By Dr. Maho Yokoyama, Ph.D.Reviewed by Michael Greenwood, M.Sc.

Buněčné linie jsou tvořeny buňkami, které jsou při splnění správných podmínek schopny růst po neomezenou dobu a mohou pocházet z různých zdrojů. Tyto buněčné linie se hojně využívají v laboratoři, od studia rakoviny až po testování potenciálních nových léčebných postupů.

Image Credits: Evgeniy Kalinovskiy / .com

Jsou všechny buňky stejné?

Izogenní označuje populaci s v podstatě identickými geny. Existují techniky, které dokáží modifikovat DNA buněk, a ta pak může být použita jako model onemocnění. Například rakovinné buňky mají často změny ve své DNA, a tak je lze zkopírovat do izogenní buněčné linie.

Schopnost modifikovat DNA znamená, že je možné mít dvě izogenní buněčné linie: jednu se změnami souvisejícími se vznikem rakoviny a druhou bez těchto změn. To usnadňuje porovnávání, protože může být obtížné najít příbuzné buňky, které exprimují geny stejným způsobem.

Jak se používají?

Regulace genové exprese v buněčných liniích

Liu a spol. vymysleli systém, kde se k indukci genové exprese v cílových buňkách používají transkripční faktory zinkových prstů specifické pro geny, které je zajímají. Tento systém má vysokou specifitu, takže pravděpodobnost ovlivnění dalších genů transkripčním faktorem proteinu zinkového prstu je nízká. Expresi transkripčního faktoru proteinu zinkového prstu lze také indukovat, takže je možné kontrolovat, kdy je zájmový gen aktivován.

Autoři se zaměřili na lidský receptor pro parathormon 1 (PTHR1), což je receptor spřažený s G proteinem, který hraje roli v homeostáze vápníku a metabolismu kostí. Byl identifikován transkripční faktor zinkového prstu, který se zaměřuje na PTHR1, a použit k indukci jeho exprese v buňkách HEK293, které normálně PTHR1 neexprimují.

Po indukci transkripčního faktoru zinkového prstu začaly buňky HEK293 exprimovat PTHR1. Aktivita exprimovaného PTHR1 byla potvrzena zvýšením hladiny cAMP produkovaného buňkami. Autoři poté použili známé ligandy PTHR1, což vedlo ke snížení hladin cAMP, a tím prokázali, že jeho funkce byla snížena. Autoři dospěli k závěru, že tento přístup lze použít ke studiu účinků potenciálních terapeutických sloučenin na cílové geny.

Studium nedostatku oprav chyb DNA

Chyby během replikace DNA mohou vést ke změnám v DNA, včetně neshod jednotlivých bází, modifikace bází a malých inserčně-delečních smyček. K potlačení dopadů těchto chyb existují v těchto buňkách systémy opravy chyb DNA. Tyto systémy opravy chyb DNA však mohou být defektní, což umožňuje, aby tyto změny DNA přetrvávaly a potenciálně vedly ke vzniku rakoviny. Ve skutečnosti se odhaduje, že až 20 % solidních nádorů a hematologických nádorů má deficitní systém opravy chyb DNA.

Bailis a spol. odvodili systém izogenních buněčných linií pro zkoumání deficitu systémů opravy chyb DNA. Ve studii autoři použili indukovatelnou krátkou vlásenkovou RNA (shRNA) k zabránění exprese genu MLH1, který je součástí systému opravy chyb DNA. V tomto případě se při indukci shRNA zabrání expresi MLH1, čímž dojde k jeho inaktivaci. Jelikož je shRNA indukovatelná, poskytlo to autorům možnost studovat rozdíly pozorované při aktivním MLH1 ve srovnání s jeho neaktivitou.

Jednou ze změn, kterou autoři pozorovali, byla indukce mikrosatelitní nestability v buňkách, když byl MLH1 neaktivní. Mikrosatelitová nestabilita je další změnou v DNA, při níž dochází k získání nebo ztrátě opakujících se nukleotidových sekvencí, a autoři pozorovali 1-3 nukleotidové posuny u mononukleotidové repetice BAT-26. V tomto případě se jednalo o změnu, která se projevuje tím, že se opakující se nukleotidové sekvence ztratí. To však nezměnilo globální vzorec genové exprese v buněčných liniích.

Objevování prediktivních biomarkerů rakoviny

V biologii rakoviny poskytují prediktivní biomarkery informace o účinku léčby. Haagensen a spol. využili izogenní buněčné linie k hledání potenciálních prediktivních biomarkerů v odpovědi na čtyři terapeutické léky.

Autoři zjistili, že odpověď se liší podle toho, jak byly buňky kultivovány. Například ve 2D kultuře zjistili, že buňky KRAS+/- a PIK3CA+/- byly citlivější na inhibitory MEK ve srovnání s jejich izogenními rodičovskými buňkami nebo jinými mutanty. Ve 3D systému však byly xenografty KRASG13D/- a PIK3CAE545K/- citlivé na jeden z inhibitorů MEK, ale „nádory“ odvozené z rodičovských buněk nebyly citlivé vůbec.

To ukazuje, že při použití izogenních buněčných linií není odpověď na inhibitory MEK ovlivněna pouze mutacemi v KRAS a PIK3CA, ale také způsobem pěstování těchto buněk.

Další čtení

• Všechen obsah buněčných kultur
• Obvyklé problémy v buněčných kulturách
• Jak vytvořit stabilní buněčné linie
• Buňky HEK293: Maho Yokoyama

  Napsal

  Dr. Maho Yokoyama

  Dr. Maho Yokoyama je výzkumný pracovník a autor vědeckých článků. Doktorát získala na univerzitě v Bathu ve Velké Británii na základě disertační práce v oboru mikrobiologie, kde aplikovala funkční genomiku na Staphylococcus aureus . Během doktorského studia Maho spolupracovala s dalšími vědeckými pracovníky na několika pracích a některé své vlastní práce dokonce publikovala v recenzovaných vědeckých časopisech. Svou práci také prezentovala na vědeckých konferencích po celém světě.

  Poslední aktualizace 11. března 2020

  Citace

  Prosím, použijte jeden z následujících formátů pro citování tohoto článku ve své eseji, článku nebo zprávě:

  • APA

    Yokoyama, Maho. (2020, 11. března). Co jsou to izogenní buněčné linie. News-Medical. Získáno 24. března 2021 z https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Isogenic-Cell-Lines.aspx.

  • MLA

    Yokoyama, Maho. „Co jsou to izogenní buněčné linie?“. News-Medical. 24. března 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Isogenic-Cell-Lines.aspx>.

  • Chicago

    Yokoyama, Maho. „Co jsou to izogenní buněčné linie?“. News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Isogenic-Cell-Lines.aspx. (Přístup 24. března 2021).

  • Harvard

    Yokoyama, Maho. 2020. Co jsou to izogenní buněčné linie? News-Medical, zobrazeno 24. března 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Isogenic-Cell-Lines.aspx.

  .