Células CHO-K1: Un elemento básico en las aplicaciones de investigación biotecnológica

Las célulasCHO-K1 son un derivado de la línea celular de ovario de hámster chino (CHO). Se utilizan ampliamente en biotecnología industrial para producir biofármacos y otras proteínas recombinantes. Además, la línea celular CHO-K1 también se emplea en la investigación toxicológica. Los investigadores manipulan genéticamente estas células para mejorar la glicosilación, reducir la apoptosis y aumentar la productividad general.

Este artículo le ayudará a repasar casi todos los valiosos conocimientos sobre la línea celular CHO-K1 que pueden facilitarle el trabajo con ella. Específicamente, cubrirá:

Origen y características generales: Células CHO-K1
Línea celular CHO-K1: Información sobre el cultivo
Ventajas y limitaciones de las células CHO-K1
Aplicaciones de la línea celular CHO-K1 en investigación
Células CHO-K1: Publicaciones sobre investigación
Recursos para la línea celular CHO-K1: Protocolos, vídeos y más

1.origen y características generales Células CHO-K1

Las características generales y el origen de una línea celular determinan su uso en investigación. Esta sección le ayudará a conocer el origen y las características de la famosa línea celular CHO-K1. Conocerá: ¿De dónde procede la célula CHO-K1? ¿Qué tamaño tienen las células CHO-K1? ¿Cuál es la forma completa de la línea celular CHO-K1? ¿Cuál es la morfología de las células CHO-K1?

CHO-K1 o línea celular K1 de ovario de hámster chino es un subclon de células CHO parentales que se originó a partir de la biopsia de una hembra adulta de ovario de hámster chino en 1957. La línea celular original fue desarrollada por T.T. Puck y sus colegas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado, Denver, EE.UU. [1].
La línea celular CHO-K1 presenta una morfología de tipo epitelial.
El diámetro de las células CHO-K1 es de aproximadamente 0,001 milímetros. Curiosamente, las células son grandes inicialmente; sin embargo, se hacen pequeñas con el tiempo.
El genoma de las CHO-K1 consta de un número de cromosomas similar al de las células humanas. Tienen cariotipos diploides y sólo presentan menos anomalías cromosómicas.

Línea celular CHO-K1 frente a CHO-S

Ambas líneas celulares son derivados de CHO. Se diferencian en la forma en que estas células crecen y proliferan. Las células CHO-S están adaptadas para crecer en cultivos, mientras que las CHO-K1 pueden manipularse genéticamente para producir células adherentes y en suspensión.

Cultivo en suspensión en la producción farmacéutica.

2.línea celular CHO-K1: Información sobre el cultivo

La línea celular CHO-K1 se utiliza ampliamente en la investigación biotecnológica industrial. Son líneas celulares fáciles de mantener. Conocer los puntos clave del cultivo de células CHO-K1 puede ayudarle a realizarlo con facilidad. Esta sección le ayudará en el aprendizaje: ¿Son adherentes las células CHO-K1? ¿Cuál es el tiempo de duplicación de las células CHO-K1? ¿Qué medio se utiliza para el cultivo de células CHO? ¿Cuál es la densidad de siembra de las células CHO-K1?

Puntos clave para el cultivo de células CHO-K1

Tiempo de duplicación de la población:	El tiempo de duplicación de CHO-K1 es de aproximadamente 22 horas.
Adherentes o en suspensión:	Las células CHO-K1 son adherentes. Sin embargo, pueden modificarse genéticamente para que sean células CHO-K1 en suspensión.
Densidad de siembra:	La densidad de siembra de CHO-K1 es de 1 x¹⁰⁴ ^células/cm2. Con esta densidad, las células pueden formar una capa confluente en aproximadamente 6 días. Para células adherentes, las células se enjuagan con 1 x PBS y se incuban de 8 a 10 minutos a temperatura ambiente. Las células disociadas se añaden a medio fresco y se centrifugan. Las células cosechadas se resuspenden y se vierten en el nuevo matraz para su crecimiento.
Medio de crecimiento:	Para el cultivo de células CHO-K1 se utiliza medio de crecimiento F12 de Ham suplementado con 10% de FBS, 1,0 mM de glutamina estable, 1,0 mM de piruvato sódico y 1,1 g/L de NaHCO3. Los medios deben sustituirse de 2 a 3 veces por semana.
Condiciones de crecimiento:	Los cultivos de CHO-K1 se mantienen en una incubadora humidificada a 37°C con un suministro del 5% de CO2.
Conservación:	Las células CHO-K1 congeladas se almacenan a una temperatura inferior a -150°C o en la fase de vapor de nitrógeno líquido.
Proceso y medio de congelación:	Para la congelación de células CHO-K1 se utilizan los medios de congelación CM-1 o CM-ACF. Para congelar células CHO-K1 se utiliza un proceso de congelación lento que permite un descenso gradual de la temperatura de 1°C.
Proceso de descongelación:	Las células CHO-K1 congeladas se mantienen en un baño de agua a 37°C hasta que quede un pequeño grumo de hielo. Las células descongeladas se añaden con medio de cultivo fresco y se vierten en el nuevo matraz que contiene medio de cultivo a una densidad de 5 x¹⁰⁴ ^células/cm2. Las células tardan entre 24 y 48 horas en revivir adecuadamente.
Nivel de bioseguridad:	Los cultivos de CHO-K1 se manipulan y mantienen en laboratorios de bioseguridad de nivel 1.

Células CHO-K1 en cultivo en suspensión que muestran menos del 10% de células adherentes (izquierda) y agrupación (derecha).

3.ventajas y limitaciones de las células CHO-K1

CHO-K1 es una herramienta de investigación inestimable. Su combinación única de ventajas y limitaciones la distingue de otras líneas celulares. En esta sección se han analizado algunas ventajas y desventajas de la línea celular CHO-K1.

Ventajas

Las principales ventajas de la línea celular CHO-K1 incluyen:

Facilidad de transfección	Las células CHO-K1 se utilizan ampliamente en estudios de transfección. Pueden transfectarse de forma transitoria y estable mediante diferentes procedimientos físicos y químicos. Debido a su elevada capacidad de transfección, las células CHO-K1 se emplean ampliamente para producir proteínas recombinantes y otros productos biofarmacéuticos.
Rápida tasa de crecimiento y fácil cultivo	El tiempo de duplicación de las células CHO-K1 es de sólo 22 horas, por lo que tienen una alta tasa de crecimiento y son ideales para su uso en biotecnología industrial. Además, la adaptación a la suspensión de CHO-K1 las hace útiles para producir grandes cantidades de productos biofarmacéuticos. Además, son fáciles de cultivar y mantener en laboratorios y no requieren condiciones ni procedimientos de cultivo difíciles.
Baja frecuencia de anomalías cromosómicas	CHO-K1 es un sistema modelo bien caracterizado y establecido. El genoma CHO-K1 es estable y presenta pocas anomalías cromosómicas. Por lo tanto, son huéspedes ideales para la producción de proteínas recombinantes.

Limitaciones

A continuación se exponen algunas limitaciones de la línea celular CHO-K1:

Origen no humano	Aunque las células CHO-K1 tienen la capacidad de llevar a cabo patrones de glicosilación similares a los humanos, son de origen no humano. Esto podría ser un problema a la hora de estudiar procesos celulares altamente específicos de los humanos y la inmunogenicidad de agentes terapéuticos.
Heterogeneidad	Las células CHO-K1 pueden presentar características genéticas ligeramente diferentes dentro de la misma población, lo que da lugar a heterogeneidad genética. Esto puede afectar a las funciones celulares y causar variabilidad en los niveles de expresión de proteínas, influyendo potencialmente en la reproducibilidad de los resultados experimentales.

4.aplicaciones de la línea celular CHO-K1 en investigación

La línea celular CHO-K1 tiene numerosas aplicaciones en biotecnología industrial e investigación toxicológica. Aquí se comentan algunas específicas.

Producción de proteínas recombinantes: Las células CHO-K1 son herramientas de investigación inestimables para la producción de proteínas recombinantes, incluidos anticuerpos, proteínas terapéuticas y enzimas. Su elevada tasa de crecimiento y sus fáciles condiciones de cultivo ayudan a producir grandes cantidades de proteínas recombinantes con un plegamiento y una glicosilación adecuados. Por ejemplo, en un estudio realizado por Kritika Gupta se utilizaron células CHO-K1 y se transfectaron de forma estable para producir un anticuerpo monoclonal recombinante contra el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) [2]. La producción de anticuerpos con células CHO K1 es bastante fiable y cómoda. Los investigadores también modifican estas células para mejorar la producción de anticuerpos CHO K1. Por ejemplo, en un estudio se manipularon genéticamente células CHO-K1 para producir anticuerpos con elevadas proporciones de N-glicanos a-fucosilados unidos a Fc, lo cual es importante para su función efectora [3].
Investigación toxicológica: La célula CHO-K1 se utiliza a menudo para el descubrimiento de fármacos y ensayos de cribado. Pueden emplearse para evaluar la toxicidad y eficacia de fármacos potenciales. Además, los investigadores utilizan las células CHO-K1 para investigar las interacciones fármaco-objetivo y estudiar el metabolismo de los fármacos. Se han realizado varios estudios para evaluar los posibles efectos terapéuticos de extractos de plantas, compuestos, nanopartículas, proteínas terapéuticas y otros agentes utilizando la línea celular CHO-K1. En 2022 se realizó una investigación similar en la que los investigadores midieron el potencial citotóxico de extractos vegetales ricos en flavonoides en células CHO-K1 [4]. Asimismo, una investigación realizada por Ryan Deweese y sus colegas evaluó la citotoxicidad de los extractos de Baptisia australis, Trifolium pratense y Rubus idaeus en células CHO-K1 de ovario de hámster chino [5].

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5.células CHO-K1: Publicaciones de investigación

Las siguientes son algunas publicaciones de investigación interesantes sobre células CHO-K1.

La sobreexpresión de SIRT6 alivia la apoptosis y mejora la viabilidad celular y la expresión de anticuerpos monoclonales en células CHO-K1

Este estudio publicado en Molecular Biology Reports (2023) propuso los efectos positivos de la sobreexpresión del gen SIRT6 sobre la viabilidad de las células CHO-K1 y la expresión de anticuerpos.

Aumento del rendimiento y la actividad de anticuerpos defucosilados producidos por células CHO-K1 mediante la orientación génica multiplex mediada por Cas13d

Esta publicación aparece en el Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Los resultados de la investigación demuestran el potencial de CRISPR-Cas13d para modificar genéticamente células CHO-K1 con el fin de mejorar la producción de anticuerpos en términos de calidad y cantidad.

Aplicación de la maltosa como fuente de energía en cultivos CHO-K1 sin proteínas para mejorar la producción de anticuerpos monoclonales recombinantes

Este artículo de investigación de Nature Scientific Reports (2018) sugirió la maltosa como una fuente de energía prometedora para cultivar células CHO-K1 en un medio libre de proteínas y mejorar la producción de anticuerpos monoclonales recombinantes.

Revelan la citotoxicidad y antigenotoxicidad del extracto etanólico de piper nigrum l. y su combinación con doxorrubicina en células CHO-K1

Este estudio publicado en el Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) utilizó células CHO-K1 para evaluar los posibles efectos citotóxicos y antigenotóxicos del extracto etanólico de pimienta negra solo y en combinación con doxorrubicina.

Citotoxicidad y genotoxicidad de nanopartículas de plata en células de la línea celular de ovario de hámster chino (CHO-K1)

Esta investigación se publicó en The Nucleus en 2019. En ella, los investigadores evaluaron el potencial citotóxico y genotóxico de las nanopartículas de plata en la línea celular CHO-K1.

6.recursos para la línea celular CHO-K1: Protocolos, vídeos y más

CHO-K1 es una línea celular famosa. Aquí se mencionan los recursos disponibles sobre protocolos de cultivo y transfección de CHO-K1.

Transfección de CHO-K1: Este enlace describe el protocolo de transfección de CHO-K1. Es una guía paso a paso para transfectar ADN plasmídico en células CHO-K1 utilizando el reactivo Lipofectamine LTX.
Tutorial de transfección CHO-K1: Este vídeo explica en detalle el procedimiento de transfección transitoria de CHO-K1.

Aquí hay algunos recursos que describen el protocolo de cultivo celular para células CHO-K1.

Células CHO-K1: Este enlace web contiene información útil sobre las células CHO-K1, incluyendo la receta del medio CHO-K1, el subcultivo y el protocolo de descongelación.

Referencias

Gamper, N., J.D. Stockand, y M.S. Shapiro, The use of Chinese hamster ovary (CHO) cells in the study of ion channels. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): p. 177-85.
Gupta, K., et al., A Stable CHO K1 Cell line for producing recombinant monoclonal antibody against TNF-α. Biotecnología Molecular, 2021. 63(9): p. 828-839.
Popp, O., et al. Development of a pre-glycoengineered CHO-K1 host cell line for the expression of antibodies with enhanced Fc mediated effector function. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
Kurchatova, M., et al., Cytotoxicity of Flavonoid-Containing Plant Extracts toward the CHO Cell Line: a Comparative Study. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): p. 80-85.
Deweese, R., et al., Cytotoxic Effects of Trifolium pratense, Baptisia australis, and Rubus idaeus Extracts on CHO-K1 Cells. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): p. 128-139.