Células 4T1: conocimientos fundamentales sobre la investigación y las aplicaciones de las células de cáncer de mama

La 4T1 es una línea celular murina de cáncer de mama trasplantable. Se utiliza ampliamente como modelo tumoral in vitro genéticamente idéntico para investigar el cáncer de mama humano. Las células 4T1 son altamente invasivas y tumorigénicas; tienden a metastatizarse desde el sitio del tumor primario en la glándula mamaria hacia otros sitios, incluyendo el hígado, los ganglios linfáticos, los pulmones, los huesos y el cerebro, por lo que son ideales para estudiar la metástasis del cáncer de mama [1].

Características generales y origen de las células 4T1

Es esencial conocer el origen y las características generales de una línea celular antes de trabajar con ella. En esta sección, hemos mencionado los aspectos básicos de las células de cáncer de mama 4T1. Por ejemplo, ¿qué son las células 4T1? ¿Cuáles son las características de la línea celular 4T1? ¿Cuál es el origen de la línea celular 4T1? ¿Cuál es la morfología de la línea celular 4T1?

• La 4T1 es una línea celular tumoral de mama que se originó a partir de un tumor mamario que surgió espontáneamente en la cepa de ratones BALB/c. Estas células, altamente invasivas y tumorigénicas, imitan de cerca el comportamiento del cáncer de mama humano en términos de crecimiento y diseminación metastásica. Específicamente, el modelo tumoral 4T1 se utiliza para investigar el cáncer de mama triple negativo (TNBC).
• Las células 4T1 son adherentes y tienen una morfología similar a la de las células epiteliales.

Línea celular 4T1 frente a EMT-6

Las líneas celulares 4T1 y EMT-6 son modelos celulares murinos no inmunogénicos para estudios del cáncer de mama triple negativo. En este contexto, las células 4T1 son más agresivas e invasivas que las EMT-6, que presentan propiedades menos invasivas [2].

Células 4T1 vs. 4T07

La 4T07 también es una línea celular de cáncer de ratón. La principal diferencia entre las células 4T1 y 4T07 es que las células 4T1 pueden salir del sitio del tumor primario y diseminarse para formar metástasis secundarias visibles, mientras que las células 4T07 no pueden formar metástasis visibles a pesar de salir del sitio primario [3].

Imagen tomográfica obtenida mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) de una célula 4T1.

Información sobre el cultivo de la línea celular 4T1

La línea celular de cáncer de mama 4T1 ofrece amplias aplicaciones de investigación en el campo biomédico. Para cultivar estas células, debe tener en cuenta los siguientes puntos clave que describen: ¿cuál es el tiempo de duplicación de las células 4T1? ¿Cómo se cultivan las células 4T1? ¿Cuál es la densidad de siembra celular para las células 4T1?

Puntos clave para el cultivo de células 4T1

Tiempo de duplicación:

El tiempo de duplicación de la población promedio reportado para las células de cáncer de mama 4T1 es de 14 horas.

Adherentes o en suspensión:

La 4T1 es una línea celular adherente.

Proporción de subcultivo:

Se recomienda una proporción de división de 1:6 y 1:8 para la línea celular 4T1 de cáncer de mama triple negativo. Para la división, las células se enjuagan con PBS y se incuban con la enzima Accutase durante 8 a 10 minutos. Las células disociadas se recogen mediante centrifugación y se resuspenden en un medio fresco. Las células resuspendidas se dispensan en un nuevo frasco para su crecimiento.

Medio de crecimiento:

Se utiliza el medio RPMI 1640 para el cultivo de las células 4T1. Se agregan al medio de cultivo un 10 % de suero fetal bovino (FBS), 2,0 g/L de NaHCO₃ y 2,1 mM de glutamina estable para lograr un crecimiento celular óptimo.

Condiciones de crecimiento:

Las células tumorales 4T1 se mantienen en una incubadora humidificada a 37 °C con un suministro de 5 % _de CO_₂.

Almacenamiento: 

Las células 4T1 deben almacenarse a una temperatura inferior a -150 °C, es decir, en un congelador eléctrico o en la fase de vapor de nitrógeno líquido, para mantener la viabilidad celular.

Proceso de congelación y medio:

Se recomienda utilizar CM-1 o CM-ACF para la línea celular 4T1. Se prefiere un método de congelación lenta, ya que protege la viabilidad celular al permitir una disminución gradual de la temperatura de 1 °C.

Proceso de descongelación:

El vial de células congeladas se mantiene en un baño de agua a 37 °C durante unos segundos hasta que las células se descongelen y solo quede un pequeño trozo de hielo. Estas células se resuspenden en medio fresco y se vierten en el matraz para su cultivo. Después de 24 horas de incubación, se reemplaza el medio para eliminar los componentes del medio de congelación.

Nivel de bioseguridad:

Se recomienda un laboratorio de nivel 1 de bioseguridad para el cultivo de células de cáncer de mama 4T1.

Células de cáncer de mama murino 4T1, con un aumento de 20 y 10 veces.

Línea celular T1: ventajas y desventajas

En esta sección del artículo se abordarán las ventajas y desventajas asociadas al modelo metastásico 4T1.

Ventajas

Las principales ventajas de la línea celular 4T1 son:

• Tumorigénesis:

  La 4T1 es una línea celular altamente tumorigénica. Estas células tienen la capacidad de formar un modelo murino singénico 4T1 para el estudio del cáncer de mama cuando se inyectan en un ratón. Por lo tanto, el modelo 4T1 es ideal para estudiar el desarrollo, el crecimiento y la metástasis de los tumores. Además, es útil para la selección y evaluación de fármacos terapéuticos.

• Modelo metastásico in vitro:

  El modelo 4T1 tiene una tendencia natural a la metástasis que permite a los investigadores estudiar de manera efectiva los mecanismos y las vías subyacentes involucrados en el proceso de metástasis. Además, las células 4T1 son resistentes a la 6-tioguanina. Esto facilita la detección eficiente de células micrometastáticas con mayor precisión en comparación con otros modelos, ya que elimina la necesidad de pesar los órganos diana y contar los nódulos.

Desventajas

La desventaja asociada a la línea celular 4T1 es:

• Agresividad/rápida tasa de crecimiento:

  La línea celular 4T1 es una línea celular de cáncer de mama triple negativo altamente agresiva. Debido a su rápida tasa de crecimiento, el uso de esta línea celular en experimentos a largo plazo y el control de las variables experimentales se vuelven un desafío.

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Línea celular T1: Aplicaciones en la investigación del cáncer

La línea celular modelo de ratón 4T1 es una valiosa herramienta de investigación para estudiar la biología del cáncer y evaluar nuevos tratamientos. A continuación se enumeran las principales aplicaciones de las células 4T1:

Biología del cáncer

La línea celular 4T1 se utiliza ampliamente para estudiar el desarrollo y el crecimiento del cáncer. Es un modelo in vitro ideal para investigar y explorar diferentes mecanismos celulares y moleculares involucrados en la progresión tumoral y la metástasis. Además, puede revelar el papel de las vías de señalización celular, el microambiente y la expresión génica en estos procesos. Una investigación realizada en 2019 utilizó células 4T1 para descubrir los mecanismos que impulsan la invasión y la migración de las células cancerosas. Los resultados revelaron que los genes STAT3, MMP2 y MMP9 están involucrados, y que la inhibición de estos genes puede restringir notablemente la migración y la invasión en las células cancerosas [4]. Estudios similares también han señalado varias otras vías de señalización involucradas en el desarrollo tumoral y la metástasis.

Además, el modelo 4T1 es fundamental para comprender el microambiente del cáncer de mama, incluyendo la infiltración de células inmunitarias y el crecimiento del tumor primario. Los estudios centrados en el microambiente tumoral del 4T1 han aportado conocimientos significativos sobre el papel de las células inmunitarias y las citocinas, como la expresión de CXCL13, en la progresión tumoral. El modelo también ayuda en la investigación de los nichos metastásicos y la metástasis tumoral, particularmente en el cáncer de mama en etapa avanzada, donde prevalece la colonización por carcinoma mamario.

Investigación en terapia contra el cáncer

La línea celular 4T1 se utiliza ampliamente en la investigación sobre terapias contra el cáncer para la selección y evaluación de nuevos tratamientos. Un estudio exploró el potencial citotóxico de las nanopartículas de hierro sintetizadas de forma ecológica a partir del extracto de romero (Rosemary-FeNPs) y del extracto puro de romero en la línea celular 4T1. Los resultados de la investigación sugirieron que las Rosemary-FeNPs son más prometedoras que el extracto puro [5]. De manera similar, un estudio realizado en 2021 examinó el potencial antitumoral del extracto de jengibre en células de cáncer de mama 4T1 y en un modelo de ratón 4T1 [6].

Además de los extractos naturales, la línea celular 4T1 se utiliza para evaluar la eficacia de los agentes quimioterapéuticos tradicionales. Por ejemplo, investigaciones que involucran la combinación de cisplatino con otras terapias han demostrado una mayor muerte de las células tumorales y una menor progresión tumoral en el modelo 4T1. La introducción de la luciferasa de luciérnaga en las células 4T1 ha permitido la obtención de imágenes en tiempo real del crecimiento tumoral y del fenotipo metastásico, lo que facilita la evaluación del impacto de diversos tratamientos.

Además, la resistencia de la línea celular 4T1 a la 6-tioguanina ha facilitado los estudios sobre células micrometastáticas, mejorando la detección y el análisis de la metástasis. Esta línea celular también desempeña un papel crucial en el estudio de la inmunidad antitumoral y los efectos de la inmunoterapia, particularmente en el contexto de modelos ortotópicos en ratones, donde los investigadores pueden imitar de cerca los cánceres humanos.

En general, la línea celular 4T1 sigue siendo una herramienta indispensable en la investigación oncológica, desde la comprensión de los mecanismos fundamentales de la biología del cáncer hasta el desarrollo y la prueba de nuevas estrategias terapéuticas.

Células 4T1: Publicaciones de investigación

En esta sección del artículo se presentarán algunas publicaciones interesantes y más citadas sobre las células 4T1.

Actividad antiproliferativa potencial de las nanopartículas de plata (AgNPs) sintetizadas a partir de M. longifolia en la línea celular 4T1 mediante la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y el daño a la membrana celular

Este artículo se publicó en 2018 en la revista *Journal of Photochemistry and Photobiology*. La investigación propuso que las nanopartículas de plata sintetizadas a partir de *Madhuca longifolia* ejercen un efecto antiproliferativo en las células tumorales 4T1 a través de la degradación de la pared celular y la generación de ROS.

Efectos citotóxicos y apoptóticos del verbascosido en la línea celular 4T1 de cáncer de mama

Este estudio, publicado en la revista BMC Pharmacology and Toxicology (2021), propuso que el verbascosido, un compuesto natural, indujo efectos apoptóticos en las células de cáncer de mama 4T1 a través de la señalización de TLR4.

La eupatorina suprimió la progresión tumoral y mejoró la inmunidad en un modelo murino de cáncer de mama 4T1

Esta investigación se publicó en *Integrative Cancer Therapies* en 2020. En este estudio se utilizaron células 4T1 para desarrollar un modelo murino singénico 4T1 y se exploró el potencial anticancerígeno de la eupatorina mediante su aplicación. La eupatorina retrasó el desarrollo tumoral en el modelo murino 4T1.

Efecto inhibidor del extracto de Viola odorata sobre el crecimiento tumoral y la metástasis en el modelo de cáncer de mama 4T1

Esta investigación, publicada en el Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2018), propuso que una hierba medicinal, la Viola odorata, tiene posibles efectos citotóxicos sobre las células 4T1.

Las nanopartículas lipídicas sólidas cargadas con docetaxel previenen el crecimiento tumoral y la metástasis pulmonar de las células del carcinoma mamario murino 4T1

Este estudio sugirió que las nanopartículas lipídicas sólidas cargadas con docetaxel (SLN cargadas con DTX) pueden ser un agente prometedor para tratar el cáncer de mama y prevenir la metástasis, ya que limitan el crecimiento del cáncer y la metástasis pulmonar de las células 4T1.

Recursos sobre la línea celular 4T1: protocolos, videos y más

A continuación se presentan algunos recursos sobre las células 4T1:

• Tutorial de transfección de 4T1: Este video es una guía paso a paso para realizar la transfección de la línea celular 4T1.
• Subcultivo de una línea celular: Este video explica el protocolo de subcultivo para líneas celulares adherentes.

El siguiente enlace contiene el protocolo de cultivo celular para las células 4T1:

• Línea celular 4T1: Este enlace a un sitio web contiene toda la información útil sobre el manejo de cultivos de 4T1. Incluye información sobre medios de cultivo, así como protocolos de manejo para cultivos criopreservados y cultivos en proliferación.

Referencias

1. Pulaski, B.A. y S. Ostrand-Rosenberg, «Modelo de tumor de mama 4T1 en ratones». Curr Protoc Immunol, 2001. Capítulo 20: p. Unidad 20.2.
2. Maxwell, K.G., «Inmunomodulación de las células de cáncer de mama para la vacunación con tumor completo». 2016.
3. Walker, I., et al., «Los tumores mamarios inducen la expresión central de citocinas proinflamatorias, pero no déficits conductuales en ratones Balb/C». Scientific Reports, 2017. 7(1): p. 1-13.
4. Li, Y., et al., La inhibición de la vía de señalización Stat3 mediante el producto natural pectolinarigenina atenúa la metástasis del cáncer de mama. Frontiers in Pharmacology, 2019. 10: p. 1195.
5. Farshchi, H.K., et al., Síntesis ecológica de nanopartículas de hierro a partir de extracto de romero y evaluación del efecto citotóxico en líneas celulares cancerosas. Biocatalysis and agricultural biotechnology, 2018. 16: p. 54-62.
6. Gholizadeh, A.P., et al., Efecto del extracto de jengibre sobre la línea celular de cáncer de mama 4T1 en ratones Balb/c. Clinical Cancer Drugs, 2021. 8(1): p. 43-49.