خلايا HEK293T: إطلاق العنان للإمكانات في دراسات التحويل الجيني

خلايا HEK293T هي خلايا كلى جنينية بشرية تُستخدم على نطاق واسع في مجال التكنولوجيا الحيوية الصناعية وعلم السموم وأبحاث السرطان. تُستخدم هذه الخلايا المُخلدة أيضًا لإنتاج مجموعة متنوعة من البروتينات العلاجية والفيروسات.

الخصائص العامة وأصل خلايا HEK293T

سيتناول هذا القسم من المقالة أصل خط الخلايا HEK293T والمعلومات العامة عنه. 

• نشأ خط الخلايا HEK293T من خلايا الكلى الجنينية البشرية الأولية المزروعة في المختبر. طور الباحثون هذه الخلايا في أوائل السبعينيات من القرن الماضي عن طريق نقل شظايا الحمض النووي المقطوع لفيروس الأدينو من النوع 5 إلى خلايا الكلى الجنينية. أنشأ الباحثون خط الخلايا HEK293T عن طريق إدخال مستضد T الكبير لفيروس القرود 40 (SV40) إلى جينوم خلايا HEK293. مكّن هذا التعديل الباحثين من نقل الجينات بسهولة إلى 293 خلية وجعلها مناسبة لإنتاج البروتين ودراسات التعبير الجيني [1].
• تتميز خلايا HEK293T بمورفولوجيا شبيهة بالخلايا الظهارية. وهي تتميز بشكل ممدود ومسطح مع حدود خلوية واضحة.
• يتراوح حجم خلايا HEK293T بين 11 و 15 ميكرومتر في القطر.
• تمتلك خلايا HEK293T التي تحتوي على مستضد T الكبير لفيروس SV40 نمطًا كروموسوميًا معقدًا. هذه الخلايا هي خلايا ثلاثية الصبغيات ناقصة، حيث تحتوي على عدد من الكروموسومات أقل بثلاث مرات من عدد الكروموسومات في الخلية التناسلية أحادية الصبغيات، ويبلغ العدد النموذجي للكروموسومات فيها 64.

ما الفرق بين HEK293T و HEK293؟

كل من سلالتي الخلايا HEK293 و HEK293T من أصل بشري. HEK293T هي مشتق شائع من سلالة الخلايا HEK293. طور العلماء هذه الخلايا من خلايا الكلى الجنينية البشرية 293 الأصلية عن طريق نقل مستضد T الكبير SV40 إليها، بينما أنشأوا خلايا HEK293 الخالدة عن طريق تحويل وزراعة خلايا الكلى الجنينية البشرية باستخدام شظايا DNA مقطوعة من الفيروس الغدي البشري 5.

تقنيات الخلايا والتطبيقات الطبية الحيوية لخلايا HEK293T

زراعة الخلايا وتخزينها في أبحاث HEK293T

تستخدم خلايا HEK293T، المستمدة من خلايا الكلى الجنينية البشرية 293، على نطاق واسع في زراعة الخلايا بسبب نموها القوي وسهولة نقلها. للعمل مع هذه الخلايا، يجب على الباحثين إعطاء الأولوية لتخزين الخلايا، والذي يتضمن تخزين الخلايا للاستخدامات البحثية والعلاجية الممتدة. ويحتاجون إلى استخدام نهج متدرج لتخزين الخلايا للحفاظ على خصائصها وضمان بقائها على قيد الحياة على المدى الطويل. يتطلب إنشاء بنوك الخلايا الالتزام بلوائح ممارسات التصنيع الجيدة لضمان بقاء الخلايا وسلامتها من أجل التطبيقات العلاجية.

تعد ممارسات التصنيع الجيدة أمرًا بالغ الأهمية في إنتاج بنوك الخلايا HEK293T، والتي تعتبر أساسية لكل من الأبحاث والتطبيقات العلاجية. يعمل بنك الخلايا الرئيسي كنقطة مرجعية لجميع المنتجات الخلوية اللاحقة. يتبع تصنيع هذه الخلايا للتطبيقات العلاجية، مثل إنتاج الفيروسات البطيئة للعلاجات الجينية، معايير تنظيمية صارمة لضمان سلامة وفعالية المنتجات النهائية.

البروتوكولات والاختبارات باستخدام HEK293T

في علم الخلايا، يتم تصميم بروتوكولات واختبارات محددة لتقييم خصائص خلايا HEK293T. وتشمل هذه تقييم فعالية ناقلات العلاج الجيني وتفاعل الخلية مع المصفوفة خارج الخلية في طبق أو مزرعة معلقة. للحفاظ على سلامة خلايا HEK293T، يختار الباحثون الكواشف المستخدمة في عملية النقل الجيني بدقة ويخضعون المواد الخام لاختبارات صارمة لمراقبة الجودة.

التطبيقات البحثية لسلسلة الخلايا HEK293T

• تطوير اللقاحات: تم استخدام خط الخلايا HEK293T لدراسة الفيروسات وإنتاج لقاحات تعتمد على ناقلات فيروسية لمكافحة مجموعة متنوعة من العدوى الفيروسية. استخدمت إحدى الدراسات خط الخلايا الكلوية الجنينية هذا للتحقيق في الأساس الهيكلي والوظيفي لدخول فيروس COVID-19 إلى الخلايا من خلال إنزيم تحويل الأنجيوتنسين 2 البشري (ACE2) [3]. بالإضافة إلى ذلك، استخدمت دراسة حديثة خلايا HEK93T لتوليد جزيئات فيروس لينتوي من نوع SARS-CoV-2 ذات شكل شبيه بالسبايك [4].
  
• أبحاث علم السموم: يُستخدم خط الخلايا الكلوية الجنينية البشرية هذا على نطاق واسع لاختبار سمية الأدوية وفعاليتها. استخدمت الأبحاث التي أجريت في عام 2022 خط الخلايا HEK293T كخط خلايا بشرية طبيعية للتحقق من الإمكانات السمية لمستخلصات نبات Caladium lindenii ضد خط الخلايا السرطانية الكبدية HepG2 [5].
• دراسات التعبير الجيني: خط الخلايا HEK293T الذي يحمل مستضد T الكبير لفيروس SV40 قابل للتحويل الجيني بدرجة عالية، وبالتالي فهو مناسب لدراسات التعبير الجيني. استخدمت إحدى الدراسات خلايا HEK293T لدراسة دور الحمض النووي الريبي غير المشفر الطويل SNHG16 في تنظيم وظائف الخلايا المغذية. وكشفت الدراسة أن LncRNA SNHG16 يتفاعل مع محور miR-218-5p/LASP1 للتوسط في هذه التأثيرات [6].

ابتكارات العلاج الخلوي باستخدام خلايا HEK293T

التطورات في العلاج الخلوي باستخدام HEK293T

تساهم خلايا HEK293T بشكل كبير في مجال العلاج الخلوي، خاصة في توليد ناقلات فيروسية للعلاج الجيني. هذه الخلايا ضرورية في عمليات التصنيع التي تلتزم بلوائح ممارسات التصنيع الجيدة، لأنها تضمن إنتاج منتجات علاج جيني عالية الجودة. يركز تدريب موظفي التصنيع أيضًا على التعامل مع الخصائص الفريدة لخلايا HEK293T والحفاظ على مستوى عالٍ من الجودة للمنتجات الطبية المشتقة من هذه الخلايا.

خلايا HEK293T في التجارب السريرية والعلاج الجيني

يلعب خط الخلايا HEK293T دورًا محوريًا في تطوير منتجات العلاج الجيني، وهو جزء لا يتجزأ من التجارب السريرية التي تهدف إلى طرح علاجات خلوية جديدة في السوق. ويشمل ذلك الاستفادة من قدرة خط الخلايا العالية على نقل الجينات، باستخدام ناقلات مثل ناقلات التعبئة اللينتفيروسية، حيث شكلت طفرة إنزيم الإنتغراز D64V تقدمًا ملحوظًا في زيادة السلامة.

تقنيات مبتكرة في زراعة خلايا HEK293T

تدعم تعددية استخدامات خلايا HEK293T التقنيات المبتكرة في كل من زراعة الخلايا ثنائية الأبعاد والأكثر تعقيدًا. هذه القدرة على التكيف هي مفتاح استكشاف المنتجات الخلوية لأنواع مختلفة من الأبحاث الطبية الحيوية، بما في ذلك أبحاث السرطان، حيث تُستخدم هذه الخلايا لدراسة العمليات المسببة للأورام واختبار الأدوية. بالإضافة إلى ذلك، تلعب سلالة HEK293T دورًا أساسيًا في إنتاج جزيئات فيروسات لينتية، والتي تعتبر حاسمة لكل من عمليات البحث وتصنيع ناقلات العلاج.

اشترِ خلايا HEK293 لأبحاثك

ارتقِ بأبحاثك مع خلايا HEK293 الخاصة بنا، المشهورة بقدرتها على التكيف في دراسات التعبير الجيني وإنتاج اللقاحات. تشمل عروضنا مشتقات متعددة الاستخدامات مثل HEK293T، وسلالة HEK293 المكيفة مع المعلق، وHEK293T/17، وAAV-293، و2V6.11. استكشف مجموعتنا الواسعة لدعم أعمالك التجريبية والارتقاء بها.

معلومات حول زراعة خط الخلايا HEK293T

تُزرع خلايا HEK293T على نطاق واسع في مختبرات الأبحاث. قبل البدء في زراعة خلايا HEK293T، يجب أن تعرف: ما هو زمن مضاعفة خلايا HEK293T؟ ما هي وسط HEK293T؟ ما هي كثافة بذر خلايا HEK293T؟

النقاط الرئيسية لزراعة خلايا HEK293T

زمن التضاعف:

يبلغ وقت التضاعف المبلغ عنه لخلايا HEK293T 30 ساعة.

الالتصاق أو التعليق:

HEK293T هي سلالة خلوية ملتصقة.

كثافة البذر:

تُزرع خلايا HEK293T بكثافة 1 × 10^{4 خ}لية/سم². عند هذه الكثافة، يمكن للخلايا تكوين طبقة أحادية متلاصقة في غضون 4 أيام تقريبًا. للزراعة، يتم فصل الخلايا الملتصقة باستخدام محلول الفصل Accutase. يتم طرد الخلايا المنفصلة ثم إعادة تعليقها بعناية باستخدام وسط نمو. بعد ذلك، يتم توزيع الخلايا في قوارير جديدة للزراعة.

وسط النمو:

تُزرع خلايا HEK293T في EMEM (وسط إيجل الأساسي الأدنى) الذي يحتوي على 1.0 جم/لتر من L-glucose، و2.2 جم/لتر من NaHCO3، و2.0 مليمولار من L-glutamine، و10% من مصل الأبقار الجنينية. يجب استبدال الوسط مرتين في الأسبوع.

ظروف النمو:

تُحفظ مزارع خلايا HEK293T في حاضنة مرطبة بدرجة حرارة 37 درجة مئوية مع إمداد بنسبة 5٪ من ثاني أكسيد الكربون.

التخزين:

يتم تخزين خلايا الكلى الجنينية البشرية HEK293T في المرحلة البخارية من النيتروجين السائل أو عند درجة حرارة أقل من -150 درجة مئوية لفترة أطول.

عملية التجميد والوسط:

يمكن تجميد خلايا HEK293 في وسط التجميد CM-1 أو CM-ACF. يوصى باستخدام عمليات التجميد البطيئة التي تسمح بانخفاض تدريجي في درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية لخلايا HEK293T لحماية قابليتها للحياة.

عملية الذوبان:

يتم تقليب قارورة الخلايا المجمدة بسرعة في حمام مائي (37 درجة مئوية) حتى يتبقى كتلة صغيرة من الجليد. يتم إعادة تعليق الخلايا في الوسط الطبيعي وتوضع في جهاز الطرد المركزي لإزالة مكونات وسط التجميد. ثم يتم زراعة الخلايا المستعادة في قوارير جديدة تحتوي على وسط نمو. 

مستوى السلامة الحيوية:

يلزم وجود مختبر من مستوى السلامة البيولوجية 1 للتعامل مع مزارع خلايا HEK293T وصيانتها.

الأسئلة المتداولة حول زراعة الخلايا HEK293T وتطبيقاتها

خلايا HEK293T: المنشورات البحثية

في هذا القسم، ذكرنا بعض المنشورات البحثية الواعدة التي تتناول خلايا HEK293T.

تطوير لقاحات mRNA لفيروس SARS-CoV-2 التي تشفر النهاية N-terminal للبروتين سبايك ومجالات ارتباط المستقبلات

سيتم نشر هذه الدراسة في BioRxiv في عام 2022. استخدمت هذه الدراسة خلايا HEK293T لتطوير لقاحات mRNA لفيروس COVID-19 التي تشفر النهاية N-terminal لجين سبايك ومجالات RBD (مجال الارتباط بالمستقبلات).

سرطان الثدي الثلاثي السلبي الإيجابي لـ RNA HER2 الدائري حساس لعقار Pertuzumab

نُشرت هذه الدراسة في مجلة Molecular Cancer في عام 2020. اقترحت الدراسة أن التعبير عن RNA الدائري HER2 في خلايا سرطان الثدي الثلاثي السلبي يجعلها حساسة للعلاج بعقار بيرتوزوماب. استخدم الباحثون خلايا HEK293 لإنتاج فيروس لينتيفيروس ونقل الجين الدائري HER2 في هذه الدراسة.

الدور المضاد للفيروسات لـ IFITM3 في عدوى فيروس الرغوة النموذجي

نُشرت هذه الورقة البحثية في مجلة Virology Journal في عام 2022. استخدمت هذه الدراسة خلايا HEK293T لدراسة التأثير المضاد للفيروسات لـ IFITM3 (البروتين 3 عبر الغشاء المستحث بالإنترفيرون) في عدوى فيروس رغوي نموذجي (PFV).

يتوسط miRNA-21 النشاط المضاد لتكوين الأوعية الدموية للميتفورمين من خلال استهداف تعبير PTEN و SMAD7 ومسار PI3K/AKT

استخدمت هذه الورقة البحثية المنشورة في Nature Scientific Reports (2017) خلايا HEK293T ودرست أن miRNA-21 يتوسط التأثيرات المضادة لتكوين الأوعية الدموية التي يسببها الميتفورمين من خلال تنظيم مسار إشارات PI3K/AKT وتعبير جينات SMAD7 وPTEN.

يمنع MicroRNA-608 تكاثر سرطان المثانة عبر مسار إشارات AKT/FOXO3a

نُشرت هذه الدراسة في مجلة Molecular Cancer في عام 2017. استخدمت هذه الدراسة خلايا HEK293 للتحقيق في الإمكانات المضادة للتكاثر لـ miRNA-608 ضد سرطان المثانة.

موارد لخط الخلايا HEK293T: بروتوكولات ومقاطع فيديو والمزيد

فيما يلي بعض الموارد المتعلقة بخلايا HEK293T:

• تحويل خلايا HEK293T.
• تحويل الخلايا HEK: يعرض هذا الفيديو بروتوكول التحويل العام لسلسلة الخلايا الكلوية الجنينية البشرية HEK293.
• تربية الخلايا: يشرح هذا الفيديو إجراء تقسيم الخلايا الملتصقة أو زراعتها.

بروتوكولات زراعة الخلايا

بروتوكولات زراعة الخلايا لخلايا HEK293T مدرجة هنا.

• تقسيم خلايا HEK293T: يوفر هذا الموقع دليلاً تفصيلياً خطوة بخطوة لإعادة زراعة خلايا HEK293.
• زراعة خلايا الكلى الجنينية البشرية: سيوفر لك هذا الرابط بروتوكول زراعة خلايا HEK293T.

المراجع

1. Tan, E., et al., HEK293 Cell Line as a Platform to Produce Recombinant Proteins and Viral Vectors. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9.
2. Kim, M.J., et al., AMPKα1 ينظم تطور سرطان الرئة والثدي من خلال تنظيم محور الإشارة TRAF6-BECN1 بوساطة TLR4. Cancers (Basel), 2020, 12(11).
3. Wang, Q., et al., الأسس الهيكلية والوظيفية لدخول SARS-CoV-2 باستخدام ACE2 البشري. Cell, 2020. 181(4): ص. 894–904.
4. Gale, E.C., et al., الإفراز البطيء للقاح الوحدة الفرعية لمجال الارتباط بالمستقبلات القائم على الهيدروجيل يثير استجابات الأجسام المضادة المعادلة ضد SARS-CoV-2. bioRxiv, 2021.
5. Kalsoom, A., et al., تقييم مختبري للإمكانات السامة للخلايا لمستخلصات Caladium lindenii على خطوط الخلايا البشرية HepG2 لسرطان الكبد وخطوط الخلايا الطبيعية HEK293T. Biomed Res Int, 2022, p. 1279961.
6. Yu, Z., et al., LncRNA SNHG16 ينظم وظائف الخلايا الغذائية عن طريق محور miR-218-5p/LASP1. J Mol Histol, 2021. 52(5): p. 1021-1033.