Kanserli hücre hatları, pasaj sayısı arttıkça genomik organizasyonunu ve karyotipini değiştirir: sitogenetik bir çalışma

Amaç: İnsan sağlığına ilişkin bilimsel araştırmalarda memelilerin sınırlı kullanımı yeni araştırma stratejilerinin geliştirilmesine yol açmıştır. Bunlardan birisi memeli hücre kültürü tekniğidir. Piyasada bulunan, sitogenetik ve biyokimyasal belirteçlerle iyi karakterize edilmiş kanser hücre hatları farklı laboratuvarlar arasındaki sonuçların karşılaştırılmasına olanak sağlar. Bununla birlikte, bu hücre dizileri, kültürde uzun bir süre muhafaza edildiklerinden, önceki pasajlarda tanımlanmış veya saptanmamış, hücre hatlarının özelliklerini ve ajanlara karşı tepkilerini değiştirebilecek mutasyonlar meydana gelebilir. Burada sitogenetik olarak, altı farklı hücre hattının tekrarlanan hücre kültürlerinde yeni kromozomal düzenlenmeleri araştırdık. Metod: MCF7, HCT116, A549, SHSY5Y, HEPG2 ve NIH3T3 hücre hatları, %10 FBS ve %1 penisilin-streptomisin içeren DMEM besiyerinde kültüre edildi. Metafaz kromozomlarının analizi için GTG bantlama prosedürü kullanıldı ve en az 20 metafaz analiz edildi. Bulgular: İncelenen hücre kültürlerinde pasaj sayısı artışıyla kromozom sayı varyasyonları ve yapısal değişiklikler tespit ettik. Sonuç: İlaçları test etmek, moleküler mekanizmaları tanımlamak, çevresel etkileri anlamak için hücre hatları uzun süredir araştırmalarda kullanılmaktadır. Bir hücre dizisinin en önemli özelliği, konak organizmasıyla olan genotip ve karyotip benzerlikleridir. Kanser Hücresi soyları, genomik/kromozomal dengesizliğe sahiptir ve bu da her pasajda fenotip değişimi ile birlikte karyotip değişimine neden olabilmaktedir. Bu nedenle, hücre kültürlerinin kullanılacağı bir araştırma projesine başlamadan muhakkak kullanılan hücre hattının karyotipini doğrulamak gerekmektedir.

Cancerous cell lines alter their genomic organization and karyotype with increased passage number: a cytogenetic study

Purpose: The limited use of mammals in human health related scientific research has led to the development of new research strategies like cell culture techniques. Commercially available cancerous cell lines that are well characterized by cytogenetics and biochemical markers allow comparison of results among different laboratories. However, as these cell lines tend to be maintained in culture over long periods of time, mutations can occur that may change characteristics and responses of cell lines that have initially been identified or non-existed at earlier passages. Here we cytogenetically investigated the chromosomal rearrangements in repeated cultures of six different cell lines over continuous passages. Method: MCF7, HCT116, A549, SHSY5Y, HEPG2, and NIH3T3 cell lines were cultured in DMEM containing 10% FBS and 1% penicillin-streptomycin.  GTG banding procedure was used for the analysis of metaphase chromosomes, at least 20 metaphases were analyzed per cell line. Results: We found chromosome number variations and structural changes in the all examined cell cultures as the passage numbers increase. Conclusion: Cell lines have long been used in research to test drugs, to delineate molecular mechanisms, to understand the environmental effects and so on. The most important feature of a cell line is its genotype and karyotype similarities with their host organism. Cancer Cell lines, possess genomic/chromosomal instability that also lead them to change their phenotype along with their karyotype from one passage to next. Therefore, it is always best to verify karyotype before employing a specific cell line in a research project.

___

  • 1. Hassanpour SH, Dehghani M. Review of cancer from perspective of molecular. Journal of Cancer Research and Practice. 2017;6:127-9.
  • 2. Mitelman F. Cancer cytogenetics update 2005. Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology. 2005. 3. Lobo, I. Chromosome abnormalities and cancer cytogenetics. Nature Education. 2008;1:68.
  • 4. Kytölä S, Rummukainen J, Nordgren A, Karhu R, Farnebo F, Isola J et al. Chromosomal alterations in 15 breast cancer cell lines by comparative genomic hybridization and spectral karyotyping. Genes Chromosomes Cancer. 2000;28:308-17.
  • 5. Macleod RA, Kaufmann M, Drexler HG. Cytogenetic analysis of cancer cell lines. Methods Mol Biol. 2011;731:57-78.
  • 6. Silicka MJ. History of cell culture. In New Insights into Cell Culture Technology (Ed SJT Gowder). London, Intech Open, 2017
  • 7. Kaur G, Dufour JM. Cell lines: valuable tools or useless artifacts. Spermatogenesis. 2012;2:1-5.
  • 8. Wenger SL, Senft JR, Sargent LM, Bamezai R, Bairwa N, Grant SG. Comparison of established cell lines at different passages by karyotype and comparative genomic hybridization. Biosci Rep. 2004;24:631-9.
  • 9. Sigma-Aldrich. Fundamental Techniques in Cell Culture: a Laboratory Handbook, 2nd edition. Darmstadt, Sigma-Aldrich, 2010.
  • 10. Cell line profile. Available from https://www.phe-culturecollections.org.uk/media/130237/mcf7-cell-line-profile.pdf (accessed Feb 2018).
  • 11. MCF7 (ATCC® HTB-22™). Available rom https://www.lgcstandards- atcc.org/ Products/All/HTB-22.aspx? geo_country=tr# characteristics. (accessed Jan 2018).
  • 12. HCT 116 (ATCC® CCL-247™) Available from https://www.lgcstandards-atcc.org/products/all/ CCL-247.aspx? geo_country=tr#general information (accessed Jan 2018).
  • 13. Gazdar AF, Girard L, Lockwood WW, Lam WL, Minna JD. Lung cancer cell lines as tools for biomedical discovery and research. J Natl Cancer Inst. 2010;102:1310-21.
  • 14. CCL-185. Available from https://www.lgcstandards-atcc.org/Products/All/CCL-185.aspx? geo_country = tr# characteristics (accessed Nov 2017).
  • 15. Human-neuroblastoma-cell-line. Available from https://www.mskcc.org/research-advantage/ support/technology/tangible-material/ human-neuroblastoma-cell-line-sh-sy5y (accessed Nov 2017).
  • 16. SH-SY5Y (ATCC® CRL-2266™). Available from https://www.lgcstandardscc.org/Products/ Cells_ and _Microorganisms/By_Tissue/Bone_ MarrowCRL -2266.aspx? geo_country= tr#characteristics (accessed Nov 2017).
  • 17. Hep G2 [HEPG2] (ATCC® HB-8065™) Available from https://www.lgcstandards-atcc.org/ products/ all/ HB-8065.aspx?geo_country=tr# characteristics (accessed Nov 2017).
  • 18. Leibiger C, Kosyakova N, Mkrtchyan H, Glei M, Trifonov V, Liehr T. First molecular cytogenetic high resolution characterization of the NIH 3T3 cell line by murine multicolor banding.. J Histochem Cytochem. 2013;61:306-12.
  • 19. NIH 3T3 Cell Line mouse embryonic fibroblasts NIH3T3 General Information. Available from http://www.nih3t3.com/ (accessed Jan 2018)
  • 20. Rondón-Lagos M, Verdun Di Cantogno L, Marchiò C, Rangel N, Payan-Gomez C, Gugliotta P et al. Differences and homologies of chromosomal alterations within and between breast cancer cell lines: a clustering analysis. Mol Cytogenet. 2014;7:8.
  • 21. Knutsen T, Padilla-Nash HM, Wangsa D, Barenboim-Stapleton L, Camps J et al. Definitive molecular cytogenetic characterization of 15 colorectal cancer cell lines. Genes Chromosomes Cancer. 2010;49:204-23.
  • 22. Peng KJ, Wang JH, Su WT, Wang XC, Yang FT, Nie WH. Characterization of two human lung adenocarcinoma cell lines by reciprocal chromosome painting. Dongwuxue Yanjiu. 2010;31:113-21.
  • 23. Luk C, Tsao MS, Bayani J, Shepherd F, Squire JA. Molecular cytogenetic analysis of non-small cell lung carcinoma by spectral karyotyping and comparative genomic hybridization. Cancer Genet Cytogenet. 2001;125:87-99.
  • 24. Kim GJ, Park SY, Kim H, Chun YH, Park SH. Chromosomal aberrations in neuroblastoma cell lines identified by cross species color banding and chromosome painting. Cancer Genet Cytogenet. 2001;129:10-6. 25. HepG2 (liver hepatocellular carcinoma): cell culture and transfection protocol. Available from http://www.hepg2.com/ (accessed Jan 2018).
  • 26. Stepanenko AA, Dmitrenko VV. HEK293 in cell biology and cancer research: phenotype, karyotype, tumorigenicity, and stress-induced genome-phenotype evolution. Gene. 2015;569:182-90.
  • 27. Heinrich F, Contioso VB, Stein VM, Carlson R, Tipold A, Ulrich R et al. Passage-dependent morphological and phenotypical changes of a canine histiocytic sarcoma cell line (DH82 cells). Vet Immunol Immunopathol. 2015;163:86-92.
  • 28. Pelliccia F, Ubertini V, Bosco N. The importance of molecular cytogenetic analysis prior to using cell lines in research: the case of the KG-1a leukemia cell line. Oncol Lett. 2012;4:237-240.
  • 29. Horbach SPJM, Halffman W. The ghosts of HeLa: How cell line misidentification contaminates the scientific literature. PLoS One. 2017;12:e0186281.
  • 30. Genetica Cell Line Testing. What is STR DNA profiling? Available from https:// www.celllineauthentication.com/ what-is-str-profiling-.html (accessed Feb 2018).
  • 31. Fang R, Shewale JG, Nguyen VT, Cardoso H, Swerdel M, Hart RP et al. STR profiling of human cell lines: challenges and possible solutions to the growing problem. Journal of Forensic Research. 2011;S2:005.
  • 32. ATCC. STR authentication: using the ATCC public STR database. Middlesex, UK, ATCC, 2016.
Cukurova Medical Journal-Cover
  • ISSN: 2602-3032
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1976
  • Yayıncı: Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Kalıcı tünelli hemodiyaliz kateterlerinin etkinliği ve uzun dönem sonuçları

Taner ARPACI, Caner ÖZER, Altan YILDIZ

Leptomeningeal karsinomatoz: difüzyon ağırlıklı MR görüntüleme ile dikkat çekici tanı

Mustafa CEYLAN, Onur CEYLAN

Akut ileus gelişen multipl sklerozlu gebede anestezi yönetimi

Mustafa AZİZOĞLU, Selin AVLIYAOGLU

Koroner arter bypass cerrahisi sonrası erken kardiyak komplikasyonların tanı ve tedavisinde ekokardiyografinin rolü

Cengiz Ovalı, Aykut Şahin

Pediatrik lenfomalarda histopatolojik subtip ve Ebstein-Barr virus ilişkisi: immünohistokimyasal ve in situ hibridizasyon çalışması

Emine KILIÇ BAĞIR, Arbil AÇIKALIN, Melek ERGİN, Gülay SEZGİN, Serhan KÜPELİ, Gülşah SEYDAOĞLU

Kanserli hücre hatları, pasaj sayısı arttıkça genomik organizasyonunu ve karyotipini değiştirir: sitogenetik bir çalışma

M. Bertan YILMAZ, Erdal TUNÇ, N. Seda ILGAZ, Hale ÖKSÜZ, Ezgi ÖZTECİK, Lütfiye ÖZPAK, İşıl ÖCAL, Ayfer PAZARBAŞI, Osman DEMİRHAN

Konjenital midaortik sendromlu bir bebek

Hacer YAPICIOĞLU YILDIZDAŞ, Sevcan ERDEM, Fadli DEMİR, Hüseyin ŞİMŞEK, Ferda ÖZLÜ

Dentin greftinin yeni oluşan kemikteki kemik mineral yoğunluğu üzerindeki etkileri: deneysel bir hayvan çalışması

Uğur MERCAN, Mahmut SÜMER, Sibel UÇAK SEMİRGEN, Umut BALLI, Yonca BETİL KABAK, Özgün ŞENYURT

Sağlıklı bale öğrencilerinde kas kuvvet değerlendirmelerinin test-retest güvenirliği

Ahmet Hilmi YÜCEL, Seda AYVAZOĞLU, Sema Özandaç POLAT, Ayşe Gül KABAKCI

Myotonik distrofi tip 1'de pulmoner ve kognitif fonksiyonların ilişkisi: bir ön çalışma

Ahmet Evlice, Sedat Kuleci, Filiz Koç