Células K562: la línea celular fundamental para la investigación de la leucemia mieloide crónica

Introducción

Las células K562, también denominadas K-562, constituyen una de las líneas celulares leucémicas humanas más estudiadas en la investigación biomédica. Obtida a partir de un derrame pleural, esta línea se ha convertido en el modelo in vitro prototípico de la leucemia mieloide crónica (LMC) BCR-ABL1-positiva en crisis blástica. Desde su caracterización original a mediados de la década de 1970, la línea K562 se ha empleado en una extraordinaria variedad de disciplinas de investigación, entre las que se incluyen la terapia oncológica dirigida, la inmunología de las células asesinas naturales (NK), la hematopoyesis, la eritropoyesis y el cribado de fármacos. Su crecimiento constante en suspensión, la expresión bien definida de la oncoproteína de fusión BCR-ABL y su sensibilidad a los inhibidores de la tirosina quinasa la han convertido en una herramienta indispensable para comprender la biología de la leucemia mieloide. En la actualidad, la línea K562 sigue siendo un estándar de referencia en ensayos de citotoxicidad, estudios genómicos y la evaluación preclínica de nuevos compuestos anticancerígenos.

Puntos clave

• La K562 es una línea celular eritroleucémica humana positiva para BCR-ABL1 derivada de un derrame pleural en crisis blástica de una LMC.
• La línea expresa la oncoproteína de fusión BCR-ABL, lo que la convierte en el modelo de referencia para estudiar las respuestas a los inhibidores de la tirosina quinasa.
• Las células K562 crecen en suspensión y carecen de expresión superficial de MHC de clase I (HLA), lo que las convierte en el objetivo de referencia en los ensayos de citotoxicidad de las células NK.
• La línea presenta una mutación homocigótica de desplazamiento del marco de lectura en el gen TP53 y una fusión génica BCR-ABL que afecta al exón 14 del BCR y al exón 2 del ABL1.
• La línea K562 se utiliza ampliamente para el cribado de fármacos anticancerosos, la investigación de miARN, los estudios de diferenciación hematopoyética y los análisis genómicos del proyecto ENCODE.
• El cariotipo pseudotriploide y el genoma bien caracterizado convierten a la línea K562 en un modelo robusto y reproducible para investigaciones multiómicas.

¿Qué es la línea celular K562?

La línea celular K562 se obtuvo a partir del derrame pleural de una paciente de 53 años diagnosticada con leucemia mieloide crónica BCR-ABL1 positiva en crisis blástica. La línea celular se caracterizó originalmente en 1975 y se convirtió rápidamente en un modelo fundamental para comprender la biología de la leucemia mieloide. Se clasifica como una línea eritroleucémica, que presenta características tanto de precursores de granulocitos indiferenciados como de eritrocitos. A nivel genético, la línea K562 presenta una fusión del gen BCR-ABL1 en la que el exón 14 de BCR se une al exón 2 de ABL1, lo que da lugar a una tirosina quinasa constitutivamente activa que impulsa la leucemogénesis. Además, la línea presenta una mutación homocigótica de desplazamiento del marco de lectura en el gen TP53 (p.Gln136fs*13; c.406_407insC), lo que determina aún más su comportamiento celular y su perfil de respuesta a los fármacos. El número de acceso de Cellosaurus para la línea K562 es CVCL_0004.

Información sobre el cultivo celular de K562

K562 – baja confluencia

K562 – alta confluencia

Ventajas de las células K562

Las células K562 ofrecen varias ventajas excepcionales que explican su popularidad duradera en la investigación sobre la leucemia. Su crecimiento en suspensión elimina la necesidad de procedimientos de desprendimiento enzimático, lo que simplifica el cultivo rutinario y los flujos de trabajo experimentales. Las células proliferan de forma rápida y fiable, alcanzando altas densidades con una viabilidad superior al 90 % tras el primer paso después de la descongelación. Esta sólida consistencia en el crecimiento reduce la variabilidad experimental y facilita la ampliación a mayor escala. Además, las células K562 carecen de expresión detectable de MHC de clase I (HLA) en la superficie, una propiedad que las hace extremadamente sensibles a la destrucción mediada por las células NK. Esto convierte a las células K562 en la línea celular de referencia utilizada en prácticamente todos los ensayos de citotoxicidad de células NK en todo el mundo.

A nivel molecular, la quinasa de fusión BCR-ABL constitutiva proporciona un factor oncogénico bien definido que reproduce fielmente las anomalías clave de señalización de la LMC en crisis blástica. Por lo tanto, los investigadores pueden estudiar las respuestas a los inhibidores de la tirosina quinasa en un sistema controlado y reproducible. El cariotipo pseudotriploide de la línea y su genoma ampliamente caracterizado —incluido su destacado papel como línea celular de referencia primaria de ENCODE— hacen que existan grandes volúmenes de datos transcriptómicos, epigenómicos y de accesibilidad de la cromatina disponibles públicamente. Estos recursos aceleran en gran medida la generación de hipótesis y la interpretación de datos en estudios centrados en la genómica.

Limitaciones de las células K562

A pesar de su uso generalizado, la línea K562 presenta importantes limitaciones que los investigadores deben tener en cuenta. La mutación homocigótica de desplazamiento del marco de lectura en el gen TP53 implica que la línea carece de respuestas apoptóticas funcionales dependientes de p53, lo que puede sesgar los estudios que investigan las vías de daño en el ADN o los mecanismos de acción de los fármacos dependientes de p53. Dado que la línea K562 tiene su origen en una fase de crisis blástica de la LMC, es posible que no represente plenamente las fases más tempranas e indolentes de la enfermedad. Esta especificidad temporal debe tenerse en cuenta a la hora de intentar modelar la patogénesis temprana de la LMC o las respuestas a los fármacos en células en fase crónica.

Los pases in vitro prolongados pueden introducir aberraciones cromosómicas adicionales, lo que podría provocar una deriva fenotípica entre las cepas de laboratorio. Por lo tanto, es posible que diferentes instituciones mantengan sublíneas de K562 con cariotipos o perfiles de expresión génica sutilmente divergentes, lo que complica las comparaciones entre laboratorios. La ausencia de expresión de MHC de clase I, aunque ventajosa para los ensayos con células NK, también implica que la línea K562 no puede utilizarse para estudiar respuestas de células T restringidas por HLA. Por último, al tratarse de una línea celular en suspensión, la K562 no es adecuada para plataformas experimentales que requieran adhesión a la superficie, lo que limita su uso en determinados formatos de ensayos microfluídicos o de cicatrización de heridas.

Aplicaciones de las células K562

LMC, señalización BCR-ABL y terapia dirigida

Las células K562 han servido como modelo in vitro principal para estudiar la señalización oncogénica impulsada por BCR-ABL y los mecanismos de acción de los inhibidores de la tirosina quinasa. La caracterización pionera de la línea celular K562 como línea de eritroleucemia humana, realizada por Andersson et al. (1979), estableció que estas células poseían propiedades únicas de precursores hematopoyéticos y un perfil antigénico compatible con la diferenciación mieloide y eritroide temprana. [1] Ese estudio fundamental proporcionó el marco biológico sobre el que se han construido décadas de desarrollo de fármacos para la LMC, lo que confirmó a las células K562 como el referente celular definitivo para la investigación sobre BCR-ABL.

Investigaciones moleculares más recientes han seguido perfeccionando nuestra comprensión de las redes de señalización de BCR-ABL utilizando células K562. Akbari-Ardabili et al. exploraron las respuestas resueltas en el tiempo de la vía Hippo-YAP en células K562 tratadas con imatinib, demostrando una regulación al alza coordinada de los transcritos de la vía Hippo a las 12 horas y una respuesta retardada de los microARN a las 48 horas. [2] Estos hallazgos arrojan luz sobre los primeros eventos moleculares que vinculan la inhibición de BCR-ABL1 con las decisiones sobre el destino de las células leucémicas. En una línea de investigación paralela, Antonenko et al. examinaron la relación espacial entre FNBP1 y la oncoproteína BCR-ABL mediante inmunofluorescencia y microscopía confocal en células K562. [3] Su análisis bioinformático sugirió que FNBP1 participa en las redes de señalización asociadas a BCR-ABL implicadas en la remodelación del citoesqueleto, lo que pone de relieve una posible nueva diana terapéutica para la LMC.

El eje de señalización JAK/STAT, estrechamente vinculado a la actividad de BCR-ABL, también se ha estudiado en células K562. Li et al. demostraron que la vitamina K4 inhibía la proliferación de las células leucémicas al inducir la detención del ciclo celular y la apoptosis mediada por las mitocondrias, efectos asociados a la modulación de la vía JAK/STAT, y confirmaron estos hallazgos utilizando modelos de xenoinjertos basados en células K562. [4] Un estudio multiómico más amplio realizado por Lukic et al. analizó la activación de la familia STAT en distintos tipos de tumores, basándose en datos de unión a la cromatina y transcriptómicos de las células K562 para contextualizar la actividad oncogénica de STAT3 y STAT5 en neoplasias mieloides. [5] También se ha demostrado que las células madre mesenquimales derivadas de la médula ósea (BMSC) promueven la apoptosis y alteran la distribución del ciclo celular en las células K562 a través de citocinas secretadas, lo que establece un mecanismo paracrino con relevancia traslacional para la investigación del microambiente de la LMC.

Inmunología de las células NK y ensayos de citotoxicidad

La ausencia de expresión de HLA de clase I en la superficie de las células K562 sustenta su papel central como células diana en los ensayos funcionales de las células NK. Kantakamalakul et al. desarrollaron una línea celular estable EGFP-K562 en la que se expresaba de forma estable la proteína fluorescente verde mejorada, lo que permitió medir la citotoxicidad de las células NK mediante citometría de flujo sin necesidad de recurrir a ensayos de liberación de cromo-51 radiactivo. [6] Este enfoque mostró una fuerte correlación con el ensayo estándar de liberación de Cr-⁵¹ (r = 0,87–0,89; p < 0,001) y demostró que una incubación de dos horas arrojaba resultados comparables a los de los protocolos de cuatro horas, lo que agilizó considerablemente las mediciones de citotoxicidad.

Las células K562 siguen sirviendo como referencia comparativa en los estudios de expansión e ingeniería de las células NK. Lim et al. compararon directamente la línea celular alimentadora ARH-77 no modificada con la K562 para la expansión ex vivo de células NK a partir de células mononucleares de sangre periférica, utilizando la K562 como control positivo establecido para evaluar nuevas estrategias de ingeniería. [7] Ambas líneas se modificaron posteriormente para que coexpresaran B7-H6, CD137L, IL-15 e IL-15Rα, lo que demostró que las K562 siguen siendo un andamio de ingeniería clave para generar productos de células NK clínicamente relevantes para la inmunoterapia adoptiva.

Los estudios sobre los mecanismos de activación de las células NK también han aprovechado el sistema K562. Badami et al. utilizaron cribados CRISPR a nivel genómico en células K562 para identificar BAP1 como un determinante genético clave de la susceptibilidad a la destrucción mediada por las células NK. [8] Las células con deleción de BAP1 mostraron una reducción en la inducción de HLA de clase I tras la estimulación con IFN-γ y una mayor desgranulación de las células NK, lo que estableció un vínculo importante entre la regulación epigenética y la evasión del sistema inmunitario innato en la leucemia mieloide. Por otra parte, en los estudios sobre las células T γδ realizados por Cazote et al. se utilizaron células K562 como dianas estimuladoras para evaluar las respuestas funcionales en pacientes con COVID-19 de diversa gravedad. [9]

Cribado de fármacos anticancerígenos e investigación con productos naturales

Las células K562 se incorporan habitualmente a los paneles de cribado de compuestos anticancerígenos debido a su farmacología bien caracterizada y a su cinética de crecimiento predecible. Egorova et al. sintetizaron una serie de nuevos fosfonatos acetilénicos e identificaron tres derivados dialquílicos con una marcada actividad antiproliferativa frente a las células K562, alcanzando un IC₅₀ de 6 μg/ml. [10] Además, estos compuestos provocaron una desorganización significativa del citoesqueleto de actina y redujeron la motilidad de las células K562, lo que sugiere un mecanismo dual relevante para la biología de la invasión de la LMC. En el contexto de los productos naturales, Jia et al. aislaron diterpenoides de tipo cassano de las semillas de Caesalpinia pulcherrima y los sometieron a cribado frente a un panel que incluía la línea K562, observándose que los compuestos 5 y 7 presentaban valores de IC50 en el rango de 9,61 a 27 μM en múltiples líneas celulares cancerosas. [11]

Los terpenoides y los esqueletos fenólicos de origen vegetal han demostrado de forma sistemática actividad contra las células K562 en evaluaciones de bibliotecas de compuestos. Nazemosadat-Arsanjani et al. aislaron diterpenoides, entre ellos las ortoquinonas zhumerianona C y aethiopinona, de Salvia majdae, demostrando una potente citotoxicidad con valores de IC₅₀ de 0,9 a 6,8 μM en paneles de células cancerosas que incluían la línea K562. [12] Zhao et al. describieron ocho sesquiterpenoides nuevos de tipo eudesmánico procedentes de los frutos de Magnolia grandiflora y evaluaron su actividad citotóxica frente a las líneas celulares K562, A549, HepG2, MDA-MB-231 y SW480, además de su perfil antiinflamatorio. [13] Tiuleanu et al. sintetizaron nuevas hidrazonas de salicilideno derivadas del ácido indol-2-carboxílico y evaluaron su potencia antiproliferativa en un panel que incluía la línea K562, lo que puso de relieve la utilidad de esta línea como referencia estándar en campañas de química médica. [14]

Las investigaciones sobre fármacos anticancerosos que utilizan la línea K562 se extienden a flavonoides y vitaminas bien caracterizados, así como a nuevas estructuras sintéticas. Se ha demostrado que la quercetina promueve la detención del ciclo celular y la apoptosis en las células K562, y que las interacciones con las proteínas de choque térmico desempeñan un papel modulador clave. La acetilshikonina indujo la detención del ciclo celular en la fase S en las células K562 con un IC50 de aproximadamente 1,13 μM a las 48 horas, y la disminución de BCR-ABL que la acompañó confirmó la actividad específica en el contexto de la LMC. En conjunto, estos estudios ilustran cómo el perfil definido de BCR-ABL de las células K562 y su perfil de respuesta farmacológica consistente las convierten en una herramienta indispensable para el cribado oncológico preclínico.

MicroARN y regulación epigenética en la leucemia

Las células K562 se han convertido en un modelo preferido para analizar la regulación mediada por microARN del comportamiento de las células leucémicas. Lachinani et al. observaron una regulación a la baja de miR-143 y miR-199 tanto en líneas celulares de LMC como de LMA, y la línea K562 mostró la correlación negativa más fuerte entre estos microARN y la proteína de unión al ARN Musashi2. [15] La sobreexpresión de miR-143 y miR-199 en las células K562 redujo tanto los niveles de ARNm como los de proteína de Musashi2, lo que condujo a una disminución de la proliferación celular y de la capacidad invasiva. El miR-143 ejerció un efecto antiproliferativo cuantitativamente mayor, lo que pone de relieve los diferentes roles funcionales de los distintos miARN que se dirigen a la misma proteína de unión al ARN.

La vía de señalización Hippo-YAP representa un eje regulador emergente en la LMC, y las células K562 han permitido un análisis temporal de sus interacciones con los microARN. El estudio de Akbari-Ardabili et al. perfiló los genes fundamentales de la vía Hippo y los microARN asociados en células K562 durante un intervalo de tratamiento con imatinib de 48 horas, revelando una desconexión temporal entre la regulación al alza temprana del ARNm y las respuestas retardadas de los microARN. [2] Estos hallazgos sugieren que la retroalimentación mediada por microARN podría amortiguar la activación temprana de la vía Hippo en las células de la LMC, lo que tiene implicaciones para comprender la enfermedad residual tras la terapia dirigida. El análisis de unión a la cromatina, realizado a partir de datos derivados de las células K562, también contribuyó al estudio evolutivo de la familia STAT de Lukic et al., aportando conocimientos sobre la regulación de los factores de transcripción en función del contexto. [5]

Investigación sobre la hematopoyesis y la eritropoyesis

Las células K562 conservan la capacidad de diferenciación multilinaje, lo que las convierte en una herramienta valiosa para la investigación sobre la hematopoyesis y la eritropoyesis. Es posible inducir la diferenciación de esta línea hacia los linajes eritroide, megacariocítico y de macrófagos, reproduciendo aspectos del compromiso de los progenitores normales en un sistema de cultivo celular manejable. La investigación sobre las saponinas de Panax notoginseng tratadas al vapor (SPNS) utilizó células K562 como parte de un modelo de proliferación de progenitores eritroides; el análisis multiómico identificó las vías cAMP/PI3K/AKT/cGMP como mediadoras de las propiedades de enriquecimiento sanguíneo relevantes para la anemia inducida por la ciclofosfamida. [16]

La investigación sobre polisacáridos también se ha basado en las propiedades eritroides de las células K562. Hu et al. investigaron la irradiación con haz de electrones como pretratamiento para mejorar la extracción y modificar las propiedades biofuncionales de los polisacáridos de Angelica sinensis, incluidas las actividades inmunomoduladoras y de apoyo a la hematopoyesis, evaluadas en parte utilizando la línea K562 como modelo celular. [17] Estos estudios orientados a la medicina tradicional reflejan la amplia utilidad de la línea K562 como línea de referencia hematopoyética que tiende un puente entre la etnofarmacología y la biología celular moderna.

La identidad eritroleucémica de la línea K562 quedó rigurosamente establecida en el estudio fundamental de Andersson et al. de 1979, que caracterizó su perfil de antígenos precursores eritroides y la situó en el panorama más amplio de las líneas celulares leucémicas humanas. [1] Este trabajo sirve de base para estudios posteriores de diferenciación que han utilizado la línea K562 para modelar el cambio de hemoglobina, la regulación de los genes de la globina y la respuesta de los progenitores eritroides inmaduros a estímulos farmacológicos. Una sublínea de K562 resistente a la doxorrubicina, derivada en trabajos de caracterización posteriores, ha permitido además modelar la resistencia a los fármacos en un contexto eritroleucémico, ampliando la utilidad de la línea para estudiar los mecanismos de resistencia a múltiples fármacos.

Conclusión

Las células K562 ocupan una posición central y única en la investigación hematológica, ya que sirven simultáneamente como modelo definitivo de la leucemia mielógena crónica BCR-ABL1-positiva, como célula diana de referencia en los ensayos de citotoxicidad de las células NK y como plataforma versátil para el cribado de fármacos anticancerosos y los estudios sobre la hematopoyesis. Desde la caracterización inicial de la línea celular eritroleucémica en 1979 [1] hasta los cribados de vanguardia con CRISPR, los análisis de la vía Hippo-YAP y las evaluaciones de productos naturales, la línea K562 ha demostrado una longevidad científica excepcional. Su oncoproteína de fusión BCR-ABL bien definida, la ausencia de expresión de HLA de clase I, su hábito de crecimiento en suspensión y su genoma ampliamente catalogado la convierten, en conjunto, en una herramienta insustituible en los laboratorios de leucemia e inmunología de todo el mundo. Los investigadores que necesiten un modelo fiable y ampliamente validado de LMC para estudios de terapias dirigidas, ensayos de función inmunitaria o investigación genómica encontrarán en la línea K562 un recurso indispensable. Visita cytion.com para consultar las especificaciones completas del producto o para solicitar células K562 para tu programa de investigación.

Publicaciones clave

1. Andersson LC, Nilsson K, Gahmberg CG (1979) K562: una línea celular de eritroleucemia humana. Int. J. Cancer. PMID: 367973
2. Akbari-Ardabili S, Aghazadeh S, Imani M (2026) Respuestas transitorias de los transcritos Hippo-YAP y los microARN al imatinib en células K562 de leucemia mieloide crónica, con análisis exploratorio de los transcriptomas de progenitores CD34⁺. Molecular biology reports. PMID: 42201499
3. Antonenko S, Gurianov D, Kravchuk I (2026) FNBP1 en la leucemia mieloide crónica: asociación espacial con BCR-ABL e implicaciones potenciales para la terapia dirigida. Experimental Oncology. PMID: 42290558
4. Li X, Zhu P, Hu S (2026) Efectos antileucémicos de la vitamina K4 mediante la modulación de la vía de señalización JAK/STAT. Cancer Cell International. PMID: 42216158
5. Lukic D, Guzzi PH, Giorgi FM (2026) Análisis evolutivo y multiómico integrado de la activación de la familia STAT en tumores sólidos. Genes. PMID: 42195004
6. Kantakamalakul W, Jaroenpool J, Pattanapanyasat K (2003) Un nuevo método de citometría de flujo basado en la proteína fluorescente verde mejorada (EGFP)-K562 para medir la actividad citotóxica de las células asesinas naturales (NK). Journal of Immunological Methods. PMID: 12505723
7. Lim YJ, Marr B, Ghaziasgar S (2026) Desarrollo de células alimentadoras ARH-77 modificadas genéticamente para la expansión eficaz de células asesinas naturales con potente actividad antitumoral. Cancers. PMID: 42279415
8. Badami C, Islamagic E, Blomén L (2026) La pérdida de BAP1 altera la señalización del IFN-γ y potencia la citotoxicidad mediada por las células NK en la leucemia mieloide. Cancer Immunology, Immunotherapy: CII. PMID: 42295372
9. Cazote ADS, Mascarenhas GD, Perazzo H (2026) Perfil funcional de las células T γδ en la COVID-19 grave y moderada: un estudio transversal brasileño. Cells. PMID: 42274612
10. Egorova AV, Lobova AM, Egorov DM (2026) Síntesis de nuevos fosfonatos que contienen acetileno, su actividad antiviral y su citotoxicidad frente a diferentes líneas celulares cancerosas. Molecules (Basilea, Suiza). PMID: 42280164
11. Jia L, Ding LF, Li JY (2026) Diterpenoides de tipo cassano procedentes de las semillas de Caesalpinia pulcherrima y sus actividades citotóxicas. Chemistry & biodiversity. PMID: 42246384
12. Nazemosadat-Arsanjani Z, Poustforoosh A, Pirhadi S (2026) Los compuestos diterpenoides aislados de Salvia majdae (Rech.f. & Wendelbo) Sytsma muestran capacidad antiproliferativa e inductora de la apoptosis frente a las células cancerosas. Natural product research. PMID: 42269004
13. Zhao QY, Yin SH, Sai L (2026) Sesquiterpenoides de tipo eudesmano con actividades citotóxicas y antiinflamatorias procedentes de los frutos de Magnolia grandiflora. Fitoterapia. PMID: 42203113
14. Tiuleanu P, Ivanov IV, Andreeva IP (2026) Hidrazonas del ácido indol-2-carboxílico y derivados del ácido hidroxámico: síntesis y evaluación de las propiedades biológicas. Química medicinal (Shariqah (Emiratos Árabes Unidos)). PMID: 42300321
15. Lachinani L, Iranpour R, Forouzanfar M (2026) Efectos supresores de tumores de miR-143 y miR-199 en la línea celular de leucemia mielógena K562 al actuar sobre la proteína de unión al ARN Musashi2. Scientific Reports. PMID: 42230676
16. Xu C, Cui H, Fang Q (2026) Las saponinas de Panax notoginseng cocidas al vapor alivian la anemia inducida por la ciclofosfamida al promover la proliferación de progenitores eritroides a través de la vía cAMP/PI3K/AKT/cGMP. Journal of Ethnopharmacology. PMID: 42250832
17. Hu Y, Liu X, Wang H (2026) Degradación y extracción eficaces, inducidas por radiación de haz de electrones, de los polisacáridos de Angelica sinensis y sus excelentes propiedades biofuncionales. Food Chemistry. PMID: 42235228