Tế bào Calu-3 tạo thành một lớp chất nhầy mỏng hơn, do đó mô phỏng biểu mô đường thở gần. Mặt khác, tế bào A549 không có đặc điểm này và phù hợp hơn để thể hiện cấu trúc sinh lý của đường hô hấp xa [1].
Dòng tế bào Calu-3: Thông tin về nuôi cấy
Phần này sẽ giúp bạn nắm được những điểm chính trong việc nuôi cấy dòng tế bào Calu-3. Ở đây, chúng ta sẽ thảo luận về: Thời gian nhân đôi của tế bào Calu-3 là bao lâu? Môi trường nuôi cấy tế bào Calu-3 là gì? Quy trình nuôi cấy tế bào Calu-3 như thế nào? Làm thế nào để nuôi cấy tế bào Calu-3?
Các điểm chính trong việc nuôi cấy tế bào Calu-3
Thời gian nhân đôi:
Thời gian nhân đôi của tế bào Calu-3 là khoảng 35 giờ.
Dính hoặc lơ lửng:
Calu-3 là dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến phổi bám dính.
Tỷ lệ chia cấy:
Tỷ lệ phân chia cho dòng tế bào Calu-3 là 1:2 đến 1:4. Để phân chia tế bào, các tế bào được rửa bằng dung dịch muối đệm phosphate (PBS) 1x và ủ với Accutase (dung dịch phân chia) ở nhiệt độ phòng trong khoảng 10 phút. Sau đó, thêm môi trường nuôi cấy tươi vào và ly tâm các tế bào đã tách ra. Cục tế bào được tái huyền phù cẩn thận, và các tế bào được phân phối vào bình chứa môi trường nuôi cấy tươi để phát triển.
Môi trường nuôi cấy:
Dung dịch nuôi cấy EMEM chứa 10% huyết thanh bò phôi (FBS), 2 mM L-Glutamine, 1,5 g/L NaHCO₃, EBSS, 1 mM natri pyruvate và NEAA được sử dụng để nuôi cấy tế bào Calu-3. Nên thay môi trường nuôi cấy tế bào Calu-3 2 đến 3 lần mỗi tuần.
Điều kiện nuôi cấy:
Tế bào Calu-3 được nuôi cấy trong tủ ấm có độ ẩm ở nhiệt độ 37°C và nồng độ CO₂ 5%.
Bảo quản:
Tế bào đông lạnh nên được bảo quản trong pha hơi của nitơ lỏng hoặc ở nhiệt độ dưới -150 °C để bảo vệ khả năng sống của tế bào trong thời gian dài.
Quy trình đông lạnh và môi trường:
Môi trường đông lạnh CM-1 hoặc CM-ACF chủ yếu được sử dụng để đông lạnh dòng tế bào phổi Calu-3. Để duy trì khả năng sống của tế bào và ngăn ngừa tế bào bị sốc, các tế bào được thực hiện quy trình đông lạnh chậm, chỉ cho phép nhiệt độ giảm 1 °C mỗi phút.
Quy trình rã đông:
Tế bào được rã đông bằng cách đặt lọ vào bể nước đã được cài đặt sẵn ở 37 °C trong khoảng 1 phút hoặc cho đến khi chỉ còn lại một cục băng nhỏ. Thêm môi trường nuôi cấy mới vào và ly tâm tế bào để loại bỏ các thành phần của môi trường đông lạnh. Sau đó, cặn tế bào được tái huyền phù và tế bào được đổ vào một bình mới chứa môi trường nuôi cấy.
Mức độ an toàn sinh học:
Phải thực hiện các thao tác với dòng tế bào Calu-3 trong phòng thí nghiệm đạt mức an toàn sinh học 1.
Ưu điểm và nhược điểm của tế bào Calu-3
Giống như các dòng tế bào người khác, tế bào Calu-3 cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về một số điểm quan trọng.
Ưu điểm
-
Mô hình biểu mô đường thở in vitro:
Trong nghiên cứu về hô hấp, tế bào Calu-3 đóng vai trò là mô hình in vitro hiệu quả cho biểu mô đường thở. Chúng phản ánh các đặc tính của lớp lót đường thở ở người, cho phép tiến hành các nghiên cứu về vận chuyển thuốc, tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh, cũng như sản xuất mucin.
-
Cực hóa:
Tế bào Calu-3 tạo thành các lớp đơn phân cực, do đó được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu quá trình vận chuyển thuốc và tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh trong bối cảnh thực tế hơn.
Nhược điểm
-
Dòng tế bào ung thư:
Tế bào Calu-3 được lấy từ ung thư biểu mô tuyến phổi, do đó cần lưu ý rằng chúng có thể không đại diện hoàn toàn cho mô phổi khỏe mạnh. Các nhà nghiên cứu nên cân nhắc điều này khi sử dụng chúng làm mô hình trong các nghiên cứu.
Ứng dụng của dòng tế bào Calu-3 trong nghiên cứu
Calu-3 có một số ứng dụng trong nghiên cứu y sinh. Phần này của bài viết sẽ làm sáng tỏ một vài ứng dụng hứa hẹn nhất.
- Nghiên cứu bệnh hô hấp: Tế bào phổi Calu-3 được sử dụng để nghiên cứu các bệnh hoặc rối loạn hô hấp khác nhau, ví dụ như xơ nang, hen suyễn và bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD). Một nghiên cứu của Chiara Papi và các đồng nghiệp đã điều tra tác động của peptide-nucleic acid (PNA) chống miR-101-3p trong việc nhắm mục tiêu vào miRNA-101-3p bằng cách sử dụng mô hình bệnh xơ nang phổi Calu-3 in vitro. Nghiên cứu cho thấy việc điều trị bằng PNA có xu hướng làm tăng sự biểu hiện của gen Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR), gợi ý một chiến lược điều trị tiềm năng cho bệnh xơ nang và các rối loạn liên quan [2].
- Phát triển thuốc: Tế bào Calu-3 đóng vai trò là mô hình để thử nghiệm và phát triển thuốc cho một số bệnh lý hô hấp. Bên cạnh đó, các tế bào này còn được sử dụng trong nghiên cứu quá trình vận chuyển thuốc qua biểu mô đường hô hấp. Ví dụ, một nghiên cứu được thực hiện vào năm 2021 đã khám phá hoạt tính kháng virus của chiết xuất từ cây Andrographis paniculata và hợp chất hoạt tính andrographolide đối với sự nhiễm SARS-CoV-2 trên các tế bào Calu-3 [3].
- Tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh: Tế bào Calu-3 là mô hình lý tưởng để nghiên cứu tương tác của mầm bệnh với biểu mô đường hô hấp, giúp hiểu rõ hơn về các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp như SARS-CoV-2. Ví dụ, Byoung Kwon Park và các đồng nghiệp đã kiểm tra phản ứng của các tế bào Calu-3 và Vero cũng như sự sinh sản của virus khi bị nhiễm SARS-CoV-2 [4].
5. Tế bào Calu-3: Các công trình nghiên cứu
Dưới đây là một số nghiên cứu thú vị và thường được trích dẫn liên quan đến tế bào Calu-3:
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí European Review for Medical and Pharmacological Sciences vào năm 2018. Nghiên cứu đề xuất rằng phân tử giải phóng carbon monoxide-2 (CORM-2) thúc đẩy quá trình apoptosis của tế bào ung thư phổi không tế bào nhỏ (Calu-3) và ức chế sự tăng sinh, di chuyển và xâm lấn của chúng.
Nghiên cứu này trên tạp chí Clinical and Translational Allergy (2018) đã so sánh các phản ứng miễn dịch và rào cản biểu mô của dòng tế bào Calu-3 và các tế bào biểu mô mũi nguyên phát mới được nuôi cấy.
Quinine ức chế sự lây nhiễm SARS-CoV-2 vào các dòng tế bào người
Bài báo này trên tạp chí *Viruses* (2021) đề xuất quinine là một phương pháp điều trị tiềm năng cho nhiễm SARS-CoV-2 bằng cách đánh giá tác dụng của nó trên các dòng tế bào bị nhiễm virus khác nhau như Calu-3.
Nghiên cứu này trên tạp chí BMC Molecular and Cell Biology (2022) đề xuất rằng nồng độ D-glucose cao thúc đẩy sự biểu hiện ACE2 của tế bào Calu-3 thông qua việc điều hòa gen GLUT1.
Dolosigranulum pigrum điều hòa miễn dịch chống lại SARS-CoV-2 trong các tế bào biểu mô đường hô hấp
Bài báo này trên tạp chí Pathogens (2021) đã nghiên cứu tác dụng điều hòa miễn dịch của Dolosigranulum pigrum 040417 trong các tế bào biểu mô phổi. Bên cạnh đó, bài báo còn điều tra tiềm năng của vi khuẩn sinh học miễn dịch này trong việc bảo vệ chống lại nhiễm SARS-CoV-2.
Tài nguyên về tế bào Calu-3: Quy trình, video và hơn thế nữa
Có nhiều tài nguyên trực tuyến về tế bào Calu-3, bao gồm thông tin liên quan đến nuôi cấy tế bào và chuyển gen.
- Quy trình chuyển gen vào tế bào Calu-3: Tài nguyên này sẽ cung cấp kiến thức quan trọng về việc chuyển gen vào tế bào Calu-3.
- Truyền gen vào tế bào Calu-3: Video hướng dẫn này là hướng dẫn từng bước để tìm hiểu quy trình truyền gen vào tế bào Calu-3 trong ống nghiệm.
Quy trình nuôi cấy tế bào Calu-3 được đề cập tại đây.
- Tế bào Calu-3: Tài liệu này bao gồm thông tin về môi trường nuôi cấy tế bào Calu-3 và quy trình nuôi cấy tiếp theo hoặc chuyển thế hệ.
Tài liệu tham khảo
- Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar, và H. Walles, “Các mô hình sinh học của đường hô hấp dưới ở người – Thách thức và yêu cầu đặc biệt của các mô hình rào cản 3D ở người trong nghiên cứu y sinh.” Pharmaceutics, 2021. 13(12).
- Fabbri, E., et al., Việc điều trị tế bào biểu mô đường hô hấp người Calu-3 bằng axit nucleic peptide (PNA) nhắm vào microRNA miR-101-3p có liên quan đến sự gia tăng biểu hiện của gen điều hòa dẫn truyền xuyên màng bệnh xơ nang (CFTR). Tạp chí Hóa học Dược phẩm Châu Âu, 2021. 209: tr. 112876.
- Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Hoạt tính chống SARS-CoV-2 của chiết xuất Andrographis paniculata và thành phần chính andrographolide trong tế bào biểu mô phổi người và đánh giá độc tính tế bào trên các tế bào đại diện của các cơ quan chính. Tạp chí Sản phẩm tự nhiên, 2021. 84(4): tr. 1261-1270.
- Park, B.K., et al., Sự khác biệt về tín hiệu và sản sinh virus trong tế bào Calu-3 và tế bào Vero khi bị nhiễm SARS-CoV-2. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): tr. 273-281.