Summary

Gıda Demir Biyoyararlanımının Ölçümü için Caco-2 Hücre Biyotahlili

Published: April 28, 2022
doi:

Summary

Demir (Fe) biyoyararlanımı için Caco-2 hücre biyotahlili, gıdalardan, gıda ürünlerinden, takviyelerden, yemeklerden ve hatta diyet rejimlerinden Fe biyoyararlanımını değerlendirmek için uygun maliyetli ve çok yönlü bir yaklaşımı temsil eder. İnsan çalışmalarına tamamen doğrulanmış, Fe biyoyararlanımı çalışmaları için en son teknolojiyi temsil eder.

Abstract

Fe biyoyararlanımı bilgisi, gıdalardaki Fe’nin beslenme kalitesinin değerlendirilmesinde kritik öneme sahiptir. Fe biyoyararlanımının in vivo ölçümü, maliyet, verim ve Fe gıdasının izotopik etiketlenmesine özgü uyarılarla sınırlıdır. Bu nedenle, yüksek verimli ve uygun maliyetli bir yaklaşıma kritik bir ihtiyaç vardır. Caco-2 hücre biyotahlili bu ihtiyacı karşılamak için geliştirilmiştir. Fe biyoyararlanımı için Caco-2 hücre biyotahlili, Caco-2 olarak bilinen bir insan bağırsak epitel hücre hattının kültürü ile birlikte simüle edilmiş gastrik ve bağırsak sindirimini kullanır. Kako-2 hücrelerinde, Fe alımı, enzime bağlı immünosorbent testi (ELISA) ile kolayca ölçülebilen bir Fe depolama proteini olan ferritinin hücre içi oluşumunu uyarır. Ferritin, Fe alımı ile orantılı olarak oluşur; Böylece, Caco-2 hücreli ferritin üretimini ölçerek, simüle edilmiş gıda sindirimlerinden enterosit içine bağırsak Fe alımı değerlendirilebilir.

Bu yaklaşımla, model gıda Fe biyoyararlanımını belirleyen temel ilk adımı çoğaltır. 1998’deki kuruluşundan bu yana, bu model yaklaşımı, insan Fe biyoyararlanımını etkilediği bilinen faktörlerle titizlikle karşılaştırılmıştır. Ayrıca, Fe biyofortifiye mahsulleri değerlendiren üç insan etkinliği çalışması ile paralel çalışmalarda uygulanmıştır. Her durumda, biyotahlil, faktörlerden, mahsullerden ve genel diyetten Fe biyoyararlanımının göreceli miktarlarını doğru bir şekilde tahmin etmiştir. Bu yazıda, Fe biyoyararlanımı için Caco-2 hücre biyotahlilini yapmak için gerekli olan in vitro sindirim süreci ve hücre ferritin ELISA ile birlikte Caco-2 hücre kültürü hakkında ayrıntılı yöntemler sunulmaktadır.

Introduction

Fe biyoyararlanımı için Caco-2 hücre biyotestinin araştırma ihtiyacını ve yararını tam olarak anlamak için, önce bu modelin ortaya çıkmasından önce yürürlükte olan yaklaşımları anlamak gerekir. Bir gıdadan veya yemekten in vivo Fe biyoyararlanımının ölçülmesi, özellikle gıda kombinasyonlarının bir öğünde veya diyette değerlendirilmesi gerektiğinde zorlu bir iştir. İzotopik etiketleme, son 50 yılda Fe biyoyararlanımının ölçümü için en yaygın yaklaşım olmuştur1. İzotopik etiketleme, tek öğünlü ve çok öğünlü çalışmalar için kullanılır ve uzun süreli çalışmalar için pratik değildir. 57Fe ve 58Fe gibi kararlı Fe izotopları en yaygın kullanılanlardır; Bununla birlikte, 59Fe gibi radyoizotoplarla, tüm vücut sayımı2 kullanılarak çalışmalar yapılmıştır. Bitkisel gıdalar için, izotopik etiketleme dışsal veya içsel etiketleme yoluyla yapılmıştır. Dışsal etiketleme için, yiyeceğe veya yemeğe bilinen miktarda izotop eklenir. Gıda daha sonra karıştırılır ve tüketimden önce protokole 15-30 dakikalık bir denge süresi dahil edilir. Hidroponik kültür – izotopu, büyürken ve gelişirken bitkiye dahil etmek için besin çözeltisine eklemek – bitki besinlerinin içsel etiketlenmesi için gereklidir. Her yaklaşımın artıları ve eksileri aşağıda tartışılmaktadır.

Dışsal izotopik etiketleme
1970’lerin başından ortalarına kadar, insan Fe emilimi, gıdalarda Fe’nin dışsal etiketlenmesiyle incelendi; burada gıda veya öğündeki bilinen Fe miktarına bilinen miktarda izotop eklendi, karıştırıldı ve ölçümlerden önce 15-30 dakika boyunca dengelendi. İntrinsik Fe’nin% 1 ila% 100’ü arasında değişen, ancak en yaygın olarak% 7-% 30 aralığında olan çeşitli miktarlarda dışsal izotoplar kullanılmıştır3. Dışsal etiketleme, dışsal Fe izotopunun, gıda veya yemeğin içsel Fe’si ile tamamen dengelendiği varsayımına dayanır. Dışsal izotop absorpsiyonu daha sonra ölçülür ve dışsal izotopun her bir atomu, belirli sayıda içsel Fe atomunu temsil edecek şekilde hesaplanır. Bu hesaplama göreceli azı dişi miktarlarına dayanmaktadır. 1983 yılında, tekniğin çoklu validasyon çalışmaları bir derleme makalesinde özetlenmiştir4. Tekniğin doğrulanması, ekstrinsik izotopik etiketin emilim yüzdesini aynı anda içsel izotopik etiketin emilim yüzdesi ile karşılaştırarak yapıldı. Bu nedenle, dışsal ve içsel absorpsiyonun 1’e yakın bir oranı, her bir Fe havuzunun eşit olarak emildiğini göstermektedir. O zamanlar, 1’e yakın bir oranın dışsal izotopun yiyecek veya öğünün içsel Fe’si ile dengelenmesini temsil ettiği düşünülüyordu. Dışsal ve intrinsik Fe absorpsiyon oranları ortalama değerler 0.40 ila 1.62 arasında değişmekte olup, 63 karşılaştırmada ortalama (±SD) oranı 1.08 ± 0.14 olarak belirlenmiştir. Bu derlemede özetlenen tüm çalışmalarda, hiçbirinin dışsal etiketin içsel Fe ile dengesini doğrudan test etmediğini belirtmek önemlidir. Özetle, incelemenin yazarları aşağıdaki sonuca varmışlardır:

“Dışsal etiket tekniğinin, belirli deneysel koşullar altında birçok gıda için geçerli olduğu kanıtlanmıştır. Ancak, bu yöntem henüz her türlü gıda ile ilgili olarak kanıtlanmış olarak kabul edilemez. Dışsal etiket yöntemi, çözünmeyen demir formları içeren bir diyetten demir emilimini izlemek için uygun değildir. Bu tekniğin geçerliliği, dışsal etiketin tüm endojen nonheme gıda demiri ile tamamen değiştiği temel varsayımına dayanır. Şu anda, farklı nonheme demir formlarının dışsal bir etiketle nasıl tamamen etiketlendiği bilinmemektedir. Bu, demir inhibitörlerinin dışsal etiketi gıdalardaki bazı nonheme demir formlarından farklı şekilde etkileyebileceğini öne süren çalışmalar ışığında önemlidir. Tam bir izotopik değişimi bozabilecek gıda faktörleri üzerine yapılan araştırmalar yetersizdir. Bu nedenle, dışsal etiket araştırmalarından elde edilen biyoyararlanım verilerinin yorumlanması, gıda veya diyette bulunabilecek değişim inhibitörlerinin dikkate alınmasını gerektirir. “

1983’ten bu yana, Fe 3,5’in dışsal etiketlemesinin doğruluğunu değerlendiren sadece iki çalışma yayınlanmıştır. Her iki çalışmada da, dışsal izotopik bir etiketin dengesi, bu çalışmalarda temel gıda bitkileri olan gıdaların içsel Fe’si ile doğrudan karşılaştırılmıştır. Beyaz, kırmızı ve siyah fasulye çeşitleri, mercimek ve mısır ile birlikte test edildi. Yerleşik in vitro sindirim tekniklerini ve Fe çözünürlüğü ve çökeltme ölçümünü kullanarak, her iki çalışma da dışsal izotopik etiketlemenin tutarlı bir şekilde tam denge ile sonuçlanmadığını, bazı fasulye çeşitleri için yanlış dengenin dışsal izotop miktarına ve tohum kabuğu rengine bağlı olarak çok yüksek olabileceğine dair kanıtlarla göstermiştir3. 1983 tarihli gözden geçirme makalesinin sonuçlarına rağmen, fasulyenin dışsal etiketleme çalışmaları 6,7,8,9,10,11,12 devam etmiştir. Bu çalışmaların hiçbiri, dışsal etiketin içsel Fe ile dengesini test etmeyi içermedi.

İçsel etiketleme
Fe biyoyararlanımının değerlendirilmesi için bitki gıdalarının içsel olarak etiketlenmesi, dışsal etiketlemede dengenin doğruluk sorunlarını ortadan kaldırır. Bununla birlikte, bu yaklaşım, hidroponik kültür için sera alanı gereksinimi nedeniyle büyük miktarda malzeme veremez. Hidroponik kültür emek yoğundur, yüksek miktarda pahalı kararlı izotop gerektirir ve genellikle verim ve tohum Fe konsantrasyonu açısından farklı bitki büyümesine neden olur. Maliyet nedeniyle, içsel etiketleme yalnızca Fe alımının altında yatan mekanizmaları veya gıdalardan Fe alımını etkileyen faktörleri anlamayı amaçlayan küçük ölçekli çalışmalar için uygundur. 1-2 kg temel gıda mahsulünün üretimi, izotop ve hidroponik yaklaşım13,14’e bağlı olarak, yalnızca malzemeler için yaklaşık 20.000-30.000 $ ‘a mal olmaktadır.

İzotopik etiketleme ile ilgili zorluklar göz önüne alındığında, araştırmacılar in vitro yaklaşımlar geliştirmeye çalıştılar. Erken yöntemler, simüle edilmiş mide ve bağırsak gıdalarını kullandı ve biyoyararlanımın bir tahmini olarak Fe çözünürlüğü veya Fe diyalizbilitesinin ölçülmesi ile birleşti15. Bu tür çalışmalar hızlı bir şekilde, Fe diyalize edilebilirliğinin, Fe’nin çözünür olabileceği, bileşiklere sıkıca bağlanabileceği ve bu nedenle değiştirilemediği ve biyoyararlanımın abartılmasına yol açabileceği için tutarlı bir biyoyararlanım ölçüsü olmadığını bulmuştur. Bu sorunları ele almak için, bir insan bağırsak hücresi hattını kullanma metodolojisi gelişti, böylece canlı bir bileşen eklendi ve Fe alımının ölçülmesini sağladı16. İnsan bağırsak hücreleri – Kako-2 hücreleri – bir insan kolon karsinomundan kaynaklanmıştır ve besin alım çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu hücre çizgisi, kültürde, hücreler ince bağırsağın fırça sınır hücrelerine benzer şekilde işlev gören enterositlere farklılaştığı için yararlıdır. Çalışmalar, Kako-2 hücrelerinin uygun taşıyıcıları ve Fe alımını etkileyen faktörlere yanıt verdiğini göstermiştir17,18.

Caco-2 hücrelerinde Fe alımını ölçmek için radyoizotopları kullanan ilk çalışmalar, Caco-2 hücresi ferritin oluşumuna dayanarak Fe alımını ölçmek için rafine edildi. Kako-2 hücreli ferritin ölçümü, numune verimini arttırdı ve radyoizotop işleme ve dışsal Fe’nin içsel Fe19,20 ile dengelenmesi sorunlarını reddetti. Ferritin oluşumu yoluyla Fe alımının ölçülmesi, araştırmacıların karmaşık yemekler de dahil olmak üzere çok çeşitli yiyecekleri incelemelerini sağladı21. Böylece, simüle edilmiş (in vitro) sindirim, Caco-2 hücresi Fe alımı ile birleştiğinde, gıdalardan Fe alımının daha iyi bir fizyolojik değerlendirmesini sağlamıştır. Bu modelin öncelikle Fe biyoyararlanımındaki göreceli farklılıkları belirlediğine dikkat etmek önemlidir. Birçok yararlı hücre hattı gibi, Caco-2 hücreleri de duyarlılıkta değişkenlik göstermiştir, ancak gıdalar arasındaki Fe alımında tutarlı göreceli farklılıklar sağlamıştır. Uygun teknik ve detaylara dikkat etmek, Caco-2 hücrelerinde tutarlı hücre ferritin oluşum yanıtını artırabilir.

In vitro sindirim / Caco-2 hücre modeli, Caco-2 hücre biyotahlili olarak da bilinir. Bu tahlil, insan ve hayvan çalışmaları ile doğrudan karşılaştırılarak tamamen doğrulanmıştır22. Biyotahlilin insan etkinliği denemeleriyle doğrudan paralel karşılaştırılmasına ek olarak, bu modelin Fe alımında 18,19,23 insanlarınkine nitel olarak benzer bir yanıt sergilediği gösterilmiştir. Bu nedenle, in vitro bir yaklaşım olarak, Caco-2 hücre biyotahlili, gıdalardan Fe beslenmesini değerlendirmek için bir tarama aracı olarak yüksek güvenilirliği garanti eder. Çok sayıda gıda ve gıda ürününe yaygın olarak uygulanmıştır 21,24,25,26,27,28.

1998’deki kuruluşundan bu yana, Caco-2 hücre biyotahlili, bağırsak Fe alımını etkileyen faktörlerin belirlenmesine yardımcı olduğu için Fe beslenme alanını geliştirmiştir. Bunu yaparken, bu model daha kesin ve daha az maliyetli insan çalışmaları için araştırma hedefleri geliştirmiş ve rafine etmiştir. Modelin kullanılmasının bazı insan denemelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırdığı da iddia edilebilir.

Özetle, Fe’nin bir gıdadan veya yemekten göreceli olarak verilmesi, Caco-2 hücre biyotahlili ile ölçülebilir. Test yemeğindeki Fe miktarından bağımsız olarak, biyotahlil, enterosit içine alınan göreceli Fe miktarını tanımlar – emilim sürecinin ilk adımı. Bu, Fe biyoyararlanımını tanımlamadaki en önemli adımdır, çünkü çoğu zaman amaç, bir gıdadaki Fe’nin beslenme kalitesini iyileştirmek veya en azından izlemek amacıyla ölçmektir. Demir durumunun emilim ile düzenlendiği ve dolayısıyla Fe alımının Fe eksikliği olan bireylerde beslenme ihtiyaçlarını karşılamak için yukarı regüle edildiği göz önüne alındığında, modelin standart koşulları, hücreler tarafından Fe alımının maksimum olacağı şekilde tasarlanmıştır. Bu şekilde, biyotahlil, gıdanın Fe’yi sağlama potansiyelinin gerçek bir ölçüsünü sağlar.

Protocol

NOT: Okuyucular için uygun bir referans noktası olarak, aşağıdaki metodoloji, 20 deneysel numuneden Fe biyoyararlanımının ölçülmesi için gereken spesifik kültür koşullarını ve malzemelerini ve ayrıca biyotahlil kapsamında gerekli kalite kontrollerini açıklamaktadır. Bu kapasitenin ötesinde numune sayısının arttırılması, çeşitli hücre kültürü için gereken süre ve biyotahlildeki in vitro sindirim adımları nedeniyle önerilmez. 1. Numune mikta…

Representative Results

Temel gıda ürünlerinde Fe biyoyararlanımının tanımlanması ve ölçülmesiBu modelin geliştirilmesinin başlıca nedenlerinden biri, temel gıda ürünlerinde Fe biyoyararlanımını etkileyen faktörleri belirlemek ve bitki yetiştiricileri için gelişmiş Fe biyoyararlanımına sahip çeşitleri tanımlamalarını ve geliştirmelerini sağlayacak bir araç sağlamaktı. Ortak fasulye (Phaseolus vulgaris), Fe biyofortifikasyonu için bir ürün olarak küresel olarak hedeflenmişti…

Discussion

Kuruluşundan bu yana, Caco-2 hücre biyotahlili için bu yöntemi tanımlayan çok sayıda çalışma yayınlanmıştır. Temel koşullar, 1998’deki ilk yayından bu yana nispeten değişmeden kalmıştır18. Bununla birlikte, son 20 yılda, biyotahlilin yanıtında benzeri görülmemiş bir tutarlılık sağlamak için çok sayıda teknik ayrıntı rafine edilmiş ve standartlaştırılmıştır. Hücre kültürüne ve in vitro sindirim koşullarına dikkatli ve hassas bir şekilde bağ…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazar, Yongpei Chang ve Mary Bodis’in teknik çabaları için derinden minnettardır. Bu modelin beslenme alanında son derece başarılı bir şekilde uygulanması, uzmanlıklarının ve detaylara gösterilen özenin doğrudan bir sonucudur. Bu modelin geliştirilmesi tamamen Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı, Tarımsal Araştırma Servisi tarafından finanse edildi.

Materials

0.5 M HCl Fisher Scientific A508-4 Hydrochloric Acid TraceMetal Grade
18 megaohm water Also known as distilled, deionized water
3,3′,5-Triiodo-L-thyronine sodium salt Sigma Aldrich Co T6397
6-well plates Costar 3506 Use for bioassay experiments
ascorbic acid Sigma Aldrich Co A0278
bile extract Sigma Aldrich Co B8631
Caco-2 cells American Type Culture Collection HTB-37 HTB-37 is a common variety.
Cell culture flasks T225 Falcon  353138
Cell culture flasks T25 Corning 430639
Cell culture flasks T75 Corning 430641U
Chelex-100 Bio-Rad Laboratories Inc 142832 Known as the weak cation exchange resin in the protocol
collagen Corning 354236
dialysis membrane Spectrum Laboratories Spectra/Por 7 Pretreated RC Dialysis Tubing 15,000 MWCO Spectra/Por 7 Pretreated RC Dialysis Tubing 15,000 MWCO
Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium Gibco 12100046 DMEM
epidermal growth factor Sigma Aldrich Co E4127-5X.1MG
Ferritin ELISA Assay Kit Eagle Biosciences FRR31-K01
fetal bovine serum R&D Systems S12450 Optima
HEPES Sigma Aldrich Co H3375
Hydrocortisone-Water Soluble Sigma Aldrich Co H0396
insert ring Corning Costar not sold Transwell, for 6 well plate, without membrane
insulin Sigma Aldrich Co I2643
KCl Sigma Aldrich Co P9333
large column VWR International KT420400-1530
Minimum Essential Medium Gibco 41500034 MEM
NaCl Fisher Scientific S271
pancreatin Sigma Aldrich Co P1750
PIPES disodium salt Sigma Aldrich Co Piperazine-1,4-bis(2-ethanesulfonic acid) disodium salt P3768
porcine pepsin Sigma Aldrich Co P6887 or (P7012-25G Sigma
protein assay kit Bio-Rad Laboratories Inc Bio-Rad DC protein assay kit 500-0116 Measurement of Caco-2 cell protein
silicone o rings Web Seal, Inc Rochester NY 2-215S500
sodium bicarbonate Fisher Scientific S233
Sodium selenite Sigma Aldrich Co S5261
ZellShield Minerva Biolabs 13-0050 Use at 1% as antibiotic/antimycotic ordered through Thomas Scientific

References

  1. Fairweather-Tait, S. J., Dainty, J. Use of stable isotopes to assess the bioavailability of trace elements: a review. Food Additives Contaminants. 19 (10), 939-947 (2002).
  2. Hadley, K. B., Johnson, L. K., Hunt, J. R. Iron absorption by healthy women is not associated with either serum or urinary prohepcidin. American Journal of Clinical Nutrition. 84 (1), 150-155 (2006).
  3. Glahn, R. P., Cheng, Z., Giri, S. Extrinsic labeling of staple food crops with isotopic iron does not consistently result in full equilibration: revisiting the methodology. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 63 (43), 9621-9628 (2015).
  4. Consaul, J. R., Lee, K. Extrinsic tagging in iron bioavailability research: a critical review. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 31 (4), 684-689 (1983).
  5. Jin, F., Cheng, Z., Rutzke, M. A., Welch, R. M., Glahn, R. P. Extrinsic labeling method may not accurately measure Fe absorption from cooked pinto beans (Phaseolus vulgaris): comparison of extrinsic and intrinsic labeling of beans. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 56 (16), 6881-6885 (2008).
  6. Junqueira-Franco, M. V. M., et al. Iron absorption from beans with different contents of iron, evaluated by stable isotopes. Clinical Nutrition ESPEN. 25, 121-125 (2018).
  7. Petry, N., Egli, I., Zeder, C., Walczyk, T., Hurrell, R. Polyphenols and phytic acid contribute to the low iron bioavailability from common beans in young women. Journal of Nutrition. 140 (11), 1977-1982 (2010).
  8. Petry, N., et al. Stable iron isotope studies in Rwandese women indicate that the common bean has limited potential as a vehicle for iron biofortification. Journal of Nutrition. 142 (3), 492-497 (2012).
  9. Petry, N., Egli, I., Campion, B., Nielsen, E., Hurrell, R. Genetic reduction of phytate in common bean (Phaseolus vulgaris L.) seeds increases iron absorption in young women. Journal of Nutrition. 143 (8), 1219-1224 (2013).
  10. Petry, N., et al. Phytic acid concentration influences iron bioavailability from biofortified beans in Rwandese women with low iron status. Journal of Nutrition. 144 (11), 1681-1687 (2014).
  11. Petry, N., Boy, E., Wirth, J. P., Hurrell, R. F. Review: The potential of the common bean (Phaseolus vulgaris) as a vehicle for iron biofortification. Nutrients. 7 (2), 1144-1173 (2015).
  12. Petry, N., et al. In Rwandese women with low iron status, iron absorption from low-phytic acid beans and biofortified beans is comparable, but low-phytic acid beans cause adverse gastrointestinal symptoms. Journal of Nutrition. 146 (5), 970-975 (2016).
  13. Donangelo, C. M., et al. Iron and zinc absorption from two bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes in young women. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 51 (17), 5137-5143 (2003).
  14. Dellavalle, D. M., Glahn, R. P., Shaff, J. E., O’Brien, K. O. Iron absorption from an intrinsically labeled lentil meal is low but upregulated in women with poor iron status. Journal of Nutrition. 145 (10), 2253-2257 (2015).
  15. Miller, D. D., Schricker, B. R., Rasmussen, R. R., Van Campen, D. An in vitro method for estimation of iron availability from meals. American Journal of Clinical Nutrition. 34 (10), 2248-2256 (1981).
  16. Glahn, R. P., Wien, E. M., Van Campen, D. R., Miller, D. D. Caco-2 cell iron uptake from meat and casein digests parallels in vivo studies: use of a novel in vitro method for rapid estimation of iron bioavailability. Journal of Nutrition. 126 (1), 332-339 (1996).
  17. Martini, L. A., Tchack, L., Wood, R. J. Iron treatment downregulates DMT1 and IREG1 mRNA expression in Caco-2 cells. Journal of Nutrition. 132 (4), 693-696 (2002).
  18. Glahn, R. P., Wortley, G. M., South, P. K., Miller, D. D. Inhibition of iron uptake by phytic acid, tannic acid, and ZnCl2: studies using an in vitro digestion/Caco-2 cell model. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50 (2), 390-395 (2002).
  19. Glahn, R. P., Lee, O. A., Yeung, A., Goldman, M. I., Miller, D. D. Caco-2 cell ferritin formation predicts nonradiolabeled food iron availability in an in vitro digestion/Caco-2 cell culture model. Journal of Nutrition. 128 (9), 1555-1561 (1998).
  20. Yun, S., Habicht, J. P., Miller, D. D., Glahn, R. P. An in vitro digestion/Caco-2 cell culture system accurately predicts the effects of ascorbic acid and polyphenolic compounds on iron bioavailability in humans. Journal of Nutrition. 134 (10), 2717-2721 (2004).
  21. Pachón, H., Stoltzfus, R. J., Glahn, R. P. Homogenization, lyophilization or acid-extraction of meat products improves iron uptake from cereal-meat product combinations in an in vitro digestion/Caco-2 cell model. British Journal of Nutrition. 101 (6), 816-821 (2009).
  22. Tako, E., Bar, H., Glahn, R. P. The combined application of the Caco-2 cell bioassay coupled with in vivo (Gallus gallus) feeding trial represents an effective approach to predicting Fe bioavailability in humans. Nutrients. 8 (11), 732-757 (2016).
  23. Engle-Stone, R., Yeung, A., Welch, R., Glahn, R. Meat and ascorbic acid can promote Fe availability from Fe-phytate but not from Fe-tannic acid complexes. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 53 (26), 10276-10284 (2005).
  24. Tako, E., Blair, M. W., Glahn, R. P. Biofortified red mottled beans (Phaseolus vulgaris L.) in a maize and bean diet provide more bioavailable iron than standard red mottled beans: studies in poultry (Gallus gallus) and an in vitro digestion/Caco-2 model. Nutrition Journal. 10, 113 (2011).
  25. Pachón, H., Stoltzfus, R. J., Glahn, R. P. Chicken thigh, chicken liver, and iron-fortified wheat flour increase iron uptake in an in vitro digestion/Caco-2 cell model. Nutrition Research. 28 (12), 851-858 (2008).
  26. Beasley, J. T., et al. Metabolic engineering of bread wheat improves grain iron concentration and bioavailability. Plant Biotechnology Journal. 17 (8), 1514-1526 (2019).
  27. Zhu, L., Glahn, R. P., Nelson, D., Miller, D. D. Comparing soluble ferric pyrophosphate to common iron salts and chelates as sources of bioavailable iron in a Caco-2 cell culture model. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 57 (11), 5014-5019 (2009).
  28. Wortley, G., Leusner, S., Good, C., Gugger, E., Glahn, R. Iron availability of a fortified processed wheat cereal: a comparison of fourteen iron forms using an in vitro digestion/human colonic adenocarcinoma (Caco-2) cell model. British Journal of Nutrition. 93 (1), 65-71 (2005).
  29. Jumarie, C., Malo, C. Alkaline phosphatase and peptidase activities in Caco-2 cells: differential response to triiodothyronine. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Animal. 30 (11), 753-760 (1994).
  30. Engle, M. J., Goetz, G. S., Alpers, D. H. Caco-2 cells express a combination of colonocyte and enterocyte phenotypes. Journal of Cellular Physiology. 174 (3), 362-369 (1998).
  31. Ferruzza, S., Rossi, C., Sambuy, Y., Scarino, M. L. Serum-reduced and serum-free media for differentiation of Caco-2 cells. Alternatives to Animal Experimentation. 30 (2), 159-168 (2013).
  32. Wiesinger, J. A., Cichy, K. A., Tako, E., Glahn, R. P. The fast cooking and enhanced iron bioavailability properties of the Manteca yellow bean (Phaseolus vulgaris L). Nutrients. 10 (11), 1609 (2018).
  33. Wiesinger, J. A., Cichy, K. A., Hooper, S. D., Hart, J. J., Glahn, R. P. Processing white or yellow dry beans (Phaseolus vulgaris L.) into a heat treated flour enhances the iron bioavailability of bean-based pastas. Journal of Functional Foods. 71, 104018 (2020).

Play Video

Cite This Article
Glahn, R. P. The Caco-2 Cell Bioassay for Measurement of Food Iron Bioavailability. J. Vis. Exp. (182), e63859, doi:10.3791/63859 (2022).

View Video