Protokol dan FAQ Kultur Garis Sel Kanker

Lini sel kanker diperoleh dari jaringan tumor atau sel kanker melalui kultur in vitro, dan sel-sel ini mampu berkembang biak tanpa batas. Lini sel memberikan kesempatan untuk mempelajari karakteristik sel kanker dalam lingkungan yang terkendali. Lini sel kanker yang umum digunakan meliputi HeLa (kanker serviks), MCF-7 (kanker payudara), A549 (kanker paru-paru), dll. Lini sel ini memainkan peran penting dalam penelitian dasar, pengembangan obat, dan penelitian biomedis.

Prinsip Kultur Garis Sel Kanker

Simulasikan lingkungan in vivo secara in vitro untuk mendukung pertumbuhan dan reproduksi sel kanker. Elemen-elemen kunci meliputi:

1Medium: Kultur sel memerlukan medium yang mengandung nutrisi, seperti DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) atau RPMI-164. Medium biasanya kaya akan glukosa, asam amino, vitamin, mineral, dan serum (seperti serum janin sapi) untuk menyediakan nutrisi yang dibutuhkan sel.
2Kondisi pertumbuhan: Sel-sel biasanya dikultur dalam inkubator termostatik pada suhu 37 ° C dan 5% CO2. Kondisi ini meniru lingkungan dalam tubuh manusia untuk mendukung proliferasi sel dan pemeliharaan fungsi.
3Operasi steril: kultur sel perlu dilakukan dalam kondisi steril untuk menghindari kontaminasi mikroba. Teknik steril meliputi penggunaan bangku ultra-bersih, autoklaf, filter, dan peralatan lainnya.
4Pengalihan sel: Karena sel akan mencapai titik jenuh pertumbuhan setelah periode kultur, maka harus dialihkan untuk mempertahankan aktivitas sel. Pengalihan sel biasanya melibatkan pencernaan, pengenceran, dan penyemaian ulang ke dalam cawan kultur baru.

Tahapan Kultur Garis Sel Kanker

Persiapan

Pastikan semua peralatan dan reagen steril, termasuk tabung kultur, pipet, media, dll. Sebelum memulai percobaan, bersihkan bangku ultra-bersih dan lakukan disinfeksi ultraviolet.

Persiapan Sedang

Media yang sesuai disiapkan sesuai dengan kebutuhan sel dan dipanaskan terlebih dahulu dalam penangas air bersuhu 37 °C. Tambahkan serum dan antibiotik dalam jumlah yang sesuai (jika perlu), aduk rata, dan sisihkan.

Resusitasi Sel

Bank sel beku dikeluarkan dari nitrogen cair dan segera dicairkan dalam penangas air bersuhu 37 °C. Suspensi sel yang dicairkan dipindahkan ke tabung sentrifus dan diencerkan dengan media segar. Krioprotektan dikeluarkan dengan sentrifugasi pada kecepatan rendah (sekitar 100 rpm) selama 5 menit.

Kultur Sel

Setelah disentrifugasi, supernatan dibuang, dan sejumlah medium segar ditambahkan untuk mensuspensikan kembali sel-sel. Suspensi sel dipindahkan ke tabung kultur dan ditempatkan di ruang kultur (37 °C, 5% CO2). Medium diganti setiap 24-48 jam, tergantung pada jenis sel.

Lintasan Sel

Ketika sel mencapai 80-90% fusi, diperlukan pasase. Buang medium lama dan cuci sel dengan buffer PBS. Tambahkan larutan pencernaan tripsin dalam jumlah yang sesuai dan inkubasi pada suhu 37 °C selama sekitar 2-5 menit. Amati apakah sel terlepas dari dinding botol kultur, ketuk dinding botol untuk membantu sel terlepas. Medium baru ditambahkan untuk menghentikan pencernaan, dan suspensi sel dipindahkan ke tabung sentrifus. Sel disentrifus pada kecepatan rendah dan supernatan dibuang. Sel disuspensikan kembali dalam medium baru, diencerkan sesuai kebutuhan, dan kemudian disemai ke dalam labu kultur baru untuk kultur lebih lanjut.

Penghitungan dan Penyimpanan Sel

Sel dapat dihitung menggunakan pewarnaan biru tripan. Untuk pengawetan jangka panjang, sel dapat dibekukan dengan krioprotektan (seperti DMSO) dan disimpan dalam nitrogen cair.

Gambar 1. Skema untuk Budidaya Sel Kanker Paru-Paru Manusia.

Keuntungan kultur garis sel kanker

Kemampuan Proliferasi Tak Terbatas

Ciri utama dari lini sel kanker adalah kemampuannya untuk berkembang biak tanpa batas. Pengguna dapat memperoleh sejumlah besar sel melalui beberapa kali pengulangan, yang memberikan kemudahan besar untuk pengulangan eksperimen dan penelitian jangka panjang.

Stabilitas

Dibandingkan dengan kultur sel primer, lini sel memiliki stabilitas genetik yang lebih tinggi. Meskipun beberapa variasi genetik dapat terjadi selama kultur jangka panjang, sebagian besar lini sel masih berkinerja baik dalam hal stabilitas dan cocok untuk penggunaan jangka panjang dan studi perbandingan.

Kondisi Eksperimen yang Dapat Dikendalikan

Dalam kondisi laboratorium, peneliti dapat secara akurat mengendalikan faktor lingkungan pertumbuhan sel, seperti suhu, pH, nutrisi, dll. Pengendalian ini membantu untuk melakukan penelitian yang lebih baik dan menganalisis efek variabel tertentu pada sel.

Standardisasi

Karena banyak lini sel yang digunakan sebagai model standar di seluruh dunia, hasil penelitian memiliki daya banding dan pengulangan yang baik. Selain itu, lini sel yang terstandarisasi juga memfasilitasi kerja sama dan berbagi data antara berbagai laboratorium.

Ekonomi

Dibandingkan dengan percobaan pada hewan, kultur sel lebih murah dan tidak melibatkan masalah etika. Hal ini menjadikan sel sebagai pilihan ideal untuk banyak percobaan penyaringan awal.

Aplikasi kultur garis sel kanker

Penyaringan dan Pengembangan Obat

Lini sel kanker merupakan alat penting untuk penyaringan obat. Dengan menguji efek senyawa dalam sel ini, aktivitas anti-tumor, toksisitas, dan mekanisme kerja obat dapat dievaluasi terlebih dahulu. Penerapan teknologi penyaringan berthroughput tinggi memungkinkan untuk mengevaluasi sejumlah besar senyawa dalam waktu singkat, sehingga mempercepat proses penemuan obat baru.

Penelitian Mekanisme Molekuler

Lini sel digunakan secara luas untuk mempelajari mekanisme molekuler kanker, termasuk jalur transduksi sinyal, regulasi ekspresi gen, siklus sel, dan apoptosis. Melalui teknik penyuntingan gen (seperti CRISPR-Cas9), peneliti dapat memanipulasi gen tertentu untuk lebih jauh mengeksplorasi perannya dalam perkembangan kanker.

Studi Resistensi Obat

Lini sel dapat digunakan untuk mensimulasikan dan mempelajari perkembangan resistensi obat. Melalui paparan jangka panjang terhadap obat kemoterapi, lini sel dapat memperoleh fenotipe yang resistan terhadap obat, dan peneliti dapat menganalisis mekanismenya dan menemukan cara untuk mengatasi resistensi obat.

Pengobatan Pribadi

Lini sel kanker dapat mewakili jenis atau stadium kanker tertentu, sehingga digunakan untuk mengembangkan strategi pengobatan untuk kanker tertentu. Pada saat yang sama, teknologi organoid dan model xenograft turunan pasien yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir telah semakin mendorong terwujudnya pengobatan yang dipersonalisasi.

Penelitian Virus dan Pengembangan Vaksin

Beberapa kanker, seperti kanker serviks, sangat erat kaitannya dengan infeksi virus. Lini sel juga berperan penting dalam mempelajari mekanisme karsinogenesis virus dan mengembangkan vaksin yang sesuai.

Penemuan Biomarker

Dengan menganalisis genom, transkriptom, dan proteom garis sel kanker, para ilmuwan dapat mengidentifikasi biomarker potensial untuk deteksi dini, prognosis, dan pemantauan pengobatan kanker.

Alpha Lifetech menyediakan pengujian kultur garis sel kanker, yang memiliki teknologi deteksi kultur garis sel kanker yang canggih dan menyediakan layanan deteksi kultur garis sel kanker untuk mendukung penelitian ilmiah dan pengembangan obat.

Tanya Jawab Umum

1. Dalam proses kultur sel, kontaminasi bakteri, jamur atau mikoplasma dapat menyebabkan kegagalan eksperimen.

Solusi: (1) Operasi steril: Pastikan semua operasi dilakukan dalam kondisi steril, termasuk penggunaan peralatan dan reagen yang didesinfeksi. Konsentrasi CO2 dan suhu dipantau secara teratur dalam inkubator sel. (2) Filtrasi dan desinfeksi: Gunakan filter untuk menyaring media kultur dan bersihkan serta desinfeksi bangku ultra-bersih dan peralatan kultur secara teratur. (3) Deteksi mikoplasma: penggunaan kit deteksi khusus secara teratur untuk memeriksa kontaminasi mikoplasma, dan pengobatan tepat waktu terhadap garis sel yang terkontaminasi.
2. Pertumbuhan sel lambat atau tidak dapat berkembang biak

Solusi: (1) Bahan-bahan medium: Periksa bahan-bahan medium untuk memastikan bahwa semua nutrisi dan serum yang diperlukan berada pada konsentrasi yang tepat. (2) Kondisi lingkungan: Pastikan apakah suhu kultur, konsentrasi CO2, dan kelembapan sudah tepat. Biasanya, sel perlu dikultur pada suhu 37 ° C dan 5% CO2. (3) Frekuensi pasase: hindari pasase yang berlebihan, pasase yang terlalu sering dapat menyebabkan status sel yang buruk, ikuti rasio pasase garis sel yang direkomendasikan.
3. Perubahan morfologi sel, seperti pembulatan, pengelupasan, dan sebagainya, dapat mengindikasikan kesehatan yang buruk.

Solusi : (1) Amati kepadatan sel : kendalikan kepadatan sel yang sesuai, kepadatan yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan mempengaruhi morfologi sel. (2) Mengatur penggunaan tripsin : waktu pencernaan yang terlalu lama dapat menyebabkan kerusakan sel, kendalikan waktu pencernaan dengan cermat, hentikan pencernaan dan netralisasi medium tepat waktu. (3) Pemeriksaan kesehatan sel : Morfologi sel diamati secara teratur menggunakan mikroskop, dan pewarnaan aktif seperti pewarnaan biru tripan dilakukan jika diperlukan untuk memeriksa kelangsungan hidup sel.
4. Hasilnya tidak konsisten antara percobaan yang berbeda, bahkan ketika percobaan yang sama diulang.

Solusi : (1) Operasional terstandarisasi : pastikan setiap percobaan menggunakan langkah dan kondisi yang sama, termasuk medium kultur, kepadatan sel, rasio lintasan, dll. (2) Pencatatan terperinci : Pencatatan terperinci kondisi dan langkah setiap percobaan, termasuk anomali apa pun, untuk analisis dan koreksi selanjutnya. (3) Efek batch : Catat kemungkinan efek dari batch media dan reagen yang berbeda, dan penggunaan reagen dari batch yang sama dapat mengurangi variabel.
5. Setelah kultur jangka panjang, sel mungkin kehilangan karakteristik fenotipik aslinya.

Solusi : (1) Batasi jumlah pasase : Pertahankan dalam jumlah pasase yang direkomendasikan, dan cobalah untuk menggunakan sel-sel dengan pasase awal yang rendah untuk eksperimen-eksperimen utama. (2) Genotyping : Genotyping garis sel dilakukan secara teratur untuk memastikan bahwa mereka mempertahankan karakteristik aslinya, seperti analisis STR (short tandem repeat). (3) Kriopreservasi : Pertahankan beberapa generasi stok kriopreservasi pasase rendah sehingga dapat dicairkan kembali dan diperbanyak ketika fitur-fiturnya hilang.

referensi

[1] Noel V, Berry MD. Kultur Garis Sel Kanker yang Melekat. Metode Mol Biol. 2022;2508:19-29. doi:10.1007/978-1-0716-2376-3_3

[2] Longjohn MN, Phan HD, Christian SL. Budidaya Sel Kanker Suspensi. Metode Mol Biol. 2022;2508:9-17. doi:10.1007/978-1-0716-2376-3_2

[3] Tutty MA, Holmes S, Prina-Mello A. Kultur Sel Kanker: Dasar-dasar dan Kultur Dua Dimensi. Metode Mol Biol. 2023;2645:3-40. doi:10.1007/978-1-0716-3056-3_1

[4] Oie HK, Russell EK, Carney DN, Gazdar AF. Metode kultur sel untuk pembentukan seri sel kanker paru NCI. J Cell Biochem Suppl. 1996;24:24-31. doi:10.1002/jcb.240630504