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Que são linha celular Isogenic?

As linha celular são formadas das pilhas que podem crescer indefinidamente se as circunstâncias direitas são estadas conformes, e estas podem ser das várias fontes. Estas linha celular são amplamente utilizadas no laboratório, de estudar o cancro a testar tratamentos novos potenciais.

Créditos de imagem: Evgeniy Kalinovskiy/Shutterstock.comCréditos de imagem: Evgeniy Kalinovskiy/Shutterstock.com

São todas as pilhas o mesmos?

Isogenic refere uma população com os genes essencialmente idênticos. Há as técnicas disponíveis que podem alterar o ADN das pilhas, e esta pode então ser usada como um modelo da doença. Por exemplo, as células cancerosas têm frequentemente mudanças em seu ADN, e assim esta pode ser copiada em uma linha celular isogenic.

Poder alterar o ADN significa que é possível ter duas linha celular isogenic: um com as mudanças relacionou-se à revelação do cancro, e o outro sem aqueles muda. Isto facilita comparações, porque pode ser difícil encontrar as pilhas relacionadas que expressam genes da mesma forma.

Como são usados?

Expressão genética de regulamento nas linha celular

Liu e co. planejou um sistema onde os factores da transcrição da proteína do dedo do zinco específicos aos genes do interesse fossem usados para induzir a expressão genética em pilhas de alvo. Este sistema tem a especificidade alta, assim que a probabilidade de outros genes que estão sendo afectados pelo factor da transcrição da proteína do dedo do zinco é baixa. A expressão do factor da transcrição da proteína do dedo do zinco pode igualmente ser feita inducible, de modo que seja possível controlar quando o gene do interesse é activado.

Os autores visaram o receptor humano 1 da hormona da paratireóide (PTHR1), que é um receptor proteína-acoplado G que tenha um papel no metabolismo da homeostase e do osso do cálcio. Um factor da transcrição da proteína do dedo do zinco que visasse PTHR1 foi identificado, e usado para induzir sua expressão nas pilhas HEK293, que não expressam normalmente PTHR1.

Quando o factor da transcrição da proteína do dedo do zinco foi induzido, as pilhas HEK293 começaram a expressar PTHR1. A actividade do PTHR1 expressado foi confirmada pelo aumento nos níveis de acampamento produzidos pelas pilhas. Os autores usaram então as ligantes PTHR1 conhecidas, e este conduziu à redução em níveis do acampamento, assim mostrando que sua função estêve reduzida. Os autores concluíram que esta aproximação pode ser usada para estudar efeitos de compostos terapêuticos potenciais em genes do alvo.

Estudando a deficiência do reparo da má combinação do ADN

Os erros durante a réplica do ADN podem conduzir às mudanças no ADN, incluindo únicas más combinações baixas, a alteração baixa, e laços pequenos do inserção-supressão. Para neutralizar as influências destes erros, os sistemas do reparo da má combinação do ADN existem nestas pilhas. Contudo, estes sistemas do reparo da má combinação do ADN podem tornar-se defeituosos, permitindo que a estes as mudanças do ADN persistam e conduzam potencial ao cancro. De facto, calcula-se que até 20% de tumores contínuos e de cancros hematológicos têm deficiências do sistema do reparo da má combinação do ADN.

Bailis e co. derivou um sistema isogenic da linha celular para investigar a deficiência de sistemas do reparo da má combinação do ADN. No estudo, os autores usaram o RNA curto inducible do gancho de cabelo (shRNA) para impedir a expressão do gene MLH1, um gene que fosse parte do sistema do reparo da má combinação do ADN. Aqui, quando o shRNA é induzido, isto impede a expressão de MLH1, assim neutralizando a. Porque o shRNA é inducible, este deu aos autores a oportunidade de estudar as diferenças vistas quando MLH1 era active comparado a quando era inactivo.

Uma mudança os autores observados era a indução da instabilidade do microsatellite nas pilhas quando MLH1 era inactivo. A instabilidade de Microsatellite é uma outra mudança no ADN, onde as seqüências de nucleotide repetidas são ganhadas ou perdidas, e os autores observaram 1-3 SHIFT do nucleotide na repetição do mononucleotide BAT-26. Contudo, isto não mudou o teste padrão global da expressão genética nas linha celular.

Descoberta com carácter de previsão do biomarker do cancro

Na biologia do cancro, os biomarkers com carácter de previsão dão a informação sobre o efeito do tratamento. Haagensen e co. linha celular isogenic utilizadas para procurar biomarkers com carácter de previsão potenciais em resposta a quatro drogas terapêuticas.

Os autores encontraram que a resposta variou de acordo com como as pilhas foram cultivadas. Por exemplo, na 2D cultura encontraram que as pilhas de KRAS+/- e de PIK3CA+/- eram mais sensíveis aos inibidores do MEK comparados a suas pilhas parentais isogenic ou a outros mutantes. Contudo, 3D em um sistema os xenografts de KRASG13D/- e de PIK3CAE545K/- eram sensíveis a um dos inibidores do MEK, mas os “tumores” derivados das pilhas parentais não eram sensíveis de todo.

Isto mostra que, pelo uso de linha celular isogenic, a resposta aos inibidores do MEK está influenciada não somente por mutações em KRAS e em PIK3CA, mas igualmente por como estas pilhas são crescidas.

Fontes

sciencedirect.com. Linha celular https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/cell-lines

Gillet, J. - P. e outros (2013) a importância clínica de linha celular do cancro. Jornal do instituto nacional para o cancro https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3691946/

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amsbio.com. Linha celular Isogenic http://www.amsbio.com/isogenic-cell-lines.aspx

Liu, 2005) linha celular humanas Isogenic de P. - Q. e outros (para a descoberta da droga: Regulamento da expressão genética do alvo por factores projetados da transcrição da proteína do Zinco-Dedo. Jornal de https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1087057104272663 de exame biomolecular

Bailis, J.M. e outros (2013) um sistema Inducible, Isogenic da linha celular do cancro para visar o estado de deficiência do reparo da má combinação. PLOS um https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0078726

Oldenhuis, 2008) prognóstico do C.N. e outros (contra o valor com carácter de previsão dos biomarkers na oncologia. Jornal europeu do cancro https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18396036

Haagensen, 2016) usos pré-clínicos do E.J. e outros (de linha celular isogenic e de tumores in vitro e in vivo para a descoberta com carácter de previsão do biomarker; o impacto estado da mutação de KRAS e de PI3KCA na actividade do inibidor do MEK é dependente modelo. Jornal europeu do cancro https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959804915011569

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Last Updated: Mar 11, 2020

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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