Bunky Hep2 a ich úloha vo výskume rakoviny hrtana

Bunky Hep 2 sú kľúčovým in vitro modelom, ktorý sa vo veľkej miere využíva v rôznych oblastiach biomedicínskeho výskumu, ako je reumatológia, výskum rakoviny a imunológia. Tieto ľudské bunky, ktoré pochádzajú z karcinómu hrtana, sú neoddeliteľnou súčasťou objasňovania tkaniva pôvodu a špecifických vlastností novotvarov hrtana. Ich význam je dobre známy v translačnom výskume rakoviny, kde výrazne prispeli k nášmu pochopeniu povahy a pôvodu rakoviny hrtana, čo sa odzrkadľuje v ich značnej prítomnosti v publikáciách venovaných výskumu rakoviny hrtana [1].

Pôvod a všeobecné charakteristiky buniek Hep 2

Pôvod a všeobecné charakteristiky buneckej línie určujú jej použiteľnosť vo výskume. Táto sekcia vám pomôže zoznámiť sa s pôvodom a niektorými hlavnými vlastnosťami buniek Hep 2. Dozviete sa napríklad: Čo je bunecka línia HEp-2? Aký je zdroj buniek Hep 2? A aká je morfológia buniek Hep 2?

• Hep 2, nesmrteľná ľudská epitelová bunková línia, bola po prvýkrát opísaná H.W. Toolanom ako bunky karcinómu hrtana v roku 1954. Nedávno sa však uvádza, že bunková línia Hep 2 sa skladá z buniek adenokarcinómu krčka maternice a vznikla kontamináciou bunkovej línie Hela [2].
• Bunky Hep 2 obsahujú markerové chromozómy Hela a sú pozitívne na keratín a sekvencie DNA ľudského papilomavírusu, čo bolo potvrdené imunoperoxidázovým farbením, resp. PCR.
• Derivát buneckej línie Hela, Hep 2, má morfológiu podobnú epitelu.
• Bunky línie Hep 2 vykazujú štrukturálne aj numerické chromozómové abrázie s takmer triploidným karyotypom [3].

Delenie buniek rakoviny krčka maternice HeLa pod mikroskopom.

Bunková línia HEp-2: Informácie o kultivácii

Pred prácou s bunkovou líniou musíme poznať nasledujúce kľúčové body týkajúce sa jej kultivácie. Tieto informácie môžu byť užitočné pre efektívnu kultiváciu a udržiavanie bunkovej línie. Mali by ste vedieť: Aká je doba zdvojnásobenia buniek HEp-2? Sú bunky Hep 2 adhezívne? Aká je hustota výsevu buniek Hep2?

 

Doba zdvojnásobenia populácie:

Doba zdvojnásobenia uvádzaná pre bunky Hep 2 je približne 40 hodín.

Adhézne alebo v suspenzii:

Bunky Hep 2 sú adhezívne a rastú do monovrstiev.

Hustota výsevu:

Pre kultiváciu buniek Hep 2 je ideálna hustota výsevu 1 x 10^{4 buniek}/cm². Na výsev sa adhezívne bunky Hep 2 prepláchnu roztokom 1 x PBS, po čom nasleduje inkubácia s disociačným roztokom Accutase. Po 8–10-minútovej inkubácii pri izbovej teplote sa bunky resuspendujú v médiu a odstreďujú. Zozbierané bunky sa potom nanesú do čerstvého média a nalejú do nových fliaš na kultiváciu.

Rastové médium:

Na kultiváciu buniek Hep 2 sa používa EMEM alebo minimálne esenciálne médium Eagle. Toto médium je doplnené 10 % FBS, 1,0 g/l glukózy, 2,2 g/l NaHCO3, 2,0 mM L-glutamínu, 1 % NEAA a 1 mM pyruvátu sodného pre ideálny rast buniek. Kultivačné médium by sa malo obnovovať 2 až 3 krát týždenne.

Podmienky rastu:

Rovnako ako iné línie cicavčích buniek, aj Hep 2 sa kultivuje vo zvlhčenom inkubátore nastavenom na teplotu 37 °C s nepretržitým prívodom 5 % CO2.

Skladovanie:

Bunky Hep 2 možno skladovať v elektrických mrazničkách s ultra nízkou teplotou (pod -150 °C) alebo v parnej fáze tekutého dusíka na dlhodobé skladovanie.

Proces zmrazovania a médium:

Odporúčanými mraziacimi médiami pre bunky Hep 2 sú CM-1 alebo CM-ACF. Bunky by sa mali zmraziť pomocou procesu pomalého zmrazovania, ktorý umožňuje postupný pokles teploty o 1 °C a chráni životaschopnosť buniek.

Proces rozmrazovania:

Fľaštička so zmrazenými bunkami sa rýchlo rozmrazí premiešaním vo vodnom kúpeli pri 37 °C, kým nezostane len malá hrudka ľadu. Bunky sa potom pridajú do čerstvého média a odstreďujú sa, aby sa odstránili zložky mraziaceho média. Neskôr sa bunky resuspendujú v médiu a rozdelia do kultivačných fliaš. Bunky musia odpočívať takmer 24 hodín, aby sa priľnuli.

Úroveň biologickej bezpečnosti

Na manipuláciu a udržiavanie kultúr buniek Hep 2 sa odporúča laboratórium úrovne biologickej bezpečnosti 1.

Bunky Hep 2 pred a po dosiahnutí konfluencie.

Výhody a obmedzenia buniek Hep 2

Takmer všetky bunkové línie vykazujú jedinečnú kombináciu výhod a obmedzení, ktoré prispievajú k ich využitiu vo výskume. V tejto časti opíšeme niekoľko hlavných kladov a záporov spojených s bunkovou líniou Hep 2.

Výhody

Hlavné výhody buneckej línie Hep 2 sú:

• Ľudský pôvod: Hep 2 pochádza z ľudských epitelových buniek, čo z neho robí cenný in vitro model na štúdium ľudských ochorení a vírusových infekcií.
• Detekcia ANA: Bunková línia Hep 2 disponuje nativným proteínovým poľom, ktoré prezentuje početné antigény, čo z nej robí vynikajúci substrát na detekciu antinukleárnych protilátok (ANA). Táto vlastnosť umožňuje špecifické a vysoko citlivé skríningové vyšetrenie ANA v sére, čo z nej robí kľúčový diagnostický nástroj na identifikáciu ochorení spojivového tkaniva.

Obmedzenia

• Chromozómové abnormality: Bunky Hep 2 vykazujú viacero numerických a štrukturálnych chromozómových abnormalít. Tieto abnormality môžu ovplyvniť správanie buniek a môžu obmedziť ich použiteľnosť v určitých laboratórnych experimentoch.
• Tumorigenicita: Hep 2, ľudská epitelová bunková línia odvodená z nádoru, môže vykazovať genetické abnormality, ktoré sa v epitelových bunkách zvyčajne nevyskytujú. V dôsledku toho môže byť použitie buniek Hep 2 obmedzené v špecifických štúdiách zameraných na normálnu bunkovú fyziológiu.

Rozširovanie aplikácií buneckej línie Hep 2 v biomedicínskom výskume

Bunka Hep 2 vyniká ako príkladný model pre množstvo aplikácií v biomedicínskom výskume. Tieto bunky, známe svojou univerzálnosťou, zohrávajú kľúčovú úlohu v in vitro experimentoch, od analýzy receptorov až po štúdium komplexných ochorení.

Skúmanie tumorigenických mechanizmov a terapeutických cieľov s použitím buniek Hep 2

Bunky Hep 2, ktoré sú tumorigenické, sú kľúčové pre skúmanie zložitostí biológie rakoviny. Poskytujú pohľad na signálne dráhy rakoviny, mechanistické štúdie a sú oporou pri skríningu a hodnotení protinádorových liekov. Napríklad v jednej prínosnej štúdii sa Hep 2 použili na vymedzenie vplyvu miRNA-33a na proliferáciu rakovinových buniek. Zistenia objasnili antiproliferatívne účinky miRNA-33a prostredníctvom jej interakcie s PIM1, známym onkogénom, čo naznačuje nový terapeutický cieľ [4]. V inom prípade sa Hep 2 použil na posúdenie terapeutického potenciálu nanočastíc oxidu zinočnatého Marsdenia tenacissima, čím sa zdôraznila ich antiproliferatívna a apoptotická účinnosť [5].

Pokrok vo virologickom výskume vďaka poznatkom o bunkách Hep 2

Náchylnosť buniek Hep 2 na rôzne ľudské vírusy z nich robí neoceniteľný zdroj vo virologickom výskume. Účinne sa používajú pri expresii vírusových génov SARS-CoV-2 na odhalenie zložitej interakcie medzi vírusom a bunkovými mechanizmami hostiteľa [6]. Toto využitie je obzvlášť dôležité v súčasnej dobe, keď je pochopenie a boj proti vírusovým infekciám, ako je COVID-19, globálnou prioritou.

Rozlúštenie bunkových funkcií: manipulácia s génmi v bunkách Hep 2

Schopnosť buniek Hep 2 prispôsobiť sa genetickej manipulácii podčiarkuje ich užitočnosť v mechanistických štúdiách. Výskumníci túto vlastnosť využívajú na moduláciu génovej expresie a objasnenie úlohy špecifických génov v bunkových funkciách. Pozoruhodná štúdia sa zaoberala nadmernou expresiou proteínu RBM6 viažuceho RNA v bunkách Hep 2, čo uľahčilo skúmanie jeho potenciálu ako tumorového supresora a poskytlo cenné poznatky o molekulárnych základoch rakoviny [7].

Zlepšenie diagnostiky ochorení prostredníctvom aplikácií buniek Hep 2

Okrem týchto oblastí výskumu sú bunky Hep 2 uznávané pre svoje diagnostické schopnosti, najmä pri detekcii ANA, ktoré sú kľúčové pri diagnostike autoimunitných ochorení, ako je systémový lupus erythematosus. Presnosť, s akou bunky Hep 2 dokážu prezentovať ANA, podporuje diagnostiku a vývoj cielených liečebných postupov, čím sa zlepšuje naše chápanie autoimunitných patológií a zvyšuje kvalita starostlivosti o pacientov.

Prostredníctvom týchto rôznorodých aplikácií bunky Hep 2 významne prispeli k pokroku v translačnom výskume rakoviny, štúdiu vírusových infekcií a skúmaniu bunkových mechanizmov. Ich prínos k získavaniu klinicky relevantných údajov je neoceniteľný, čo potvrdzuje ich nenahraditeľnú úlohu v laboratóriách aj v klinickej praxi. Vzhľadom na neustály vývoj výskumu si bunky Hep 2 určite zachovajú popredné miesto a budú pomáhať pri objavovaní nových liečebných metód a rozširovaní našich poznatkov o ľudskom zdraví a chorobách.

Zabezpečte si svoju bunkovú líniu HEp-2 ešte dnes

Bunky Hep 2: Vedecké publikácie

Nižšie sú uvedené niektoré zaujímavé a najčastejšie citované výskumné publikácie o bunkách Hep 2.

• Syntéza nanočastíc oxidu zinočnatého z Marsdenia tenacissima inhibuje proliferáciu buniek a indukuje apoptózu v bunkách rakoviny hrtana (Hep-2)
  Tento článok uverejnený v časopise Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology (2019) skúmal protinádorový potenciál biosyntetizovaných nanočastíc oxidu zinočnatého z rastliny Marsdenia tenacissima v bunkovej línii Hep 2.
• Biologicky formulované nanočastice PLGA s obsahom hesperidínu pôsobia proti mitochondriálnej intrinzikálnej apoptotickej dráhe v rakovinových bunkách
  Tento článok bol uverejnený v časopise Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials v roku 2021. Táto štúdia skúmala protinádorové vlastnosti bioformulovaných nanočastíc Poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) s obsahom hesperidínu v bunkách Hep 2.
• Antivírusová aktivita etanolového extraktu z Lophatherum gracile proti infekcii
  respiračným syncytiálnym vírusom Táto publikácia v časopise Journal of Ethnopharmacology z roku 2019 použila bunky Hep 2 na štúdium infekcie respiračným syncytiálnym vírusom a na skríning antivírusových liekov proti nej. Štúdia uvádza sľubný antivírusový potenciál etanolového extraktu z liečivej rastliny Lophatherum gracile proti infekcii respiračným syncytiálnym vírusom.
• Hodnotenie vodných extraktov zo štyroch aromatických rastlín z hľadiska ich aktivity proti adhézii Candida albicans na ľudské epitelové bunky
  HEp-2 Tento výskum bol uverejnený v časopise Gene Reports (2020). Táto štúdia skúmala inhibičný potenciál vodných extraktov zo štyroch aromatických rastlín proti adhézii Candida albicans na ľudské epitelové bunky Hep 2.
• Signálny proteín 1 indukovateľný Wnt1 reguluje glykolýzu a chemorezistenciu karcinómu dlaždicových buniek hrtana prostredníctvom dráhy
  YAP1/TEAD1/GLUT1 Táto štúdia bola uverejnená v časopise Journal of Cellular Physiology v roku 2019. Štúdia uvádza, že Wnt1-indukovateľný signálny proteín 1 (WISP1) interaguje s dráhou YAP1/TEAD1/GLUT1 a reguluje metabolizmus glukózy a chemorezistenciu v bunkovej línii Hep 2.

Zdroje pre bunkovú líniu Hep2: protokoly, videá a ďalšie

Hep 2 je dobre známa bunková línia. K dispozícii je niekoľko zdrojov venovaných bunkovej línii Hep 2.

• Subkultivácia buniek Hep 2: Toto video je podrobným návodom na subkultiváciu buniek Hep 2.
• Skríning ANA buniek Hep 2: Toto video vysvetľuje skríning antinukleárnych protilátok (ANA) pomocou bunkovej línie Hep 2.
• Kultivácia Hep 2: Tento odkaz obsahuje základné informácie o kultivácii buniek Hep 2. Zahŕňa delenie buniek, zmrazenie buniek a rozmrazenie.

Často kladené otázky o bunkách HEp-2 v biomedicínskom výskume

Referencie

1. Fusi, M. a S. Dotti, Adaptácia buneckej línie HEp-2 na kultivačné systémy úplne bez živočíšnych zložiek a analýza rastu buniek v reálnom čase. Biotechniques, 2021. 70(6): s. 319-326.
2. Gorphe, P., Komplexný prehľad buneckej línie Hep-2 v translačnom výskume rakoviny hrtana. Am J Cancer Res, 2019. 9(4): s. 644-649.
3. Wang, M., et al., Fibroblasty asociované s rakovinou v ľudskom xenotransplantovanom nádore hrtana založenom na HEp-2 nepochádzajú z rakovinových buniek prostredníctvom epiteliálno-mezenchymálnej transformácie, sú fenotypicky aktivované, ale karyotypicky normálne. PLoS One, 2015. 10(2): s. e0117405.
4. Karatas, O.F., Antiproliferatívny potenciál miR-33a v bunkách rakoviny hrtana Hep-2 prostredníctvom cielenia na PIM1. Head Neck, 2018. 40(11): s. 2455-2461.
5. Wang, Y., et al., Syntéza nanočastíc oxidu zinočnatého z Marsdenia tenacissima inhibuje bunkovú proliferáciu a indukuje apoptózu v bunkách rakoviny hrtana (Hep-2). Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2019. 201: s. 111624.
6. Zhang, J., et al., Systémová a molekulárna štúdia subcelulárnej lokalizácie proteínov SARS-CoV-2. Signal Transduct Target Ther, 2020. 5(1): s. 269.
7. Wang, Q., et al., Proteín viažuci RNA RBM6 ako tumor supresorový gén potláča rast a progresiu karcinómu hrtana. Gene, 2019. 697: s. 26-34.