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Células HEK 293

Las células renales embrionarias humanas 293 , también denominadas a menudo como HEK 293 , HEK-293 , células 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 terapéuticas y virus para terapia génica, así como para realizar pruebas de seguridad para una amplia gama de productos químicos.

Historia

Las células HEK 293 se generaron en 1973 mediante la transfección de cultivos de células renales embrionarias humanas normales con ADN de adenovirus 5 cortado en el laboratorio de Alex van der Eb en Leiden, Países Bajos . Las células se obtuvieron de un único feto abortado o espontáneo, cuyo origen preciso no está claro. [3] [2] Las células fueron cultivadas por van der Eb; la transfección con ADN adenoviral fue realizada por Frank Graham , un posdoctorado en el laboratorio de van der Eb. Se publicaron en 1977 después de que Graham dejara Leiden para ir a la Universidad McMaster . [4] Se llaman HEK ya que se originaron en cultivos de riñón embrionario humano, mientras que el número 293 proviene del hábito de Graham de numerar sus experimentos; el clon celular HEK 293 original era de su experimento número 293. Graham realizó la transfección un total de ocho veces, obteniendo solo un clon de células que se cultivaron durante varios meses. Después de adaptarse presumiblemente al cultivo de tejidos, las células de este clon se desarrollaron en la línea HEK 293 relativamente estable.

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

Durante muchos años se asumió que las células HEK 293 se generaban por transformación de una célula fibroblástica , endotelial o epitelial , todas las cuales son abundantes 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 en algún sentido. Graham y colaboradores proporcionaron evidencia de que las células HEK 293 y otras líneas celulares humanas generadas por transformación de adenovirus de células renales embrionarias humanas 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 de HEK 293 con el de los tejidos del riñón, las glándulas suprarrenales, la hipófisis y el sistema nervioso central humanos. [7] El patrón de HEK 293 se parecía más al de las células suprarrenales, que tienen muchas propiedades neuronales. Dada la ubicación de la glándula suprarrenal ( adrenal significa "junto al riñón"), es plausible que hayan aparecido algunas células suprarrenales en un cultivo derivado de riñón embrionario, y que podrían ser transformadas preferentemente por adenovirus. Los adenovirus transforman las células del linaje neuronal de manera mucho más eficiente que las células epiteliales típicas 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 deberían usarse como modelo in vitro de células renales típicas.

Las células HEK 293 tienen un cariotipo complejo , que exhibe dos o más copias de cada cromosoma y con un número modal de cromosomas de 64. Se describen como hipotriploides, que 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 fuente era femenino.

La línea celular 293T fue creada en el laboratorio de Michele Calos en Stanford mediante la 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 la denominó 293/ tsA1609neo . [9] La primera referencia a la línea celular como "293T" puede ser su uso para crear la línea celular de empaquetamiento BOSC23 para producir partículas retrovirales. [10]

Variantes

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

HEK293T

La transfección utilizada para crear 293T (que involucra el plásmido pRSV-1609) confirió resistencia a neomicina / G418 y expresión del alelo tsA1609 del antígeno T grande de SV40; este alelo es completamente activo a 33 °C (su temperatura permisiva ), tiene una función sustancial a 37 °C y es inactivo a 40 °C. [14] 293T se transfecta de manera muy eficiente con ADN (como su progenitor 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 alto número de copias; 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 parental HEK 293. [15]

HEK293-ENT1KO

Esta cepa mutante no expresa el transportador de nucleósidos equilibrante ENT1. El gen fue eliminado mediante CRISPR-CAS9 y la línea celular conserva la expresión de ENT2. [16]

Aplicaciones

Células inmunofluorescentes HEK 293

Las células HEK 293 son fáciles de cultivar y transfectar. Se han utilizado como huéspedes para la expresión génica . Normalmente, estos experimentos implican la transfección de un gen (o combinación de genes) de interés y, a continuación, 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 de calcio , consiguiendo eficiencias cercanas al 100%.

Algunos ejemplos de tales experimentos incluyen:

En 1985, las células HEK 293 se adaptaron para crecer en un cultivo 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 que 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 se puede evitar mediante el uso de virus que carecen de genes clave y que, por lo 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 utilizar para propagar vectores adenovirales en los que se eliminan estos genes (normalmente, E1 y E3), como AdEasy. [24] Sin embargo, la recombinación homóloga entre la secuencia celular Ad5 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 SV40 que permite la replicación episomal de plásmidos transfectados que contienen el origen de replicación SV40. Esto permite la amplificación de plásmidos transfectados y la expresión temporal extendida de productos génicos deseados. Las células HEK 293, y especialmente HEK 293T, se utilizan comúnmente para la producción de varios 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 génica 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, bioeticista 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 para 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 incontrolable de un evento patológico grave, en este caso, la propagación pandémica del virus SARS-CoV-2 que causa Covid-19". La declaración justifica luego el uso de otras vacunas: "todas las vacunas reconocidas como clínicamente seguras y efectivas pueden usarse con buena conciencia..." [35]

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

Regeneron Pharmaceuticals , el fabricante de REGN-COV2, un cóctel de anticuerpos terapéuticos utilizado para aliviar los síntomas de los 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 que los médicos pueden discutir con sus pacientes. [38]

Véase también

Referencias

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Enlaces externos

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