תאי 4T1 – תובנות חיוניות במחקר ויישומים של תאי סרטן השד

4T1 הוא קו תאים של סרטן השד בעכברים הניתן להשתלה. הוא נמצא בשימוש נרחב כמודל גידול גנטי זהה במבחנה לחקר סרטן השד בבני אדם. תאי 4T1 הם תאים פולשניים מאוד וגורמים לגידולים; הם נוטים לשלוח גרורות מהאתר הראשוני של הגידול בבלוטת החלב לאתרים אחרים, כולל הכבד, בלוטות הלימפה, הריאות, העצמות והמוח, ולכן הם אידיאליים לחקר גרורות של סרטן השד [1].

מאפיינים כלליים ומקור תאי 4T1

ידע על מקור קו התאים ומאפייניו הכלליים הוא חיוני לפני העבודה עמו. בסעיף זה, ציינו את היסודות של תאי סרטן השד 4T1. לדוגמה, מהן תאי 4T1? מהן תכונות קו התאים 4T1? מהו מקור קו התאים 4T1? מהי המורפולוגיה של קו התאים 4T1?

• 4T1 הוא קו תאים של גידול שד שמקורו בגידול בשד שהתפתח באופן ספונטני בזן עכברים BALB/c. תאים אלה, בעלי יכולת פולשנית וגידולית גבוהה, מדמים באופן הדוק את התנהגות סרטן השד האנושי מבחינת צמיחה והתפשטות גרורתית. באופן ספציפי, מודל הגידול 4T1 חוקר סרטן שד שלילי משולש (TNBC).
• תאי 4T1 הם תאים דבקים ובעלי מורפולוגיה הדומה לתאי אפיתל.

קו התאים 4T1 לעומת EMT-6

4T1 ו-EMT-6 הם מודלים של תאים עכבריים שאינם אימונוגניים, המיועדים למחקרים על סרטן השד המשולש-שלילי. במקרה זה, תאי 4T1 הם תאי גידול אגרסיביים ופולשניים יותר מאשר תאי EMT-6, בעלי תכונות פולשניות פחות [2].

תאי 4T1 לעומת תאי 4T07

4T07 הוא גם קו תאים סרטניים של עכברים. ההבדל העיקרי בין תאי 4T1 ל-4T07 הוא שתאי 4T1 יכולים לעזוב את אתר הגידול הראשוני ולהתפשט כדי ליצור גרורות משניות נראות לעין, בעוד שתאי 4T07 אינם יכולים ליצור גרורות נראות לעין למרות עזיבתם את האתר הראשוני [3].

תמונת טומוגרפיה במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) של תא 4T1.

מידע על גידול קו התאים 4T1

קו תאי סרטן השד 4T1 מציע יישומים מחקריים נרחבים בתחום הביו-רפואה. לצורך גידול תאים אלה, עליכם לעיין בנקודות המרכזיות הבאות המתארות: מהו זמן הכפלה של 4T1? כיצד מגדלים תאי 4T1? מהי צפיפות הזריעה של תאי 4T1?

נקודות מרכזיות לגידול תאי 4T1

זמן הכפלה:

זמן הכפלת האוכלוסייה הממוצע המדווח עבור תאי סרטן השד 4T1 הוא 14 שעות.

תאים דבקים או בתמיסה:

4T1 הוא קו תאים דבק.

יחס תת-תרבית:

יחס חלוקה של 1:6 ו-1:8 מומלץ עבור קו התאים 4T1 של סרטן השד המשולש-שלילי. לצורך החלוקה, התאים נשטפים ב-PBS ומוחבאים עם אנזים Accutase למשך 8 עד 10 דקות. התאים המפורקים נאספים באמצעות צנטריפוגה ומוחזרים לתמיסה במדיום טרי. התאים שהושעו מחדש מועברים לצלחת חדשה לצורך גידול.

מדיום גידול:

מדיום RPMI 1640 משמש לגידול תאי 4T1. 10% סרום עגלי (FBS), 2.0 g/L NaHCO3 ו-2.1 mM גלוטמין יציב מתווספים למדיום הגידול לצורך גידול תאים אידיאלי.

תנאי גידול:

תאי הגידול 4T1 נשמרים באינקובטור לח ב-37°C עם אספקת CO₂ של 5%.

אחסון: 

יש לאחסן תאי 4T1 בטמפרטורה הנמוכה מ-150°C, כלומר במקפיא חשמלי או בשלב האדים של חנקן נוזלי, כדי לשמור על חיוניות התאים.

תהליך הקפאה ומדיום:

מומלץ להשתמש ב-CM-1 או CM-ACF עבור קו התאים 4T1. עדיפה שיטת הקפאה איטית, מכיוון שהיא מגנה על חיוניות התאים על ידי ירידה הדרגתית של 1°C בטמפרטורה.

תהליך ההפשרה:

בקבוקון התאים הקפואים מוחזק באמבט מים בטמפרטורה של 37°C למשך מספר שניות, עד שהתאים מפשירים ונשאר רק גוש קרח קטן. תאים אלה מושעים מחדש במדיום טרי ומוזגים לתוך הבקבוקון לצורך גידול. לאחר 24 שעות של דגירה, המדיום מוחלף כדי להסיר את מרכיבי המדיום הקפוא.

רמת בטיחות ביולוגית:

מומלץ להשתמש במעבדה ברמת בטיחות ביולוגית 1 לגידול תאי סרטן השד 4T1.

תאי סרטן השד 4T1 של עכברים, בהגדלה של פי 20 ופי 10.

קו תאים T1: יתרונות וחסרונות

חלק זה של המאמר יעסוק ביתרונות ובחסרונות הקשורים למודל הגרורתי 4T1.

יתרונות

היתרונות העיקריים של קו התאים 4T1 הם:

• יכולת גידול:

  4T1 הוא קו תאים בעל יכולת גבוהה ליצירת גידולים. לתאים אלה יש את היכולת ליצור מודל עכברי סינגני 4T1 לחקר סרטן השד כאשר הם מוזרקים לעכבר. לכן, מודל 4T1 משמש באופן אידיאלי לחקר התפתחות הגידול, צמיחתו וגרורותיו. בנוסף, הוא שימושי לסינון ולהערכת תרופות טיפוליות.

• מודל גרורתי במבחנה:

  למודל 4T1 יש נטייה טבעית לגרורות, מה שמאפשר לחוקרים לחקור ביעילות את המנגנונים והמסלולים הבסיסיים המעורבים בתהליך הגרורתי. יתר על כן, תאי 4T1 עמידים ל-6-תיוגואנין. תכונה זו מסייעת בזיהוי יעיל של תאים מיקרו-גרורתיים בדיוק משופר בהשוואה למודלים אחרים, שכן היא מבטלת את הצורך לשקול איברים יעד ולספור גושים.

חסרונות

החסרון הקשור לקו התאים 4T1 הוא:

• אגרסיביות/קצב גדילה מהיר:

  קו התאים 4T1 הוא קו תאים של סרטן שד שלילי משולש, בעל אגרסיביות גבוהה. בשל קצב הצמיחה המהיר, השימוש בקו תאים זה בניסויים ארוכי טווח ובקרת המשתנים הניסויים הופכים למאתגרים.

רכישת קו תאים 4T1: מודל איכותי לסרטן השד

קו תאים T1: יישומים במחקר הסרטן

קו התאים של מודל העכבר 4T1 הוא כלי מחקר חשוב לחקר הביולוגיה של הסרטן ולהערכת טיפולים חדשים. להלן רשימת היישומים העיקריים של תאי 4T1:

ביולוגיה של הסרטן

קו התאים 4T1 נמצא בשימוש נרחב לחקר התפתחות וצמיחת סרטן. זהו מודל אידיאלי במבחנה לחקירה ולבחינה של מנגנונים תאיים ומולקולריים שונים המעורבים בהתקדמות הגידול ובגרורות. בנוסף, הוא עשוי לחשוף את תפקידם של מסלולי איתות תאיים, הסביבה המיקרו-סביבתית וביטוי גנים בתהליכים אלה. מחקר שנערך בשנת 2019 השתמש בתאי 4T1 כדי לגלות את המנגנונים המניעים את הפלישה והנדידה של תאי הסרטן. התוצאות גילו כי הגנים STAT3, MMP2 ו-MMP9 מעורבים בתהליך, וכי עיכוב של גנים אלה יכול להגביל באופן ניכר את הנדידה והפלישה של תאי הסרטן [4]. מחקרים דומים הצביעו גם על מספר מסלולי איתות נוספים המעורבים בהתפתחות הגידול ובגרורות.

יתר על כן, מודל 4T1 הוא מכריע בהבנת הסביבה המיקרו-סביבתית של סרטן השד, כולל חדירת תאי חיסון וצמיחת הגידול הראשוני. מחקרים המתמקדים בסביבת המיקרו של הגידול 4T1 סיפקו תובנות משמעותיות לגבי תפקידם של תאי חיסון וציטוקינים, כגון ביטוי CXCL13, בהתקדמות הגידול. המודל מסייע גם בחקירת נישות גרורתיות וגרורות של הגידול, במיוחד בסרטן השד בשלב מתקדם, שבו שכיחה התפשטות קרצינומה של השד.

מחקר בטיפול בסרטן

קו התאים 4T1 נמצא בשימוש נרחב במחקר לטיפול בסרטן לצורך סינון והערכה של טיפולים חדשים. מחקר בחן את הפוטנציאל הציטוטוקסי של חלקיקי ברזל ננו-סינתטיים ירוקים מתמצית רוזמרין (Rosemary-FeNPs) ותמצית רוזמרין טהורה על קו התאים 4T1. ממצאי המחקר הצביעו על כך ש-Rosemary-FeNPs מבטיחים יותר מהתמצית הטהורה [5]. באופן דומה, מחקר שנערך בשנת 2021 בחן את הפוטנציאל האנטי-גידולי של תמצית ג'ינג'ר בתאי סרטן השד 4T1 ובמודל עכברים 4T1 [6].

בנוסף לתמציות טבעיות, קו התאים 4T1 משמש להערכת היעילות של חומרים כימותרפיים מסורתיים. לדוגמה, מחקרים שבחנו שילוב של ציספלטין עם טיפולים אחרים הראו הגברת מות תאי הגידול והאטת התקדמות הגידול במודל 4T1. הכנסת לוקיפרז של גחלילית לתאי 4T1 אפשרה הדמיה בזמן אמת של צמיחת הגידול והפנוטיפ הגרורתי, מה שמקל על הערכת ההשפעה של טיפולים שונים.

יתר על כן, עמידות קו התאים 4T1 ל-6-תיוגואנין הקלה על מחקרים בנושא תאים מיקרו-גרורתיים, ובכך שיפרה את זיהוי וניתוח הגרורות. קו תאים זה ממלא תפקיד מכריע גם בחקר החסינות האנטי-סרטנית והשפעות האימונותרפיה, במיוחד בהקשר של מודלים אורתוטופיים בעכברים, שבהם החוקרים יכולים לחקות מקרוב סוגי סרטן אנושיים.

בסך הכל, קו התאים 4T1 נותר כלי חיוני במחקר האונקולוגי, החל מהבנת המנגנונים הבסיסיים של ביולוגיה הסרטנית ועד לפיתוח ובחינה של אסטרטגיות טיפוליות חדשות.

תאי 4T1: פרסומים מחקריים

חלק זה של המאמר יסקור כמה פרסומים מעניינים ומצוטטים ביותר בנושא תאי 4T1.

פעילות אנטי-פרוליפרטיבית פוטנציאלית של AgNPs המסונתזים באמצעות M. longifolia בקו התאים 4T1 באמצעות יצירת ROS ונזק לקרום התא

מאמר זה פורסם בשנת 2018 בכתב העת Journal of Photochemistry and Photobiology. המחקר הציע כי חלקיקי כסף ננומטריים המסונתזים מ-Madhuca longifolia מפעילים אפקט אנטי-פרוליפרטיבי בתאי הגידול 4T1 באמצעות פירוק דופן התא ויצירת ROS.

הציטוטוקסיות וההשפעות האפופטוטיות של ורבסקוסיד על קו תאי סרטן השד 4T1

מחקר זה, שפורסם בכתב העת BMC Pharmacology and Toxicology (2021), הציע כי ורבסקוסיד, תרכובת טבעית, גרם לאפקטים אפופטוטיים בתאי סרטן השד 4T1 באמצעות איתות TLR4.

Eupatorin עיכב את התקדמות הגידול ושיפר את החסינות במודל עכברי של סרטן השד 4T1

מחקר זה פורסם ב-Integrative Cancer Therapies בשנת 2020. במחקר זה נעשה שימוש בתאי 4T1 לפיתוח מודל עכברי סינגני 4T1, ובו נבדק הפוטנציאל האנטי-סרטני של Eupatorin באמצעות מודל זה. Eupatorin עיכב את התפתחות הגידול במודל העכברי 4T1.

השפעה מעכבת של תמצית Viola odorata על צמיחת הגידול והגרורות במודל סרטן השד 4T1

מחקר זה, שפורסם ב-Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2018), הציע כי לצמח מרפא, Viola odorata, יש השפעות ציטוטוקסיות פוטנציאליות על תאי 4T1.

ננו-חלקיקים שומניים מוצקים המכילים דוקטקסל מונעים את צמיחת הגידול ואת הגרורות לריאות של תאי קרצינומה של השד בעכברים מסוג 4T1

מחקר זה הציע כי ננו-חלקיקים שומניים מוצקים המכילים דוקטקסל (DTX-loaded SLNs) עשויים להיות חומר מבטיח לטיפול בסרטן השד ולמניעת גרורות, שכן הם מגבילים את צמיחת הסרטן ואת הגרורות לריאות של תאי 4T1.

משאבים עבור קו תאים 4T1: פרוטוקולים, סרטונים ועוד

להלן מספר משאבים בנושא תאי 4T1:

• הדרכה על טרנספקציה של 4T1: סרטון זה הוא מדריך שלב אחר שלב לביצוע טרנספקציה של קו תאים 4T1.
• תרביות משנה של קו תאים: סרטון זה מסביר את פרוטוקול תרביות המשנה עבור קווי תאים דבקים.

הקישור הבא מכיל את פרוטוקול תרבית התאים עבור תאי 4T1:

• קו תאים 4T1: קישור זה לאתר מכיל את כל המידע השימושי בנוגע לטיפול בתרבויות 4T1. הוא כולל מידע על מצעי תרבית, פרוטוקולים לטיפול בתרבויות שהוקפאו ובתאים מתרבים.

שאלות נפוצות אודות קו התאים 4T1

ביבליוגרפיה

1. Pulaski, B.A. ו-S. Ostrand-Rosenberg, מודל גידול השד 4T1 בעכברים. Curr Protoc Immunol, 2001. פרק 20: עמ' יחידה 20.2.
2. Maxwell, K.G., ויסות חיסוני של תאי סרטן השד לצורך חיסון נגד הגידול כולו. 2016.
3. Walker, I., et al., גידולים בשד גורמים לביטוי ציטוקינים פרו-דלקתיים מרכזיים, אך לא לליקויים התנהגותיים בעכברי Balb/C. Scientific Reports, 2017. 7(1): עמ' 1-13.
4. לי, י., ואח', עיכוב מסלול האיתות Stat3 על ידי המוצר הטבעי פקטולינריגנין ממתן את גרורות סרטן השד. Frontiers in Pharmacology, 2019. 10: עמ' 1195.
5. Farshchi, H.K., et al., סינתזה ירוקה של ננו-חלקיקי ברזל באמצעות תמצית רוזמרין והערכת השפעת הציטוטוקסיות על קווי תאים סרטניים. Biocatalysis and agricultural biotechnology, 2018. 16: עמ' 54-62.
6. Gholizadeh, A.P., et al., השפעת תמצית ג'ינג'ר על קו תאי סרטן השד 4T1 בעכברי Balb/c. Clinical Cancer Drugs, 2021. 8(1): עמ' 43-49.