Cellule COS-1: un cavallo di battaglia negli studi sull'espressione genica

La linea cellulare COS-1 è costituita da cellule simili ai fibroblasti che hanno origine dal tessuto renale di una scimmia e viene spesso utilizzata dai ricercatori per studiare il virus delle scimmie SV40. Queste cellule sono facilmente trasfettabili e vengono spesso utilizzate per creare proteine ricombinanti per vari esperimenti di biochimica, biologia molecolare e biologia cellulare.

Linea cellulare COS-1: origine e informazioni generali.

Prima di iniziare qualsiasi lavoro con una linea cellulare, è essenziale avere una comprensione di base della linea stessa. Ciò include informazioni quali l'origine delle cellule, il modo in cui sono state isolate e le loro caratteristiche. In questa sezione approfondiremo le nozioni di base sulle cellule COS-1.

Cos'è la linea cellulare COS-1?

La linea cellulare COS-1 è costituita da cellule simili a fibroblasti che J.W.F. Cowell e colleghi hanno creato per la prima volta nel 1981. Queste cellule sono state generate trasformando una linea cellulare epiteliale di scimmia verde nota come CV-1 con una forma mutante del virus simiano SV40. Successivamente, la linea cellulare COS-1 così ottenuta è stata accuratamente caratterizzata per ripristinare la regione del genoma dell'SV40 che era stata precedentemente eliminata dall'origine della replicazione. Queste cellule esprimono i grandi antigeni T e altre proteine necessarie per replicare correttamente i genomi circolari, come i plasmidi.

Chlorocebus aethiops (scimmia verde africana)

Le cellule COS-1 presentano una morfologia simile a quella dei fibroblasti e aderiscono alle superfici, espandendosi in monostrato. Attualmente non sono note varianti genetiche della linea cellulare COS-1. Tuttavia, una linea cellulare affine, la COS-7, deriva anch’essa dalle cellule CV-1 e presenta caratteristiche simili.

Pro e contro delle cellule COS-1

La linea cellulare COS-1 presenta vantaggi e limiti specifici, che illustreremo di seguito.

Vantaggi

• Facilità di trasfezione: la linea cellulare COS-1 è facilmente trasfettabile utilizzando vari metodi, inclusi approcci fisici e chimici.
• Produzione di lentivirus: la linea cellulare COS-1 è un ospite di impacchettamento adatto per la produzione di particelle di lentivirus ricombinanti di alta qualità senza ulteriori fasi di purificazione. Queste cellule aderiscono saldamente alle superfici in plastica, il che impedisce la contaminazione dei supernatanti di trasfezione contenenti particelle virali [1].
• Espressione genica: la linea cellulare COS-1 è ampiamente utilizzata per studi di analisi dell'espressione transitoria e stabile, producendo molte proteine ricombinanti tramite trasfezione con plasmidi circolari contenenti l'origine di replicazione SV40 [2].

Limiti

• Linea cellulare non umana: poiché le cellule COS-1 provengono da primati non umani, le proteine ricombinanti prodotte da questa linea cellulare sono adatte solo per esperimenti di laboratorio e non possono essere raccomandate per l'uso umano.

Applicazioni di ricerca delle cellule COS-1

Una delle considerazioni più importanti quando si parla di una linea cellulare è quella delle sue applicazioni di ricerca. Questa sezione esplorerà le applicazioni di ricerca più rilevanti delle cellule COS-1.

• Produzione di proteine ricombinanti: la linea cellulare COS-1 è ampiamente utilizzata per la produzione di proteine ricombinanti attraverso la trasfezione transitoria o stabile di vettori circolari contenenti l'origine di replicazione SV40. In uno studio recente, i biologi hanno utilizzato la linea cellulare COS-1 per produrre la gonadotropina corionica equina, un ormone riproduttivo ricombinante per applicazioni riproduttive [3]. Analogamente, un altro studio ha utilizzato le cellule COS-1 per produrre un anticorpo monoclonale ricombinante "chickenizzato" contro un tipo specifico di virus dell'influenza [4].
• Produzione di particelle simili a virus: le cellule COS-1 fungono da ospiti di confezionamento per la produzione di lentivirus di alta qualità e possono essere utilizzate per la generazione di vaccini virali. Uno studio ha utilizzato la linea cellulare COS-1 per produrre particelle simili al virus della dengue non infettive ma altamente immunogeniche, che sono efficaci candidate per i vaccini [5].

4. Cellule COS-1: Pubblicazioni

Alcune pubblicazioni degne di nota sulle cellule COS-1 sono:

• Produzione e purificazione di particelle simili al virus della dengue da cellule COS-1: questa pubblicazione su Bio-Protocol spiega l'uso delle cellule COS-1 per la produzione di particelle simili al virus della dengue altamente immunogeniche.
• Analisi dell'espressione della gonadotropina corionica equina ricombinante in tre sistemi ospiti: E. coli BL21C, lisato di cellule di insetto Sf e cellule mammifere COS-1: In questo studio, i ricercatori hanno confrontato la produzione e la modificazione post-traduzionale di un ormone riproduttivo ricombinante, ad esempio la gonadotropina corionica equina, in diversi sistemi di espressione, comprese le cellule mammifere COS-1.
• Studio delle particelle simili ai flavivirus trasmessi dalle zecche come sistema di somministrazione per la terapia genica: Questo studio ha utilizzato cellule COS-1 per la produzione di particelle simili al virus dell'encefalite da zecca (TBEV). Queste particelle sono proposte come vettori per la somministrazione dei repliconi necessari (cioè i geni terapeutici).
• Generazione di un anticorpo monoclonale ricombinante "chickenizzato" contro la neuraminidasi del virus dell'influenza aviaria H9N2: questo articolo, pubblicato sulla rivista AMB Express, ha utilizzato cellule COS-1 per produrre anticorpi monoclonali ricombinanti "chickenizzati" contro la neuraminidasi del virus dell'influenza aviaria di tipo H9N2.
• Solubilizzazione senza detergenti dei canali Kv umani espressi in cellule di mammiferi: in questo studio, la linea cellulare di mammiferi COS-1 è stata utilizzata per esprimere canali Kv umani al fine di condurre alcuni esperimenti di solubilizzazione.

Cellule COS-1 ad alta e bassa confluenza

Risorse relative alla linea cellulare COS-1, tra cui protocolli, video e altro ancora

Protocolli di coltura cellulare

• Coltura cellulare COS-1: questo link contiene informazioni preziose sulla divisione, il congelamento e lo scongelamento delle cellule COS-1.
• Cellule COS-1: questo link contiene informazioni di base sulla linea cellulare COS-1.

Protocolli di trasfezione

Ecco alcune fonti che descrivono il metodo di trasfezione per le cellule COS-1.

• Trasfezione transitoria delle cellule COS-1: questo documento comprende un protocollo per la trasfezione transitoria della linea cellulare COS-1.

Video relativi alla linea cellulare COS-1

Le seguenti risorse video possono aiutare a ottenere informazioni generali sulla coltura, il mantenimento e la trasfezione delle cellule COS-1.

• Passaggio delle cellule: questo video illustra le pratiche di coltura di base per le linee cellulari di mammiferi.
• Congelamento delle cellule aderenti: questo video contiene informazioni sul congelamento delle linee cellulari aderenti.
• Protocollo di trasfezione: questo video mostra una procedura per la trasfezione di cellule di mammiferi.

Coltura delle cellule COS-1

Caratteristiche

Informazioni

Tempo di raddoppio

Circa 48 ore

Aderenzi o in sospensione

La forma aderente cresce come monostrato sulla superficie della fiasca di coltura

Densità di semina

Da 2 a 4 x 10^4 cellule/cm²; le cellule aderenti vengono lavate con PBS 1x, trattate con Accutase, centrifugate, risospese e trasferite in una nuova fiasca

Terreno di coltura

Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) contenente il 10% di FBS; il terreno di coltura deve essere sostituito da 2 a 3 volte alla settimana

Condizioni di crescita (temperatura, CO₂)

Richiede un incubatore umidificato con 5% di CO₂ e temperatura di 37 °C

Conservazione

A una temperatura inferiore a -150 °C nella fase vapore dell'azoto liquido

Processo di congelamento e terreno

Metodo di congelamento lento con un abbassamento della temperatura di solo 1 °C utilizzando i terreni CM-1 o CM-ACF

Processo di scongelamento

Scongelare le cellule congelate incubandole in un bagno d'acqua a 37 °C per 40-60 secondi con agitazione rapida. Centrifugare le cellule per rimuovere il mezzo di congelamento, risospendere il pellet e trasferirlo in una fiasca di coltura con mezzo fresco. L'adesione richiede circa 24 ore.

Livello di biosicurezza

Per la manipolazione delle cellule COS-1 si raccomanda il livello di biosicurezza 1

Ci auguriamo che questo articolo abbia fornito informazioni sufficienti per aiutarvi a iniziare a lavorare con le cellule COS-1. Vi invitiamo a effettuare un ordine presso di noi se desiderate utilizzare questa linea cellulare per il vostro studio di ricerca.

Riferimenti

1. Smith, S.L. e T. Shioda, Vantaggi delle cellule epiteliali del rene di scimmia COS-1 come ospite di confezionamento per la produzione in piccoli volumi di lentivirus ricombinanti di alta qualità. Journal of virological methods, 2009. 157(1): p. 47-54.
2. MacKenzie, C.J. e T. Shioda, Cellule COS-1 come ospite di impacchettamento per la produzione di lentivirus. Current protocols in cell biology, 2011. 50(1): p. 26.7. 1-26.7. 15.
3. Bhardwaj, A., et al., Analisi dell'espressione della gonadotropina corionica equina ricombinante in tre sistemi ospiti: E. coli BL21C, lisato di cellule di insetto Sf e cellule mammifere COS-1. Indian Journal of Animal Research, 2021. 55(1): pp. 40-45.
4. Wang, F., et al., Generazione di un anticorpo monoclonale ricombinante "chickenizzato" contro la neuraminidasi del virus dell'influenza aviaria H9N2. AMB Express, 2020. 10: pp. 1-7.
5. Galula, J.U., G.-J.J. Chang e D.-Y. Chao, Produzione e purificazione di particelle simili al virus della dengue da cellule COS-1. Bio-protocol, 2019. 9(12): pagg. e3280-e3280.