Komórki 4T1 – kluczowe informacje dotyczące badań nad komórkami raka piersi i ich zastosowań

4T1 to przeszczepialna mysia linia komórkowa raka piersi. Jest szeroko stosowana jako genetycznie identyczny model nowotworu in vitro do badania ludzkiego raka piersi. Komórki 4T1 są wysoce inwazyjne i nowotworowe; mają tendencję do tworzenia przerzutów z pierwotnego ogniska nowotworowego w gruczole sutkowym do innych miejsc, w tym do wątroby, węzłów chłonnych, płuc, kości i mózgu, dzięki czemu idealnie nadają się do badania przerzutów raka piersi [1].

Ogólna charakterystyka i pochodzenie komórek 4T1

Przed rozpoczęciem pracy z linią komórkową niezbędna jest wiedza na temat jej pochodzenia i ogólnej charakterystyki. W tej sekcji omówiliśmy podstawowe informacje dotyczące komórek raka piersi 4T1. Na przykład: czym są komórki 4T1? Jakie są cechy charakterystyczne linii komórkowej 4T1? Jakie jest pochodzenie linii komórkowej 4T1? Jaka jest morfologia linii komórkowej 4T1?

• 4T1 to linia komórek nowotworowych piersi pochodząca z guza sutka, który spontanicznie powstał u myszy szczepu BALB/c. Te wysoce inwazyjne i nowotworowe komórki ściśle naśladują zachowanie ludzkiego raka piersi pod względem wzrostu i rozprzestrzeniania się przerzutów. W szczególności model nowotworowy 4T1 służy do badań nad potrójnie ujemnym rakiem piersi (TNBC).
• Komórki 4T1 są komórkami przylegającymi i mają morfologię podobną do komórek nabłonkowych.

Linia komórkowa 4T1 a linia komórkowa EMT-6

4T1 i EMT-6 to nieimmunogenne, mysie modele komórkowe do badań nad potrójnie ujemnym rakiem piersi. W tym przypadku komórki 4T1 są bardziej agresywnymi i inwazyjnymi komórkami nowotworowymi niż komórki EMT-6, które mają mniej inwazyjne właściwości [2].

Komórki 4T1 a 4T07

4T07 to również mysia linia komórek nowotworowych. Główna różnica między komórkami 4T1 a 4T07 polega na tym, że komórki 4T1 mogą opuścić miejsce pierwotnego guza i rozprzestrzeniać się, tworząc widoczne przerzuty wtórne, podczas gdy komórki 4T07 nie mogą tworzyć widocznych przerzutów, mimo że opuszczają miejsce pierwotne [3].

Obraz tomograficzny komórki 4T1 wykonany za pomocą mikroskopu skaningowego SEM.

Informacje dotyczące hodowli linii komórkowej 4T1

Linia komórek raka piersi 4T1 oferuje szerokie zastosowania badawcze w dziedzinie biomedycyny. Aby hodować te komórki, należy zapoznać się z poniższymi kluczowymi informacjami opisującymi: czym jest czas podwojenia komórek 4T1? Jak hoduje się komórki 4T1? Jaka jest gęstość wysiewu komórek 4T1?

Kluczowe kwestie dotyczące hodowli komórek 4T1

Czas podwojenia:

Średni czas podwojenia populacji komórek raka piersi 4T1 wynosi 14 godzin.

Komórki przylegające czy w zawiesinie:

4T1 to linia komórek adhezyjnych.

Współczynnik subkultury:

W przypadku linii komórkowej raka piersi potrójnie ujemnego 4T1 zaleca się współczynnik podziału 1:6 i 1:8. W celu podziału komórki płuczy się buforem PBS i inkubuje z enzymem Accutase przez 8 do 10 minut. Rozdzielone komórki zbiera się przez wirowanie i zawiesza w świeżej pożywce. Resuspendowane komórki są umieszczane w nowej kolbie w celu wzrostu.

Pożywka hodowlana:

Do hodowli komórek 4T1 stosuje się pożywkę RPMI 1640. Do pożywki hodowlanej dodaje się 10% surowicy płodowej bydlęcej (FBS), 2,0 g/l NaHCO3 i 2,1 mM stabilnej glutaminy w celu zapewnienia idealnych warunków wzrostu komórek.

Warunki wzrostu:

Komórki nowotworowe 4T1 są przechowywane w nawilżanym inkubatorze w temperaturze 37°C z dopływem 5% CO₂.

Przechowywanie: 

Komórki 4T1 należy przechowywać w temperaturze poniżej -150 °C, tj. w zamrażarce elektrycznej lub w fazie gazowej ciekłego azotu, aby zachować żywotność komórek.

Proces zamrażania i pożywka:

Dla linii komórkowej 4T1 zaleca się stosowanie CM-1 lub CM-ACF. Preferowana jest metoda powolnego zamrażania, ponieważ chroni ona żywotność komórek, umożliwiając stopniowy spadek temperatury o 1°C.

Proces rozmrażania:

Fiolkę z zamrożonymi komórkami trzyma się w łaźni wodnej o temperaturze 37°C przez kilka sekund, aż komórki się rozmrożą i pozostanie tylko niewielka grudka lodu. Komórki te zawiesza się w świeżej pożywce i przelewa do kolby w celu hodowli. Po 24 godzinach inkubacji pożywkę wymienia się, aby usunąć składniki pożywki zamrażającej.

Poziom bezpieczeństwa biologicznego:

Do hodowli komórek raka piersi 4T1 zaleca się laboratorium o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 1.

Komórki myszego raka piersi 4T1, powiększenie 20- i 10-krotne.

Linia komórkowa T1: zalety i wady

W tej części artykułu omówimy zalety i wady związane z modelem przerzutowym 4T1.

Zalety

Główne zalety linii komórkowej 4T1 to:

• Tumorogenność:

  4T1 to linia komórkowa o wysokiej nowotworowości. Komórki te mają zdolność tworzenia syngenicznego mysiego modelu 4T1 do badań nad rakiem piersi po wstrzyknięciu myszom. Dlatego model 4T1 idealnie nadaje się do badania rozwoju, wzrostu i przerzutów nowotworów. Ponadto jest przydatny do badań przesiewowych i oceny leków terapeutycznych.

• Model przerzutów in vitro:

  Model 4T1 ma naturalną skłonność do przerzutów, co pozwala badaczom skutecznie badać mechanizmy i szlaki leżące u podstaw procesu przerzutów. Co więcej, komórki 4T1 są oporne na 6-tioguaninę. Pomaga to w skutecznym wykrywaniu komórek mikroprzerzutowych z większą dokładnością w porównaniu z innymi modelami, ponieważ eliminuje konieczność ważenia narządów docelowych i liczenia guzków.

Wady

Wadą związaną z linią komórkową 4T1 jest:

• Agresywność/szybkie tempo wzrostu:

  Linia komórkowa 4T1 jest wysoce agresywną linią komórkową potrójnie ujemnego raka piersi. Ze względu na szybkie tempo wzrostu wykorzystanie tej linii komórkowej w długoterminowych eksperymentach i kontrolowanie zmiennych eksperymentalnych staje się trudne.

Zakup linii komórkowej 4T1: wysokiej jakości model raka piersi

Linia komórkowa 4T1: Zastosowania w badaniach nad rakiem

Myśla linia komórkowa 4T1 stanowi cenne narzędzie badawcze do analizy biologii nowotworów oraz oceny nowych metod leczenia. Poniżej wymieniono główne zastosowania komórek 4T1:

Biologia nowotworów

Linia komórkowa 4T1 jest szeroko stosowana do badania rozwoju i wzrostu nowotworów. Stanowi idealny model in vitro do badania i analizy różnych mechanizmów komórkowych i molekularnych związanych z progresją nowotworu i przerzutami. Ponadto może ona pomóc w wyjaśnieniu roli szlaków sygnałowych komórek, mikrośrodowiska i ekspresji genów w tych procesach. W badaniach przeprowadzonych w 2019 r. wykorzystano komórki 4T1 do odkrycia mechanizmów napędzających inwazję i migrację komórek nowotworowych. Wyniki wykazały, że zaangażowane są geny STAT3, MMP2 i MMP9, a hamowanie tych genów może znacznie ograniczyć migrację i inwazję komórek nowotworowych [4]. Podobne badania wskazały również na kilka innych szlaków sygnałowych zaangażowanych w rozwój nowotworu i przerzuty.

Ponadto model 4T1 ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia mikrośrodowiska raka piersi, w tym infiltracji komórek odpornościowych i wzrostu guza pierwotnego. Badania skupiające się na mikrośrodowisku guza 4T1 dostarczyły istotnych informacji na temat roli komórek odpornościowych i cytokin, takich jak ekspresja CXCL13, w progresji nowotworu. Model ten pomaga również w badaniu nisz przerzutowych i przerzutów nowotworowych, szczególnie w przypadku raka piersi w zaawansowanym stadium, gdzie często dochodzi do kolonizacji raka sutka.

Badania nad terapią nowotworów

Linia komórkowa 4T1 jest szeroko stosowana w badaniach nad terapią nowotworów do przesiewania i oceny nowych metod leczenia. W jednym z badań zbadano potencjał cytotoksyczny zielonych nanocząstek żelaza syntetyzowanych z ekstraktu z rozmarynu (Rosemary-FeNPs) oraz czystego ekstraktu z rozmarynu na linii komórkowej 4T1. Wyniki badań sugerują, że Rosemary-FeNPs są bardziej obiecujące niż czysty ekstrakt [5]. Podobnie, w badaniu przeprowadzonym w 2021 r. zbadano potencjał przeciwnowotworowy ekstraktu z imbiru w komórkach raka piersi 4T1 oraz w mysim modelu 4T1 [6].

Oprócz naturalnych ekstraktów linia komórkowa 4T1 jest wykorzystywana do oceny skuteczności tradycyjnych środków chemioterapeutycznych. Na przykład badania dotyczące połączenia cisplatyny z innymi terapiami wykazały zwiększoną śmierć komórek nowotworowych i zmniejszony postęp nowotworu w modelu 4T1. Wprowadzenie lucyferazy świetlika do komórek 4T1 umożliwiło obrazowanie wzrostu guza i fenotypu przerzutowego w czasie rzeczywistym, ułatwiając ocenę wpływu różnych metod leczenia.

Ponadto oporność linii komórkowej 4T1 na 6-tioguaninę ułatwiła badania nad komórkami mikroprzerzutowymi, poprawiając wykrywanie i analizę przerzutów. Linia ta odgrywa również kluczową rolę w badaniu odporności przeciwnowotworowej i efektów immunoterapii, szczególnie w kontekście ortotopicznych modeli mysich, w których naukowcy mogą dokładnie naśladować nowotwory u ludzi.

Ogólnie rzecz biorąc, linia komórkowa 4T1 pozostaje nieodzownym narzędziem w badaniach onkologicznych, od zrozumienia podstawowych mechanizmów biologii nowotworów po opracowywanie i testowanie nowych strategii terapeutycznych.

Komórki 4T1: publikacje naukowe

W tej sekcji artykułu omówimy kilka interesujących i najczęściej cytowanych publikacji dotyczących komórek 4T1.

Potencjalne działanie antyproliferacyjne nanocząstek srebra (AgNPs) syntetyzowanych przy użyciu M. longifolia w linii komórkowej 4T1 poprzez generowanie ROS i uszkodzenie błony komórkowej

Artykuł ten został opublikowany w 2018 roku w czasopiśmie „Journal of Photochemistry and Photobiology”. W badaniach tych wysunięto hipotezę, że nanocząsteczki srebra zsyntetyzowane z Madhuca longifolia wywierają działanie antyproliferacyjne w komórkach nowotworowych 4T1 poprzez degradację ściany komórkowej i wytwarzanie ROS.

Cytotoksyczność i działanie apoptyczne werbaskosidu na linię komórkową raka piersi 4T1

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie BMC Pharmacology and Toxicology (2021) wysunięto hipotezę, że werbaskosid, związek naturalny, wywoływał efekty apoptyczne w komórkach raka piersi 4T1 poprzez sygnalizację TLR4.

Eupatorin hamował progresję nowotworu i wzmacniał odporność w mysim modelu raka piersi 4T1

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „Integrative Cancer Therapies” w 2020 r. W badaniu tym wykorzystano komórki 4T1 do opracowania syngenicznego myszego modelu 4T1 i zbadano potencjał przeciwnowotworowy eupatoriny przy jego użyciu. Eupatorina opóźniała rozwój nowotworu w mysim modelu 4T1.

Hamujące działanie wyciągu z fiołka pachnącego na wzrost guza i przerzuty w modelu raka piersi 4T1

W badaniach opublikowanych w czasopiśmie „Iranian Journal of Pharmaceutical Research” (2018) wysunięto hipotezę, że zioło lecznicze Viola odorata może wywierać potencjalne działanie cytotoksyczne na komórki 4T1.

Nanocząsteczki lipidowe zawierające docetaksel zapobiegają wzrostowi guza i przerzutom do płuc komórek mysiego raka sutka 4T1

W badaniu tym zasugerowano, że nanocząsteczki lipidowe wypełnione docetakselem (SLN z DTX) mogą być obiecującym środkiem do leczenia raka piersi i zapobiegania przerzutom, ponieważ ograniczają wzrost nowotworu i przerzuty do płuc komórek 4T1.

Materiały dotyczące linii komórkowej 4T1: protokoły, filmy i inne

Poniżej znajduje się kilka zasobów dotyczących komórek 4T1:

• Samouczek dotyczący transfekcji 4T1: Ten film stanowi przewodnik krok po kroku dotyczący przeprowadzania transfekcji linii komórkowej 4T1.
• Subkulturowanie linii komórkowej: Ten film wyjaśnia protokół subkulturowania dla linii komórkowych przylegających.

Poniższy link zawiera protokół hodowli komórek 4T1:

• Linia komórkowa 4T1: Ten link do strony internetowej zawiera wszystkie przydatne informacje dotyczące postępowania z hodowlami 4T1. Znajdują się tam informacje o pożywkach hodowlanych, protokoły postępowania z hodowlami kriokonserwowanymi i proliferującymi.

Często zadawane pytania dotyczące linii komórkowej 4T1

Bibliografia

1. Pulaski, B.A. i S. Ostrand-Rosenberg, Model myszego guza piersi 4T1. Curr Protoc Immunol, 2001. Rozdział 20: str. Jednostka 20.2.
2. Maxwell, K.G., Immunomodulacja komórek raka piersi w celu szczepienia całoguzowego. 2016.
3. Walker, I. i in., Nowotwory sutka indukują centralną ekspresję cytokin prozapalnych, ale nie powodują zaburzeń zachowania u myszy Balb/C. Scientific Reports, 2017. 7(1): s. 1-13.
4. Li, Y. i in., Hamowanie szlaku sygnałowego Stat3 przez naturalny produkt pektolinarigeninę osłabia przerzuty raka piersi. Frontiers in Pharmacology, 2019. 10: s. 1195.
5. Farshchi, H.K. i in., Ekologiczna synteza nanocząstek żelaza z wyciągu z rozmarynu oraz ocena działania cytotoksycznego na linie komórkowe nowotworowe. Biocatalysis and agricultural biotechnology, 2018. 16: s. 54-62.
6. Gholizadeh, A.P. i in., Wpływ ekstraktu z imbiru na linię komórkową raka piersi 4T1 u myszy Balb/c. Clinical Cancer Drugs, 2021. 8(1): s. 43-49.