Uji efektifitas obat dan studi model infeksi virus pada saluran pernafasan dengan sel 16HBE (Human Bronchial Epithelial Cell Line)

Pada awal masa pandemic COVID-19, informasi yang didapatkan berasal dari laporan kasus klinis dan diketahui sebagai pandemic influenza dan severe acute respiratory syndrome (SARS).  Setelah adanya penelitian lebih lanjut, diketahui bahwa SARS-CoV-2 memiliki persamaan 82% genome dengan SARS-CoV dan dianggap sebagai “penerus” dari SARS-CoV sebelumnya. Diketahui pula bahwa COVID-19 ini sangat berbeda dari influenza musiman, dengan tingkat mortalitas dan infektifitas yang lebih tinggi. Misal, COVID-19 bersifat infeksius bahkan pada tahapan presymtomatic¹.

Diketahui pula adanya reseptor Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2) yang menjadi jalan masuk virus ke dalam sel dan bantuan dari protease TMPRSS2 yang terdapat dalam tubuh manusia. Pada paru-paru, reseptor ACE2 berada pada bagian atas dari sel paru yang dikenal sebagai pneumocytes. Dengan menggunakan sel paru, para peneliti bisa mempelajari jalur infeksi dari virus SARS-CoV-2 ini ke dalam sel manusia.

Kami menyediakan human bronchial epithelial cell line (16HBE14o-) yang diisolasi dari jaringan jantung dan paru pasien dan diimortalisasi dengan origin-of-replication defective SV40 plasmid (pSVori-)². Cell line ini berlisensi dari NIH Cystic Fibrosis Research Center di University of California, San Fransisco. Cell line ini juga sudah banyak digunakan untuk publikasi berbagai penyakit paru, misalkan: cystic fibrosis, asma, kanker paru, efek polusi udara, efek merokok/ vaping dan infeksi virus pada saluran pernapasan misal: H1N1, SARS-CoV, MERS-CoV dan COVID-19 (Gambar 1).

Gambar 1. Pewarnaan cell 16HBE14o- dengan DAPI.

Cell line 16HBE14o- ini juga menjaga karakteristik normal dari sel bronchial epithelial yang terdiferensiasi, misal: cobblestone morphology, ekspresi cytokeratin, kemampuan membentuk tight junction , transport ion dan transepithelial electrical resistance (TEER). Ketika ditumbuhkan dengan air/liquid interface (ALI), functional cilia bisa dideteksi³ (Gambar 2). Sebagai pembeda utama, cell line 16HBE14o- ini menunjukkan ekspresi cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) mRNA dan protein yang lebih tinggi dibandingkan cell line pernapasan lainnya⁴.

Gambar 2. Perbandingan pengamatan Tight Junction Protein pada sel 16HBE14o- dengan pewarnaan DAPI antara 2D cell culture (kiri) dan Air-Liquid-Interface (kanan).

Cell line 16HBE14o- ini kemudian dapat berdiferensiasi menjadi sel paru mature ketika ditumbuhkan dengan teknik kultur 3D dengan air liquid interface (ALI). Airway epithelial cell yang ditumbuhkan dengan metode ALI akan menunjukkan polaritas apical dan basal surface, variasi tipe sel yang berdiferensiasi (goblet, club, ciliated, basal cells, dll), tight junction dan cilia (Gambar 3). Teknik air liquid interface ini bergantung pada NUNC insert well untuk menciptakan penahan fisik yang membantu terbentuknya pseudostratified airway epithelium.

Gambar 3. Teknik kultur sel 2D monolayer (kiri) dan Air-Liquid-Interface (kanan).

Untuk menumbuhkan sel ini dibutuhkan media α-MEM (Sigma Cat no. M2279), 10% FBS (Sigma Cat no. F2442-500ML), 2mM L-Glutamine (Cat no. G7513-20ML) dan 1X Penicillin-Streptomycin Solution (Cat no. P4333-100ML).

• Arons., et al. Presymptomatic SARS-CoV-2 Infections and Transmission in a Skilled Nursing Facility. N Engl J Med. 2020. May; 382:2081-2090.
• Freedman SD., et al. Cell culture models demonstrate that CFTR dysfunction leads to defective fatty acid composition and metabolism. J Lipid Res. 2008 Aug;49(8):1692-700.
• Prince A., et al. Toll-like receptors in normal and cystic fibrosis airway epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol. 2004 Jun;30(6):777-83.
• Maiuri L., et al. Defective CFTR induces aggresome formation and lung inflammation in cystic fibrosis through ROS-mediated autophagy inhibition. Nat Cell Biol. 2010 Sep;12(9):863-75.

For more info:

Nunc Products

Sigma Products