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

Linhas celulares são formadas de células que são capazes de crescer indefinidamente se as condições certas forem satisfeitas, e estas podem ser de várias fontes. Estas linhas celulares são amplamente utilizadas no laboratório, desde o estudo do câncer até o teste de potenciais novos tratamentos.

Créditos de Imagem: Evgeniy Kalinovskiy / .com

Todas as células são iguais?

Isogênica refere-se a uma população com genes essencialmente idênticos. Há técnicas disponíveis que podem modificar o DNA das células, e isto pode então ser usado como um modelo de doença. Por exemplo, as células cancerígenas frequentemente têm alterações no seu ADN, e assim este pode ser copiado para uma linha de células isogénicas.

Ser capaz de modificar o ADN significa que é possível ter duas linhas de células isogénicas: uma com as alterações relacionadas com o desenvolvimento do cancro, e a outra sem essas alterações. Isto facilita as comparações, pois pode ser difícil encontrar células relacionadas que expressem genes da mesma forma.

Como são usadas?

Regular a expressão gênica nas linhas celulares

Liu e co. inventaram um sistema onde fatores de transcrição da proteína do dedo de zinco específicos dos genes de interesse foram usados para induzir a expressão gênica nas células-alvo. Este sistema tem alta especificidade, portanto a probabilidade de outros genes serem afetados pelo fator de transcrição da proteína do zinco do dedo é baixa. A expressão do fator de transcrição da proteína do zinco-dedo também pode ser tornada induzível, de modo que é possível controlar quando o gene de interesse é ativado.

Os autores visaram o receptor da hormona paratiróide humana 1 (PTHR1), que é um receptor acoplado à proteína G que tem um papel na homeostase do cálcio e no metabolismo ósseo. Foi identificado um fator de transcrição da proteína do dedo de zinco que visa o PTHR1, e utilizado para induzir sua expressão nas células HEK293, que normalmente não expressam o PTHR1,

Quando o fator de transcrição da proteína do dedo de zinco foi induzido, as células HEK293 começaram a expressar o PTHR1. A atividade do PTHR1 expresso foi confirmada pelo aumento dos níveis de AMPc produzido pelas células. Os autores utilizaram então ligandos de TEPT1 conhecidos, o que levou à redução dos níveis de AMPc, mostrando assim que sua função foi reduzida. Os autores concluíram que esta abordagem pode ser utilizada para estudar os efeitos de potenciais compostos terapêuticos nos genes alvo.

Estudando a deficiência de reparação de desfasamento de DNA

Errores durante a replicação de DNA podem levar a alterações no DNA, incluindo desfasamentos de base única, modificação de base e pequenos loops de inserção-deleção. Para neutralizar os efeitos destes erros, existem sistemas de reparação de DNA inadequado nestas células. No entanto, estes sistemas de reparo de DNA não compatível podem tornar-se defeituosos, permitindo que estas alterações de DNA persistam e potencialmente levem ao câncer. Na verdade, estima-se que até 20% dos tumores sólidos e cânceres hematológicos têm deficiências no sistema de reparo de DNA inadequado.

Bailis e co. derivado de um sistema de linha de células isogênicas para investigar a deficiência dos sistemas de reparo de DNA inadequado. No estudo, os autores usaram o RNA (shRNA) induzível do grampo de cabelo curto para prevenir a expressão do gene MLH1, um gene que faz parte do sistema de reparo de incompatibilidade de DNA. Aqui, quando o shRNA é induzido, isso impede a expressão do MLH1, inativando-o assim. Como o shRNA é induzível, isto deu aos autores a oportunidade de estudar as diferenças observadas quando o MLH1 estava ativo em comparação com quando estava inativo.

Uma alteração observada pelos autores foi a indução da instabilidade dos microsatélites nas células quando o MLH1 estava inativo. A instabilidade dos microssatélites é outra mudança no DNA, onde seqüências repetidas de nucleotídeos são ganhas ou perdidas, e os autores observaram 1-3 mudanças de nucleotídeos na repetição do mononucleotídeo BAT-26. Entretanto, isto não alterou o padrão de expressão global do gene nas linhas celulares.

Descoberta do biomarcador preditivo do câncer

Na biologia do câncer, os biomarcadores preditivos dão informações sobre o efeito do tratamento. Haagensen e co. utilizaram linhas celulares isogênicas para buscar potenciais biomarcadores preditivos em resposta a quatro drogas terapêuticas.

Os autores descobriram que a resposta variou de acordo com a forma como as células foram cultivadas. Por exemplo, em cultura 2D eles descobriram que as células KRAS+/- e PIK3CA+/- eram mais sensíveis aos inibidores de MEK em comparação com suas células parentais isogênicas ou outros mutantes. No entanto, num sistema 3D, o KRASG13D/- e o PIK3CAE545K/- xenografts eram sensíveis a um dos inibidores de MEK, mas os “tumores” derivados das células parentais não eram de todo sensíveis.

Isto mostra que, pelo uso de linhas de células isogénicas, a resposta aos inibidores de MEK não é apenas influenciada por mutações no KRAS e PIK3CA, mas também pela forma como estas células são cultivadas.

Outra Leitura

• Células de cultura de células
• Problemas comuns em cultura de células
• Como gerar linhas de células estáveis
• CélulasHEK293: Aplicações e Vantagens
• O que é Micropatterização?

Escrito por

Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama é uma pesquisadora e escritora científica. Ela recebeu seu Ph.D. da Universidade de Bath, Reino Unido, após uma tese no campo da Microbiologia, onde ela aplicou a genômica funcional ao Staphylococcus aureus . Durante os seus estudos de doutoramento, Maho colaborou com outros académicos em vários artigos e até publicou alguns dos seus próprios trabalhos em revistas científicas avaliadas por pares. Ela também apresentou seu trabalho em conferências acadêmicas ao redor do mundo.

Citações