Células HuH7: una puerta de entrada a la investigación sobre el hepatoma y el VHC

La línea celular HuH7, derivada del hepatoma humano, representa una colección inmortalizada de células tumorígenas de tipo epitelial. Esta línea, junto con sus derivadas HuH7.5 y HuH7.5.1, sirve como sustituto práctico de los hepatocitos primarios en contextos experimentales. Se utiliza principalmente en modelos de cultivo celular para investigar la infección por el virus de la hepatitis C (VHC) y la fisiopatología del hepatoma.

Origen y características de las células HuH-7

Es fundamental comprender los orígenes, las características clave y las condiciones óptimas de cultivo de la línea celular HuH7 antes de su aplicación en la investigación.

La línea celular HuH7 fue establecida por Sato, J, y Nakabayshi, H en 1982, derivada de un linaje de cáncer de hepatocitos altamente diferenciado. Se obtuvo originalmente de un carcinoma hepatocelular en un varón japonés de 57 años. Caracterizadas por su capacidad para producir diversas sustancias fisiológicamente relevantes, como la albúmina y la alfa-fetoproteína, las células HuH7 muestran una alta susceptibilidad a la infección por el VHC, lo que las hace adecuadas para su uso en sistemas de replicones del VHC. Esta característica hace que la línea celular sea valiosa para el cribado y el desarrollo de terapias contra el VHC. Las células HuH7 presentan una morfología de tipo epitelial, con forma hexagonal, y se adhieren a las superficies para formar monocapas bidimensionales durante el crecimiento. De media, las células HuH7 tienen un diámetro de 21,9 µm, con una tendencia a presentar un aspecto más grande y aplanado. La línea celular HuH7 se caracteriza por un número cromosómico heterogéneo, que suele oscilar entre 55 y 63, lo que refleja la variabilidad genética dentro de la población celular. Esta heterogeneidad es consecuencia de las presiones selectivas a las que se ve sometida durante el cultivo celular y puede variar en función de las diferentes condiciones de laboratorio.

Análisis comparativo: líneas celulares HuH7 frente a HuH7.5

La línea celular HuH7.5, derivada de HuH7, se diferencia principalmente por una mutación sin sentido en el gen RIG-I (DDX58), crucial para la respuesta antiviral intracelular. Esta mutación aumenta la permisividad de las células HuH7.5 para la replicación del ARN genómico y subgenómico del VHC, lo que la distingue de la línea celular parental HuH7 en cuanto a su utilidad en la investigación virológica.

Cultivo de células HuH7: protocolos esenciales para un crecimiento óptimo

Las células HuH7, fundamentales en innumerables estudios de investigación, requieren condiciones de cultivo precisas para desarrollarse. En esta sección se analizan los aspectos fundamentales del cultivo de células HuH7, garantizando el mantenimiento de su relevancia fisiológica en las investigaciones científicas.

Dinámica del tiempo de duplicación

El tiempo de duplicación de las células HuH7 suele ser de 24 horas, aunque las variaciones en los medios de cultivo celular pueden alargar este periodo hasta 36-48 horas, lo que pone de relieve la influencia de las condiciones ambientales en la proliferación celular.

Características de adhesión

Las células HuH7 forman predominantemente una monocapa bidimensional, adhiriéndose a las superficies de las placas y frascos de cultivo, lo que subraya su preferencia por un sustrato físico estable frente a los cultivos en suspensión.

Densidad óptima de siembra

Mantener la confluencia de las células HuH7 dentro del rango del 30-90 % es fundamental para evitar una disminución de las tasas de proliferación más allá del 90 % de confluencia. El subcultivo con Accutase facilita el desprendimiento, lo que permite la siembra a densidades adaptadas a las necesidades experimentales, que van desde los niveles óptimos (2×10⁴ células/cm²) hasta los de saturación (6×10⁴ células/cm²).

Requisitos nutricionales

El medio Eagle modificado de Dulbecco (DMEM) con alto contenido en glucosa y suplementado con un 10 % de suero fetal bovino (FBS) proporciona un entorno nutricional ideal para las células HuH7. La renovación regular del medio, idealmente 2-3 veces por semana, es crucial para mantener la salud celular.

Condiciones ambientales

Una incubadora humidificada ajustada a un 5 % de CO₂ y 37 °C favorece de manera óptima el cultivo de células HuH7, simulando condiciones fisiológicas propicias para la actividad celular.

Almacenamiento a largo plazo

Para una conservación prolongada, las células HuH7 deben almacenarse en la fase de vapor de nitrógeno líquido, lo que garantiza su viabilidad para futuras investigaciones.

Criopreservación y recuperación

El empleo de una técnica de congelación gradual es fundamental para mantener la viabilidad celular durante la crioconservación. Las células deben suspenderse en un medio de congelación específicamente diseñado, como el CM-1, lo que garantiza una transición suave al almacenamiento criogénico. Tras la descongelación, es esencial para restablecer los cultivos celulares una reactivación rápida pero suave en un baño de agua a 37 °C, seguida de una centrifugación para eliminar el medio de congelación y una resuspensión en medio de crecimiento fresco.

Consideraciones de bioseguridad

Se recomienda seguir un protocolo de nivel 1 de bioseguridad para la manipulación y propagación de la línea celular HuH7, en consonancia con las normas de seguridad y éticas en entornos de laboratorio.

Al cumplir estas condiciones de cultivo meticulosamente descritas, los investigadores pueden garantizar el crecimiento robusto y la relevancia fisiológica de las células HuH7 en sus exploraciones científicas, allanando el camino para descubrimientos revolucionarios en la investigación del hepatoma y el virus de la hepatitis C.

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Células HuH7: ventajas y desventajas

La línea celular HuH7 presenta tanto ventajas como limitaciones. Repasemos los posibles pros y contras de esta línea celular, ya que esto puede ayudarte a decidir si es adecuada para tus experimentos.

Ventajas de la línea celular HuH7

Las células HuH7 poseen muchas características que las hacen atractivas para su uso en investigación.

• Fácil propagación: A diferencia de otras líneas celulares de hepatoma humano, la línea celular HuH7 puede cultivarse fácilmente sin la adición de suero; sin embargo, CLS recomienda utilizar RPMI 1640 con un 10 % de FBS y 2 mM de L-glutamina. Las células HuH-7 secretan un factor de crecimiento que ayuda a las células a crecer sin suero.
• Flexibilidad de transfección: La línea celular HuH7 se utiliza ampliamente con fines de transfección debido a su alta receptividad al genoma del VHC. Por lo tanto, estas células son fundamentales para el cribado y el desarrollo de fármacos contra el VHC.
• Alternativa a los hepatocitos humanos: La línea celular HuH7 es un excelente sustituto de los hepatocitos humanos. Puede ayudar a los investigadores a estudiar los transportadores hepáticos de fármacos y a comprender la interacción de ciertos fármacos con las MRP (proteínas asociadas a la resistencia a múltiples fármacos).
• Desarrollo de un modelo de ratón con xenoinjerto: Las células HuH7 se han utilizado para producir un modelo de ratón con xenoinjerto derivado de una línea celular. Este modelo animal puede proporcionar información valiosa a los investigadores sobre los inhibidores de la proteína quinasa y las terapias contra el cáncer.
• Investigación sobre el cáncer: La línea celular HuH7 es una línea celular de cáncer de hígado humano, que ayuda a los investigadores a realizar estudios sobre el cáncer de hígado.

Limitaciones de la línea celular HuH-7

Existen algunas limitaciones asociadas al cultivo de la línea celular HuH7.

Contaminación microbiana: La contaminación bacteriana es el problema más común en el cultivo celular. Cuando se produce una infección, esta se puede distinguir por el cambio en el pH y la turbidez del medio de cultivo. Entre las contaminaciones bacterianas, la contaminación por micoplasma no suele ser evidente. Sin embargo, afecta lentamente a la morfología, la expresión génica y otras características de la línea celular.

Periodo de cultivo: Aunque la línea celular HuH-7 es inmortal, superar el periodo de cultivo puede afectar gradualmente a la salud de las células. Puede afectar a la tasa de proliferación y a la expresión génica, lo que puede reducir la reproducibilidad de los resultados. Para la línea celular HuH-7, el número de pases debe mantenerse por debajo de 20-25.

Aplicaciones de las células HuH-7

Esta línea celular derivada del hepatoma humano ofrece numerosas aplicaciones de investigación. A continuación describimos algunas áreas de investigación en las que se utiliza la línea celular HuH7.

1. Resistencia a los fármacos: HuH7 es una línea celular de carcinoma hepatocelular (CHC) que puede utilizarse para estudiar la resistencia a los fármacos frente a posibles tratamientos contra el cáncer de hígado. Un estudio realizado en 2021 utilizó células HuH7, que se hicieron resistentes al sorafenib de forma experimental, para desarrollar nuevas y eficaces terapias, es decir, péptidos de autoensamblaje que se acumulan en las mitocondrias.

2. Conocimientos genéticos y perfiles moleculares a través de las células HuH7: Las distintas líneas celulares HuH7, incluyendo diversos derivados y variantes, han permitido una comprensión más profunda de la expresión génica y del papel de marcadores genómicos específicos en la enfermedad. Técnicas como la espectroscopia Raman, promovida por investigadores como Evgeny Gladilin, se han aplicado a las células HuH7 para la elaboración de perfiles moleculares y celulares, revelando información sobre la respuesta celular a la infección viral. El potencial de la espectroscopia Raman, combinado con métodos como la proteómica cuantitativa, ha facilitado la exploración de las respuestas de las células huéspedes, incluida la respuesta del interferón y los cambios en las gotas lipídicas, que son fundamentales para comprender la replicación del VHC y el efecto del SARS. Se puede investigar la expresión de diferentes marcadores oncogénicos para comprender su comportamiento en respuesta a cualquier tratamiento, como en un estudio que utilizó células HuH7 para investigar el efecto del compuesto kaempferol sobre el patrón de expresión de los genes de la vía MMP9 y AKT. Estas vías regulan la metástasis y la invasividad del carcinoma hepatocelular. Otro estudio reciente también investigó el papel del gen de la cascada de señalización Wnt/β-catenina en la supervivencia y el crecimiento de las células del CHC.

3. Desarrollo de fármacos: Las células HuH7 se utilizan ampliamente en estudios de cribado y desarrollo de fármacos contra el cáncer de hígado. Se han llevado a cabo múltiples estudios para investigar el potencial inhibidor de numerosos extractos vegetales, compuestos de origen vegetal, nanopartículas y otros agentes terapéuticos contra el CHC. Un estudio realizado en 2022 analizó las propiedades proapoptóticas y anticancerígenas de un radionucleido contra el carcinoma hepatocelular utilizando una línea celular HuH7.

4. Células HuH7: un punto focal en la investigación viral y el análisis celular Las células HuH7 se han convertido en una piedra angular en el estudio de la infección viral y las enfermedades infecciosas, en particular el virus de la hepatitis C (VHC) y sus interacciones con coronavirus como el SARS-CoV-2, responsable de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). El desarrollo de sistemas experimentales de cultivo celular del VHC (HCVcc) utilizando células HuH7 ha mejorado significativamente nuestra capacidad para estudiar el complejo proceso de replicación del VHC y los factores del huésped esenciales para la infección por el VHC. Esto incluye el examen de la eficiencia de la replicación del ARN del VHC y la producción de viriones infecciosos. Las distintas líneas de células HuH7, incluidas las variantes senescentes e infectadas, proporcionan un panel diverso para investigar la multiplicidad de la infección, la propagación viral y los mecanismos de inhibición contra virus como el SARS.

En resumen, el estudio de las células HuH7 abarca un amplio espectro de investigaciones científicas, desde los mecanismos moleculares que subyacen a las infecciones virales hasta las respuestas celulares detalladas provocadas por estos patógenos. A través del prisma de la investigación con HuH7, la comunidad científica continúa desentrañando la compleja dinámica de las interacciones entre el huésped y el virus, contribuyendo al avance de las estrategias antivirales y a nuestra comprensión de los determinantes celulares en las enfermedades virales.

Publicaciones sobre HuH-7

Existe una gran cantidad de publicaciones que utilizan la línea celular HuH7 para diferentes fines. A continuación, mencionamos algunas publicaciones recientes y significativas.

• Aplicación de péptidos de autoensamblaje dirigidos a las mitocondrias como tratamiento novedoso para las células de carcinoma hepatocelular resistentes al sorafenib.

Este estudio se publicó en Nature Scientific Reports en 2021. El estudio utilizó células de carcinoma hepatocelular resistentes al sorafenib inducidas experimentalmente (línea celular HuH7) para investigar los efectos proapoptóticos y antitumorales del Mito-FF (péptidos de autoensamblaje que se acumulan en las mitocondrias), recientemente desarrollado.

• El kaempferol inhibe la migración celular de las células de carcinoma hepatocelular humano al suprimir la MMP-9 y la señalización de Akt

Este artículo fue publicado en la revista Environmental Toxicology por Po-Chung Ju y sus colegas en 2021. En este estudio, los investigadores exploraron el potencial antimetastásico de un compuesto de origen vegetal, el kaempferol, frente a las células de carcinoma hepatocelular (HuH7). Además, también estudiaron las vías de señalización que regulan la metástasis y la invasión de las células de cáncer de hígado.

• La dafnetina inhibe la supervivencia de las células de carcinoma hepatocelular mediante la regulación de la vía de señalización Wnt/β-catenina

Este artículo se publicó en la revista Drug Development Research en 2022. Este estudio explica el papel anticancerígeno del compuesto dafnetina contra el CHC. Este compuesto de origen vegetal inhibe la señalización Wnt/β-catenina para restringir el crecimiento de las células cancerosas.

• El RGFP966 suprime el crecimiento y la migración tumoral mediante la inhibición de la expresión del EGFR en células de carcinoma hepatocelular in vitro

Este artículo de investigación, publicado en la revista Drug Design, Development, and Therapy, describe el papel de la señalización del EGFR en el crecimiento y la metástasis del carcinoma hepatocelular. El estudio utilizó células HuH7 para investigar el efecto inhibidor del RGFP966, un inhibidor de la histona deacetilasa 3 (HDAC3), contra el CHC mediante la supresión de los genes de la vía del EGFR.

• El perrenato de renio (188ReO4) indujo la apoptosis y redujo el fenotipo canceroso en células de cáncer de hígado

Esta publicación en la revista Cells indica el uso de células HuH7 para investigar el potencial anti-CHC de un radionucleido, es decir, el perrenato de renio.

• Actividad antiviral de nanopartículas de quitosano que encapsulan curcumina contra el genotipo 4a del virus de la hepatitis C en líneas celulares de hepatoma humano

Este estudio se ha publicado en la revista International Journal of Nanomedicine. El estudio utilizó células HuH7 para explorar la actividad antiviral de nanopartículas de quitosano que contienen curcumina contra el genotipo 4a del VHC.

Recursos de HuH-7: protocolos, vídeos y más

Existen muchos recursos disponibles para el cultivo y mantenimiento de la línea celular HuH7. Aquí encontrará información sobre los recursos disponibles que explican los protocolos de cultivo celular y transfección para HuH7, así como vídeos educativos.

Protocolos de cultivo celular

Los siguientes recursos pueden ayudarle a iniciarse en el cultivo y mantenimiento de HuH7.

• Información y recursos sobre el cultivo celular de HuH-7: este sitio web contiene mucha información útil, incluido el protocolo de subcultivo de la línea celular HuH-7, su almacenamiento y su manipulación.

• Protocolo de cultivo celular de HuH7

Protocolos de transfección de HuH7

Las células HuH7 se transfectan de muchas maneras. Los siguientes recursos proporcionan una gran cantidad de información sobre protocolos de transfección, reactivos y productos químicos necesarios, consejos útiles y precauciones.

Vídeos relacionados con la línea celular HuH7

Hay muchos vídeos educativos disponibles sobre protocolos básicos de subcultivo, siembra y transfección, entre otros.

• Pasaje de células: Conceptos básicos del cultivo celular: Este vídeo trata sobre el protocolo básico de cultivo de la línea celular.

Esperamos que la información proporcionada en este artículo le ayude a adquirir conocimientos básicos y avanzados sobre la línea celular HuH7 antes de trabajar con ella. Si desea utilizar estas células en su trabajo de investigación, puede solicitárnoslas.

Preguntas frecuentes sobre la línea celular HuH7 y la investigación viral