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células HEK 293

Las células 293 de riñón embrionario humano , también denominadas a menudo células HEK 293 , HEK-293 , 293 , son una línea celular inmortalizada derivada de células HEK aisladas de un feto femenino en la década de 1970. [1] [2]

La línea celular HEK 293 se ha utilizado ampliamente en la investigación durante décadas debido a su crecimiento rápido y confiable y su propensión a la transfección . La línea celular es utilizada por la industria biotecnológica para producir proteínas y virus terapéuticos para terapia génica , así como pruebas de seguridad para una amplia gama de sustancias químicas.

Historia

Las células HEK 293 se generaron en 1973 mediante la transfección de cultivos de células de riñón embrionario humano normal con ADN de adenovirus 5 cortado en el laboratorio de Alex van der Eb en Leiden, Países Bajos . Las células se obtuvieron de un feto único, abortado o espontáneo, cuyo origen preciso no está claro. [3] [2] Las células fueron cultivadas por van der Eb; La transducción por adenovirus fue realizada por Frank Graham , un postdoctorado en el laboratorio de van der Eb. Fueron publicados en 1977 después de que Graham dejara Leiden para ir a la Universidad McMaster . [4] Se llaman HEK porque se originaron en cultivos de riñones de embriones humanos, mientras que el número 293 surgió de la costumbre de Graham de numerar sus experimentos; el clon de células HEK 293 original procedía de su experimento número 293. Graham realizó la transfección un total de ocho veces, obteniendo solo un clon de células que fueron cultivadas durante varios meses. Presumiblemente después de adaptarse al cultivo de tejidos, las células de este clon se desarrollaron en la línea relativamente estable HEK 293.

Análisis posteriores han demostrado que la transformación se produjo mediante la inserción de aproximadamente 4,5 kilobases del brazo izquierdo del genoma adenoviral, que se incorporó al cromosoma 19 humano . [5]

Durante muchos años se asumió que las células HEK 293 se generaban mediante la transformación de una célula fibroblástica , endotelial o epitelial , todas las cuales abundan en los riñones. Sin embargo, la transformación original del adenovirus fue ineficiente, lo que sugiere que la célula que finalmente produjo la línea HEK 293 puede haber sido inusual de alguna manera. Graham y sus compañeros de trabajo proporcionaron evidencia de que las células HEK 293 y otras líneas celulares humanas generadas por la transformación con adenovirus de células de riñón embrionario humano tienen muchas propiedades de neuronas inmaduras , lo que sugiere que el adenovirus transformó preferentemente una célula de linaje neuronal en el cultivo de riñón original. [6]

Un estudio exhaustivo de los genomas y transcriptomas de HEK 293 y cinco líneas celulares derivadas comparó el transcriptoma HEK 293 con el del tejido nervioso central, suprarrenal, pituitario y de riñón humano. [7] El patrón HEK 293 se parecía más al de las células suprarrenales, que tienen muchas propiedades neuronales. Dada la ubicación de la glándula suprarrenal ( adrenal significa "al lado del riñón"), algunas células suprarrenales podrían haber aparecido en un cultivo derivado de riñón embrionario y podrían ser transformadas preferentemente por adenovirus. Los adenovirus transforman las células del linaje neuronal de manera mucho más eficiente que las típicas células epiteliales del riñón humano. [6] Por lo tanto, una célula precursora suprarrenal embrionaria parece ser la célula de origen más probable de la línea HEK 293. Como consecuencia, las células HEK 293 no deben utilizarse como modelo in vitro de células renales típicas.

Las células HEK 293 tienen un cariotipo complejo , exhiben dos o más copias de cada cromosoma y con un número cromosómico modal de 64. Se describen como hipotriploides y contienen menos de tres veces el número de cromosomas de un gameto humano haploide. Las anomalías cromosómicas incluyen un total de tres copias de los cromosomas X y cuatro copias del cromosoma 17 y el cromosoma 22 . [7] [8] La presencia de múltiples cromosomas X y la falta de cualquier rastro de secuencia derivada del cromosoma Y sugieren que el feto original era femenino.

La línea celular 293T se creó en el laboratorio de Michele Calos en Stanford mediante transfección estable de la línea celular HEK 293 con un plásmido que codifica un mutante sensible a la temperatura del antígeno T grande SV40; originalmente se conocía como 293/ tsA1609neo . [9] La primera referencia a la línea celular como "293T" puede ser su uso para crear la línea celular empaquetadora BOSC23 para producir partículas retrovirales. [10]

Variantes

Se han informado múltiples variantes de HEK 293. [11] [12]

HEK 293T

La transfección utilizada para crear 293T (que implica el plásmido pRSV-1609) confirió resistencia a neomicina / G418 y expresión del alelo tsA1609 del antígeno T grande de SV40; este alelo está completamente activo a 33 °C (su temperatura permisiva ), tiene una función sustancial a 37 °C y está inactivo a 40 °C. [14] 293T se transfecta de manera muy eficiente con ADN (como su padre HEK 293). Debido a la expresión del antígeno T grande de SV40, los ADN plasmídicos transfectados que llevan el origen de replicación de SV40 pueden replicarse en 293T y mantendrán transitoriamente un número de copias elevado; esto puede aumentar en gran medida la cantidad de proteína recombinante o retrovirus que se puede producir a partir de las células.

Se han determinado las secuencias completas del genoma de tres aislados diferentes de 293T. Son bastante similares entre sí, pero muestran una divergencia detectable con respecto a la línea celular HEK 293 parental. [15]

HEK293-ENT1KO

Esta cepa mutante no expresa el transportador de nucleósidos equilibrador ENT1. El gen fue eliminado usando CRISPR-CAS9 y la línea celular conserva la expresión de ENT2. [dieciséis]

Aplicaciones

Células inmunofluorescentes HEK 293

Las células HEK 293 son sencillas de cultivar en cultivo y de transfectar. Se han utilizado como huéspedes para la expresión genética . Normalmente, estos experimentos implican la transfección de un gen (o combinación de genes) de interés y luego el análisis de la proteína expresada . El uso generalizado de esta línea celular se debe a su transfectabilidad mediante diversas técnicas, incluido el método del fosfato cálcico , logrando eficiencias cercanas al 100%.

Ejemplos de tales experimentos incluyen:

En 1985, las células HEK 293 se adaptaron para crecer en cultivos en suspensión, en lugar de proliferar en placas de plástico. [22] Esto permitió el crecimiento de grandes cantidades de vectores de adenovirus recombinantes.

Un uso más específico de las células HEK 293 es la propagación de vectores adenovirales . [23] Los virus ofrecen un medio eficiente para introducir genes en las células, para lo cual evolucionaron y, por lo tanto, son de gran utilidad como herramientas experimentales. Sin embargo, como patógenos , también presentan un riesgo para el experimentador. Este peligro puede evitarse mediante el uso de virus que carecen de genes clave y que, por tanto, no pueden replicarse después de entrar en una célula. Para propagar dichos vectores virales, se requiere una línea celular que exprese los genes faltantes. Dado que las células HEK 293 expresan varios genes adenovirales, se pueden usar para propagar vectores adenovirales en los que estos genes (típicamente, E1 y E3) están eliminados, como AdEasy. [24] Sin embargo, la recombinación homóloga entre la secuencia de Ad5 celular insertada y la secuencia del vector, aunque rara, puede restaurar la capacidad de replicación del vector. [25]

Una variante importante de esta línea celular es la línea celular 293T . Contiene el antígeno T grande de SV40 que permite la replicación episomal de plásmidos transfectados que contienen el origen de replicación de SV40. Esto permite la amplificación de plásmidos transfectados y la expresión temporal extendida de los productos genéticos deseados. Las células HEK 293, y especialmente HEK 293T, se usan comúnmente para la producción de diversos vectores retrovirales . [26] Varias líneas celulares de empaquetamiento retroviral también se basan en estas células.

Proteínas nativas de interés.

Dependiendo de diversas condiciones, la expresión genética de las células HEK 293 puede variar. Las siguientes proteínas de interés (entre muchas otras) se encuentran comúnmente en células HEK 293 no tratadas:

Bioética

Alvin Wong, bioético católico, sostiene que a pesar de la incertidumbre sobre el origen de las células embrionarias utilizadas para obtener la línea celular, se puede inferir que provino de un aborto voluntario . Para algunos, esto puede presentar un dilema ético en el uso de HEK 293 y productos derivados, como vacunas y muchos medicamentos. [31] [32] [33] [34]

El 21 de diciembre de 2020, la Congregación Católica Romana para la Doctrina de la Fe declaró que el deber moral de evitar las vacunas elaboradas a partir de líneas celulares derivadas de fetos "no es obligatorio si existe un peligro grave, como la propagación de una enfermedad grave que de otro modo sería incontenible". evento patológico, en este caso, la propagación pandémica del virus SARS-CoV-2 que causa el Covid-19". La declaración justifica luego el uso de otras vacunas: "todas las vacunas reconocidas como clínicamente seguras y eficaces pueden utilizarse con la conciencia tranquila..." [35]

Durante la pandemia de COVID-19, los activistas antivacunas señalaron que las células HEK 293 se utilizan en la fabricación de la vacuna Oxford-AstraZeneca COVID-19 (también conocida como AZD1222). Las células se eliminan por filtración de los productos finales. [36]

Regeneron Pharmaceuticals , el fabricante de REGN-COV2, un cóctel de anticuerpos terapéutico utilizado para aliviar los síntomas de pacientes con COVID-19, no utilizó células HEK 293T para producir el cóctel de anticuerpos, pero sí utilizó esas células para evaluar la potencia del fármaco. [37] [32]

En respuesta a las preocupaciones éticas sobre la producción de vacunas, se han sugerido varias estrategias para que los médicos las analicen con sus pacientes. [38]


Ver también

Referencias

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enlaces externos

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