MCF-7-Zelllinie: Ein Eckpfeiler der Brustkrebsforschung und der Medikamentenprüfung

Die MCF-7-Zelllinie, die 1973 aus menschlichen Brust-Adenokarzinomzellen hergestellt wurde, steht an der Spitze der Brustkrebsforschung und ist ein wichtiges Modell für die Entschlüsselung der komplexen Biologie von Östrogen- und Progesteronrezeptor-positiven Brustkrebsarten. Diese Zellen dienen als Mikrokosmos des menschlichen Brustkrebses und weisen Eigenschaften auf, die für die Untersuchung sowohl des hormonabhängigen als auch des unabhängigen Tumorwachstums entscheidend sind. Forscher nutzen MCF-7-Zellen, um den komplizierten Tanz von Hormonen wie Östrogen und Tamoxifen bei der Regulierung der Vermehrung von Krebszellen zu erforschen und die molekularen Feinheiten von der Sphäroidbildung bis zum klinischen Fortschreiten von Brustkrebs zu ergründen

Bei der Untersuchung von metastasierendem Brustkrebs sind MCF-7-Zellen von zentraler Bedeutung, die in innovativen Ansätzen wie der Einbettung in Mikrogewebe in Gerüsten oder freien Hydrogelen verwendet werden, die die natürliche Umgebung des Tumors nachahmen. Dies hilft bei der Untersuchung der Metastasierung, insbesondere bei Frauen nach der Menopause, und der unterschiedlichen Auswirkungen auf die linke und rechte Brust. Pharmakogenetische und pharmakoepigenetische Überlegungen stehen im Mittelpunkt dieser Forschung, wobei MCF-7-Zellen Aufschluss über stadienspezifische Krankheitsmerkmale und das Ansprechen auf eine Behandlung in vivo geben.

MCF-7-Zellen dienen auch als Grundlage für onkologische Studien zur Erprobung innovativer Therapien, wie z. B. der Hochspannungs-Elektrochemotherapie, und für Tiermodelle, die menschliche Brusttumorzellen genau nachbilden. Die Rolle der mesenchymalen Stammzellen bei der Modulation des Verhaltens dieser Tumorzellen ist ein weiterer Aspekt, der untersucht wird. Darüber hinaus liefert das Verständnis der Wechselwirkung zwischen Östrogen, Androgen und dem Wachstum von Brustkrebszellen anhand der MCF-7-Zelllinie unschätzbare Erkenntnisse, die das kontinuierliche Streben nach Wissen auf dem sich ständig weiterentwickelnden Gebiet der Krebsforschung vorantreiben.

MCF-7-Zelllinie: Herkunft und allgemeine Informationen

Vor der Arbeit mit der MCF-7-Zelllinie ist es wichtig, Morphologie, Zellgröße und andere allgemeine Merkmale zu verstehen.

Der Name 'MCF-7' steht für Michigan Cancer Foundation - 7. Sie wurde von Dr. Soule an der Michigan Cancer Foundation in Detroit, Michigan, entwickelt. Diese Zelllinie wurde 1970 aus dem Pleuraerguss einer 69-jährigen kaukasischen Frau mit einem metastasierenden Adenokarzinom der Brust isoliert. MCF-7 ist ein Luminal-A-Subtyp von Brustkrebs, der Östrogen-, Progesteron- und Glukokortikoidrezeptoren exprimiert [1, 2].

MCF-7-Zellen sind hormonabhängige Brustkrebszellen. Diese Brustepithelzellen haben ein geringes Metastasierungspotenzial und sind weniger aggressiv als die hormonunabhängigen MDA-MB-231-Zellen [3].

• Morphologie von MCF-7-Zellen:Epithelähnliche Morphologie; Zellen wachsen als Monolayer mit starken Zell-Zell-Adhäsionen; kopfsteinpflasterähnliches Aussehen
  
• Zellgröße: Liegt zwischen 19,9 μm und 33,9 μm
• Genom und Ploidie: Modale Anzahl von Chromosomen: 82; Ploidiebereich: 66 bis 87
• Varianten der MCF-7-Zelllinie: Es gibt mehrere KO-Varianten, die im Vergleich zu den ursprünglichen MCF-7-Zellen unterschiedliche genetische Profile und Genexpressionen aufweisen [4]

Informationen zur Zellkultur von MCF-7-Zellen

MCF-7 ist eine weit verbreitete Zelllinie in Brustkrebsforschungslabors. Bevor Sie diese Zellen kultivieren, stellen sich Ihnen vielleicht viele Fragen, wie z. B. die Verdopplungszeit von MCF-7-Zellen Sind MCF-7-Zellen adhärent? Und welches ist das Kulturmedium für MCF-7-Zellen? In diesem Abschnitt werden wir über die folgenden wichtigen Punkte sprechen:

MCF-7-Zellen: Vorteile und Beschränkungen

Alle Krebszelllinien haben einige Vor- und Nachteile. Was sind also die Vorteile von MCF-7-Zellen, die sie für die Forschung attraktiv machen? Und was sind die Grenzen der MCF-7-Zelllinie?

Vorteile

Mit der MCF-7-Zelllinie sind viele Vorteile verbunden. Hier sind ein paar wichtige davon:

• Gut charakterisiert: Die MCF-7-Zelllinie ist gut charakterisiert, so dass sie in Krebsforschungslabors häufig verwendet wird
• Östrogenempfindlich: MCF-7 sind östrogenabhängige Brustkrebszellen. Sie sind für ihr Wachstum und ihre Vermehrung auf Östrogen angewiesen und exprimieren höhere mRNA-Spiegel von Östrogenrezeptor-alpha (ERα) im Vergleich zu ERβ. Daher eignen sich MCF-7-Zellen in hohem Maße für die Untersuchung der Rolle der Östrogenrezeptor-Signalübertragung in der Biologie von Brustkrebs.
• Hormonabhängig: MCF-7-Zellen sind repräsentative Modelle für rezeptor-positiven, hormonabhängigen Brustkrebs.

Beschränkungen

Den MCF-7-Zellen werden im Allgemeinen folgende Einschränkungen zugeschrieben

• Langsame Wachstumsrate: Im Vergleich zu anderen Brustkrebszelllinien wachsen MCF-7-Zellen langsam. Daher werden diese Zellen bei relativ hohen Zelldichten ausgesät, um verschiedene Zellkulturexperimente durchzuführen.

MCF-7-Zellen: Multidisziplinäre Forschung und Auswirkungen auf Brustkrebs

Charakterisierung von Brustkrebs mit MCF-7-Zellen

MCF-7-Zellen sind ein Eckpfeiler der Brustkrebsforschung und wurden 1973 aus menschlichem Adenokarzinomgewebe der Brust gewonnen. Diese Zellen sind für die Untersuchung von Östrogenrezeptor-positivem Brustkrebs besonders wichtig, da sie Östrogenrezeptoren exprimieren. Sie ermöglichen es den Forschern, die Nuancen des östrogenabhängigen Wachstums und die Wirksamkeit von Hormontherapien wie Tamoxifen zu untersuchen und so die Wirkmechanismen und die Resistenz gegen diese Behandlungen weiter zu ergründen

Neben den Hormonstudien sind MCF-7-Zellen von zentraler Bedeutung für die Erforschung von Brustkrebs auf molekularer Ebene. Ihre Anwendung reicht von der Analyse des molekularen Profils von Tumoren bis zur Untersuchung der Vermehrung und des Fortschreitens von Krebszellen in 2D-Kulturen und dreidimensionalen Mikrogeweben in Gerüsten, die die Mikroumgebung von Tumoren in vivo genau widerspiegeln

Bekämpfung der Medikamentenresistenz bei Brustkrebs

MCF-7-Zellen haben wesentlich zum Verständnis und zur Überwindung von Arzneimittelresistenzen bei der Behandlung von Brustkrebs beigetragen. Durch die Induzierung von Resistenzen durch die Verabreichung hoher Dosen von Chemotherapeutika können Forscher die Mechanismen untersuchen, die zu einem Krebsrückfall und einer geringeren Überlebensrate der Patienten führen. Eingehende Studien mit MCF-7-Zellen haben die Rolle der langen nichtkodierenden RNA HOTAIR bei der Arzneimittelresistenz aufgedeckt und damit ein potenzielles Ziel für therapeutische Maßnahmen geschaffen

Die kontinuierliche Entwicklung von Chemotherapeutika stützt sich ebenfalls auf MCF-7-Zellen, um das krebsbekämpfende Potenzial verschiedener Substanzen, einschließlich Naturprodukten, synthetischen Verbindungen und Nanopartikeln, zu testen. Diese Bemühungen sind für die Entwicklung wirksamerer Brustkrebstherapien, die gegen arzneimittelresistente Stämme von Krebszellen vorgehen können, unerlässlich

Fortschrittliche therapeutische Entwicklung und klinische Anwendungen

Die aus der Forschung mit MCF-7-Zellen gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Therapieentwicklung für Brustkrebs ein. MCF-7-Zellen sind ein wichtiges Instrument für präklinische Tests und werden für das Screening von Wirkstoffen, die Bestimmung der Zytotoxizität und die Bewertung der Apoptose-Induktion verwendet. Diese Forschung hat tiefgreifende Auswirkungen auf künftige klinische Anwendungen, bei denen die Ergebnisse von Studien mit MCF-7-Zellen weiterhin innovative Strategien zur Verbesserung der Patientenversorgung und der Behandlungsergebnisse liefern werden

Quellenangaben

1. Moon, H.-r., et al., "Subtyp-spezifische Charakterisierung der Invasion von Brustkrebs mit einer mikrofluidischen Tumorplattform" PloS one, 2020, 15(6)
2. Hegde, S.M., et al. "Interplay of nuclear receptors (ER, PR, and GR) and their steroid hormones in MCF-7 cells." Mol Cell Biochem, 2016, 422(1-2)
3. Comşa, Ş., A.M. Cimpean, and M. Raica, "The story of MCF-7 breast cancer cell line: 40 years of experience in research." Anticancer Research, 2015, 35(6)
4. Lee, A.V., S. Oesterreich, und N.E. Davidson, "MCF-7-Zellen - sie verändern seit 45 Jahren den Kurs der Brustkrebsforschung und -behandlung." JNCI: Journal of the National Cancer Institute, 2015, 107(7)
5. Li, Z., et al. "Knockdown of lncRNA-HOTAIR downregulates the drug-resistance of breast cancer cells to doxorubicin via the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway." Experimentelle und therapeutische Medizin, 2019, 18(1)
6. Li, Y., et al. "Guajadial kehrt die Multidrug-Resistenz durch Hemmung der ABC-Transporter-Expression und Unterdrückung des PI3K/Akt-Signalwegs in arzneimittelresistenten Brustkrebszellen um." Chemico-Biological Interactions, 2019, 305
7. Ruenraroengsak, P., et al. "Frizzled-7-targeted delivery of zinc oxide nanoparticles to drug-resistant breast cancer cells." Nanoscale, 2019, 11(27)
8. Shrihastini, V., et al. "Pflanzliche bioaktive Verbindungen, ihre Anti-Krebs-Wirkung und In-Silico-Ansätze als alternative Zielbehandlungsstrategie für Brustkrebs: An updated overview." Cancers, 2021, 13(24)
9. Erdogan, O., et al., "Grüne Synthese von Silber-Nanopartikeln mittels Cynara scolymus Blattextrakten: Charakterisierung, Anti-Krebs-Potenzial mit photodynamischer Therapie in MCF7-Zellen." PloS one, 2019, 14(6)
10. Barbosa, A.M. und F. Martel, "Targeting glucose transporters for breast cancer therapy: The effect of natural and synthetic compounds." Cancers, 2020, 12(1)