CAL27-Zellen – Vertiefte Einblicke in Kopf-Hals-Krebs mithilfe von CAL27-Zellen

CAL27 ist eine der in der biomedizinischen Forschung am häufigsten verwendeten Zelllinien für Plattenepithelkarzinome im Mundraum. Sie ist ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung der Feinheiten von Plattenepithelkarzinomen, einschließlich Tumorwachstum, -entwicklung und zugrunde liegender zellulärer und molekularer Mechanismen. Darüber hinaus erleichtert sie das Wirkstoff-Screening und die Prüfung im Rahmen der Entwicklung von Krebsmedikamenten.

Herkunft und allgemeine Eigenschaften von CAL27-Zellen

Das Erste, was Sie über eine Zelllinie wissen müssen, sind ihre Herkunft und die allgemeinen Merkmale, die sie von anderen Zelllinien unterscheiden. Dieser Abschnitt des Artikels enthält grundlegende Informationen über CAL27-Zellen. Sie erfahren: Was ist das CAL27-Zellmodell? Was ist CAL27-HPV? Wie ist der CAL27-HER2-Status? Was ist der Ursprung der CAL27-Zelllinie? Wie sieht die Morphologie von CAL27-Zellen aus? Wie groß sind CAL27-Zellen?

• Die orale Plattenepithelkarzinom-Zelllinie CAL27 wurde aus dem Zungengewebe eines 56-jährigen weißen Mannes entwickelt, der an einem Plattenepithelkarzinom der Zunge litt. Die Zelllinie wurde 1982 von Gioanni und seinen Kollegen etabliert [1].
• Die CAL27-Krebszellen weisen eine epitheliumähnliche Morphologie auf.
• Diese Zellen haben einen aneuploiden Karyotyp. Sie besitzen eine modale Chromosomenzahl von 43.

Eine unter dem Mikroskop beobachtete Anordnung von Plattenepithelzellen.

Informationen zur Kultivierung der CAL27-Zelllinie

Für eine einfache und praktikable Erhaltung der Zelllinie müssen Sie deren wichtigste Anforderungen an die Zellkultur kennen. Dieser Abschnitt behandelt die wichtigen Konzepte der Zellkultur bezüglich der CAL27-Zelllinie. Sie sollten wissen: Wie lang ist die Verdopplungszeit der Zelllinie CAL27? Was ist das Zellkulturmedium für CAL27? Wie hoch ist das Subkultivierungsverhältnis der CAL27-Zelllinie? Wie lauten die Kulturbedingungen für CAL27? Wie kultiviert man CAL27-Zellen?

Wichtige Punkte für die Kultivierung von CAL27-Zellen

Verdopplungszeit:

Die CAL27-Zellen weisen eine moderate Wachstumsrate mit einer Populationsverdopplungszeit von etwa 45 Stunden auf.

Adhärent oder in Suspension:

Diese polygonalen CAL27-Zellen haften an der Oberfläche des Kulturgefäßes und wachsen zu Monolayern heran.

Teilungsverhältnis:

CAL27-Zellen werden mit einem Teilungsverhältnis von 1:2 bis 1:4 subkultiviert. Zur Subkultivierung werden die adhärenten Zellen mit magnesium- und kalziumfreier Phosphatpuffer-Kochsalzlösung (1x) gewaschen. Anschließend werden die Zellen bei Raumtemperatur 8 bis 10 Minuten lang mit Accutase (Passagierlösung) inkubiert. Den abgelösten Zellen wird frisches Medium hinzugefügt und sie werden zentrifugiert. Das gewonnene Pellet wird dann vorsichtig resuspendiert und in neue Flaschen mit Wachstumsmedium überführt.

Wachstumsmedium:

Zur Kultivierung der CAL27-Zelllinie wird DMEM-Medium verwendet, das mit 10 % FBS, 4,5 g/l Glukose, 4 mM L-Glutamin, 1,5 g/l NaHCO₃ und 1,0 mM Natriumpyruvat ergänzt ist. Das Medium sollte 2 bis 3 Mal pro Woche gewechselt werden.

Wachstumsbedingungen:

CAL27-Zellkulturen werden bei 37 °C in einem befeuchteten Inkubator mit einer 5%igen CO₂-Zufuhr gehalten.

Lagerung:

Gefrorene CAL27-Zellen werden entweder in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff oder bei Temperaturen unter -150 °C in einem Ultra-Tiefkühlschrank länger gelagert.

Einfrierverfahren und Medium:

Zum Einfrieren von CAL27-Zellen wird das Einfriermedium CM-1 oder CM-ACF empfohlen. Hierfür wird ein langsamer Einfrierprozess empfohlen, bei dem die Temperatur nur um 1 °C pro Minute sinkt, um die Lebensfähigkeit der Zellen zu schützen.

Auftauprozess:

Gefrorene Zellfläschchen werden für 40–60 Sekunden in ein auf 37 °C voreingestelltes Wasserbad gestellt, bis nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist. Die Zellen werden mit frischem Medium versetzt und zentrifugiert. Anschließend wird das Gefriermedium entfernt, und das Zellpellet wird mit frischem Wachstumsmedium versetzt und vorsichtig resuspendiert. Anschließend werden die Zellen zur Kultivierung in neue Flaschen überführt.

Biosicherheitsstufe:

Für die Handhabung und Pflege der CAL27-Zellkultur sind Laborbedingungen der Biosicherheitsstufe 1 erforderlich.

 

Nahaufnahme von CAL27-Zellen bei 10-facher und 20-facher Vergrößerung, die ihre komplexe polygonale Struktur verdeutlicht.

CAL27-Zelllinie: Vor- und Nachteile

CAL27 ist eine weit verbreitete Zelllinie für Plattenepithelkarzinome im Mundraum. In diesem Abschnitt werden einige wesentliche Vor- und Nachteile dieser Krebszellen hervorgehoben.

Vorteile

Die wichtigsten Vorteile der CAL27-Zelllinie sind:

Tumorigenität

Die CAL27-Zelllinie verfügt über tumorigenes Potenzial. Diese Zellen können Tumore entwickeln, wenn sie in Nacktmäuse oder immunsupprimierte Mäuse injiziert werden. Dies kann Forschern helfen, die Tumorbiologie und die Mikroumgebung eingehend zu verstehen.

Genetische Mutationen

CAL27-Zellen weisen spezifische genomische Veränderungen auf, wie beispielsweise CAL27 P53, die häufig bei Plattenepithelkarzinomen der Mundhöhle auftreten. Daher kann die Verwendung von CAL27 für Forscher von Vorteil sein, die den Einfluss dieser Mutationen auf das Wachstum, die Entwicklung und das Fortschreiten von Krebs untersuchen.

Einfach zu kultivieren

Die orale Plattenepithelzelllinie CAL27 stellt keine hohen Anforderungen an die Zellkultur. Daher lässt sie sich in Forschungslabors leicht kultivieren und pflegen.

 

Nachteile

Die mit der CAL27-Zelllinie verbundenen Nachteile sind:

In-vitro-Modell

CAL27-Zellen dienen als In-vitro-Modell für das orale Plattenepithelkarzinom. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass sie die Eigenschaften und die Komplexität der ursprünglichen Plattenepithelkarzinome möglicherweise nicht genau widerspiegeln.

 

Anwendungen von CAL27-Zellen in der Forschung

Die CAL27-Zelllinie findet in der biomedizinischen Forschung vielfältige Anwendung. Einige der wichtigsten Forschungsanwendungen sind hier aufgeführt.

• Krebsbiologie: CAL27-Zellen werden häufig eingesetzt, um die molekularen und zellulären Mechanismen zu erforschen, die der Entstehung und dem Fortschreiten des oralen Plattenepithelkarzinoms (OSCC) zugrunde liegen. Forscher untersuchen zudem genetische Mutationen, Signalwege und wichtige Biomarker im Zusammenhang mit Plattenepithelkarzinomen. Eine im Jahr 2021 durchgeführte Studie nutzte CAL27-Zellen und untersuchte die Rolle von CD147 bei der Entstehung von Plattenepithelkarzinomen im Mundraum. Die Studienergebnisse zeigten, dass ein CD147-Knockdown die Proliferation, Migration und Invasion von CAL27-Zellen hemmte. Darüber hinaus verhindert seine Herunterregulierung auch die Entwicklung von Arzneimittelresistenzen in Krebszellen [2].
• Arzneimittelentwicklung: Die CAL27-Zelllinie dient als wertvolles Werkzeug für das Screening und die Prüfung von Antitumormitteln. Forscher nutzen diese Zellen, um die Wirksamkeit verschiedener Chemotherapeutika, zielgerichteter Therapien und experimenteller Medikamente bei der Hemmung der Proliferation, des Wachstums und der Lebensfähigkeit von Mundhöhlenkrebszellen zu testen. Darüber hinaus wurde die modulierende Wirkung der potenziellen Krebsmedikamente auch auf die dysregulierten Signalwege der Krebszellen untersucht. Dies könnte zur Entwicklung wirksamer und personalisierter Therapien zur Bekämpfung der Krankheit beitragen. Eine Studie untersuchte das Antitumorpotenzial von Zinkoxid-Nanopartikeln unter Verwendung von CAL27-Zellen. Die Studienergebnisse zeigten, dass Zinkoxid-Nanopartikel zytotoxische Wirkungen hervorriefen und zudem die durch den PINK1/Parkin-Signalweg vermittelte Mitophagie in CAL27-Zungenkrebszellen induzierten [3]. In ähnlicher Weise beobachteten die Forscher das Antikrebs-Potenzial von Doxorubicin und dessen nanoformulierte Form (Doxil) bei CAL27-Mundhöhlen-Plattenepithelkarzinomen [4].

5. Veröffentlichungen zur CAL27-Zelllinie

Dieser Abschnitt des Artikels behandelt einige interessante und häufig zitierte Veröffentlichungen zu CAL27-Krebszellen:

Hemmung von CAL27-Zellen des oralen Plattenepithelkarzinoms durch gezielte Beeinflussung des Hedgehog-Signalwegs mit Vismodegib oder Itraconazol

Diese Forschungsarbeit wurde in der Fachzeitschrift „Frontiers in Oncology“ (2020) veröffentlicht. Die Studie untersuchte die Wirkung von Vismodegib oder Itraconazol gegen orales Plattenepithelkarzinom unter Verwendung von CAL27-Zellen.  

PLAU fördert die Zellproliferation und die epitheliale-mesenchymale Transition bei Plattenepithelkarzinomen im Kopf- und Halsbereich

Dieser Artikel in „Frontiers in Genetics“ (2021) legte nahe, dass das Plasminogenaktivator-Urokinase-Protein (PLAU) die Proliferation, Migration und den epithelial-mesenchymalen Übergang (EMT) von CAL27-Zellen fördert.

MicroRNA-145-5p verstärkt die Zellapoptose und den oxidativen Stress bei Plattenepithelkarzinomen der Zunge

Dieser Artikel in „Experimental and Therapeutic Medicine“ (2021) stellte fest, dass miRNA-145-5p den oxidativen Stress und den Zelltod von CAL27-Zellen verstärkt und den PI3K/AKT-Signalweg unterdrückt.

Antitumoraktivität des Pflanzenextrakts Morin in Plattenepithelkarzinomzellen der Zunge

Diese Studie in „Oncology Reports“ (2018) untersuchte die Antikrebswirkung eines Bioflavonoids namens Morin unter Verwendung von CAL27-Zellen.

Reduktion oraler Pathogene und oxidativer Schäden in der CAL-27-Zelllinie durch Extrakte von Rosmarinus officinalis L. und Taraxacum officinale Web.

Dieser Artikel im Journal of Ethnopharmacology (2023) untersuchte das therapeutische Potenzial von Extrakten aus Rosmarinus officinalis L. und Taraxacum officinale an CAL27-Zellen.

Ressourcen zur CAL27-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr

Es gibt nur wenige verfügbare Ressourcen zur CAL27-Zelllinie. In diesem Abschnitt haben wir einige allgemeine Protokolle aufgelistet, die Ihnen ebenfalls beim Umgang mit CAL27-Zellen helfen können:

• Transfektion von CAL27-Zellen: Dieses Video vermittelt Ihnen ein allgemeines Protokoll für die Transfektion mit Plasmid-DNA.
• Subkultivierung adhärenter Zellen: Dieses Video bietet Ihnen eine umfassende Anleitung zur Subkultivierung adhärenter Zelllinien.

Der folgende Link enthält das Protokoll zur CAL27-Zellkultur.

• CAL27-Zelllinie: Diese Website enthält Informationen zu CAL27-Medien, Aussaatdichte, Verdopplungszeit usw. Außerdem enthält sie ein Protokoll zur Subkultivierung und zum Umgang mit proliferierenden und kryokonservierten Kulturen.

Referenzen

1. Liu, X., et al., LINC00472 unterdrückt das Wachstum von oralen Plattenepithelkarzinomen durch gezielte Beeinflussung der miR-455-3p/ELF3-Achse. Bioengineered, 2022. 13(1): S. 1162–1173.
2. Pan, S., et al., Der Knockout von CD147 hemmt die Proliferation, Invasion und Arzneimittelresistenz von menschlichen CAL27-Mundkrebszellen in vitro und in vivo. International Journal of Biological Macromolecules, 2021. 181: S. 378–389.
3. Wang, J. et al., Zinkoxid-Nanopartikel induzieren Toxizität in CAL-27-Mundkrebszelllinien durch Aktivierung der PINK1/Parkin-vermittelten Mitophagie. International Journal of Nanomedicine, 2018: S. 3441–3450.
4. Abd El-Hamid, E.S., A.M. Gamal-Eldeen und A.M.S. Eldeen, Liposomenbeschichtetes Nano-Doxorubicin induziert Apoptose in CAL-27-Zellen des oralen Plattenepithelkarzinoms. Archives of Oral Biology, 2019. 103: S. 47–54.