Cellules HEK293T : exploiter tout le potentiel des études de transfection

Les cellules HEK293T sont des cellules rénales embryonnaires humaines largement utilisées en biotechnologie industrielle, en toxicologie et dans la recherche sur le cancer. Ces cellules immortalisées sont également utilisées pour produire diverses protéines thérapeutiques et divers virus.

Caractéristiques générales et origine des cellules HEK293T

Cette section de l'article traite de l'origine et des informations générales concernant la lignée cellulaire HEK293T. 

• La lignée cellulaire HEK293T provient de cellules rénales embryonnaires humaines primaires cultivées en laboratoire. Les chercheurs ont développé ces cellules au début des années 1970 en transfectant des cellules rénales embryonnaires avec des fragments d'ADN d'adénovirus de type 5. Les chercheurs ont établi la lignée cellulaire HEK293T en introduisant le grand antigène T du virus simien 40 (SV40) dans le génome des cellules HEK293. Cette modification a permis aux chercheurs de transfectier facilement les cellules 293 et les a rendues adaptées à la production de protéines et aux études d'expression génique [1].
• Les cellules HEK293T possèdent une morphologie de type épithélial. Elles présentent une forme allongée et aplatie avec une limite cellulaire bien définie.
• La taille des cellules HEK293T varie entre 11 et 15 µm de diamètre.
• Les cellules HEK293T à l'antigène T majeur du SV40 possèdent un caryotype complexe. Ces cellules sont hypotriploïdes, contenant trois fois moins de chromosomes qu'un gamète haploïde, et leur nombre modal de chromosomes est de 64.

Quelle est la différence entre les cellules HEK293T et HEK293 ?

Les lignées cellulaires HEK293 et HEK293T sont toutes deux d'origine humaine. HEK293T est un dérivé courant de la lignée cellulaire HEK293. Les scientifiques ont développé ces cellules à partir des cellules rénales embryonnaires humaines 293 d'origine en les transfectant avec l'antigène T de grande taille du SV40, tandis qu'ils ont établi les cellules HEK293 immortalisées en transformant et en cultivant des cellules rénales embryonnaires humaines avec des fragments d'ADN de l'adénovirus humain 5.

Technologies cellulaires et applications biomédicales des cellules HEK293T

Culture cellulaire et conservation des cellules dans la recherche sur les cellules HEK293T

Les cellules HEK293T, dérivées de cellules rénales embryonnaires humaines 293, sont largement utilisées en culture cellulaire en raison de leur croissance robuste et de leur facilité de transfection. Pour travailler avec ces cellules, les chercheurs doivent donner la priorité à la constitution de banques de cellules, ce qui implique de stocker les cellules en vue d'une utilisation à long terme pour la recherche et à des fins thérapeutiques. Ils doivent adopter une approche graduée de la constitution de banques de cellules afin de préserver les propriétés cellulaires et d'assurer la viabilité à long terme des cellules. La création de banques de cellules nécessite le respect des réglementations relatives aux bonnes pratiques de fabrication afin de garantir la viabilité et l'intégrité des cellules destinées à des applications thérapeutiques.

Les bonnes pratiques de fabrication sont essentielles à la production de banques de cellules HEK293T, qui constituent la base des applications tant de recherche que thérapeutiques. La banque de cellules mère sert de référence pour tous les produits cellulaires ultérieurs. La fabrication de ces cellules à des fins thérapeutiques, telle que la production de lentivirus pour les thérapies géniques, suit des normes réglementaires strictes afin de garantir la sécurité et l'efficacité des produits finaux.

Protocoles et tests utilisant les cellules HEK293T

En cytotechnologie, des protocoles et des tests spécifiques sont conçus pour évaluer les propriétés des cellules HEK293T. Ceux-ci comprennent l'évaluation de l'efficacité des vecteurs de thérapie génique et de l'interaction de la cellule avec la matrice extracellulaire dans une culture en boîte ou en suspension. Afin de préserver l'intégrité des cellules HEK293T, les chercheurs choisissent avec précision les réactifs utilisés pour la transfection et soumettent les matières premières à des tests de contrôle qualité rigoureux.

Applications de recherche de la lignée cellulaire HEK293T

• Développement de vaccins : la lignée cellulaire HEK293T a été utilisée pour étudier les virus et produire des vaccins à vecteur viral destinés à lutter contre diverses infections virales. Une étude a utilisé cette lignée cellulaire rénale embryonnaire pour étudier les bases structurelles et fonctionnelles de l'entrée du virus de la COVID-19 dans les cellules via l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) humaine [3]. De plus, une étude récente a utilisé des cellules HEK93T pour générer des particules de lentivirus pseudotypées par la protéine Spike du SARS-CoV-2 [4].
  
• Recherche en toxicologie : cette lignée cellulaire rénale embryonnaire humaine est largement utilisée pour tester la toxicité et l'efficacité des médicaments. Une étude menée en 2022 a utilisé la lignée HEK293T comme lignée cellulaire humaine normale pour valider le potentiel cytotoxique d'extraits de Caladium lindenii contre la lignée cellulaire de cancer du foie HepG2 [5].
• Études d'expression génique : la lignée cellulaire HEK293T, qui exprime l'antigène T de grande taille du SV40, se prête très bien à la transfection et convient donc aux études d'expression génique. Une étude a utilisé des cellules HEK293T pour étudier le rôle de l'ARN non codant long SNHG16 dans la régulation des fonctions trophoblastiques. L'étude a révélé que l'ARN non codant long SNHG16 interagit avec l'axe miR-218-5p/LASP1 pour médier ces effets [6].

Innovations en thérapie cellulaire utilisant les cellules HEK293T

Progrès en thérapie cellulaire avec les cellules HEK293T

Les cellules HEK293T contribuent de manière significative au paysage de la thérapie cellulaire, en particulier dans la génération de vecteurs viraux pour la thérapie génique. Ces cellules sont essentielles dans les processus de fabrication respectant les réglementations relatives aux bonnes pratiques de fabrication, car elles garantissent la production de produits de thérapie génique de haute qualité. La formation du personnel de fabrication met également l'accent sur la gestion des propriétés uniques des cellules HEK293T et le maintien d'un niveau de qualité élevé pour les médicaments dérivés de ces cellules.

Les cellules HEK293T dans les essais cliniques et la thérapie génique

La lignée cellulaire HEK293T joue un rôle central dans le développement de produits de thérapie génique et fait partie intégrante des essais cliniques visant à mettre sur le marché de nouvelles thérapies cellulaires. Cela implique de tirer parti de la forte transfectivité de la lignée cellulaire pour l'administration de gènes, en utilisant des vecteurs tels que les vecteurs d'encapsidation lentiviraux, pour lesquels la mutation D64V de l'intégrase a constitué une avancée notable en matière de sécurité.

Techniques innovantes en culture cellulaire HEK293T

La polyvalence des cellules HEK293T permet de mettre en œuvre des techniques innovantes dans les cultures cellulaires bidimensionnelles et multidimensionnelles plus complexes. Cette adaptabilité est essentielle pour explorer des produits cellulaires destinés à divers types de recherche biomédicale, notamment la recherche sur le cancer, où ces cellules sont utilisées pour étudier les processus tumorigènes et tester des médicaments. De plus, la lignée HEK293T joue un rôle essentiel dans la production de particules lentivirales, qui sont cruciales tant pour la recherche que pour les processus de fabrication de vecteurs thérapeutiques.

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Informations sur la culture de la lignée cellulaire HEK293T

Les cellules HEK293T sont largement cultivées dans les laboratoires de recherche. Avant de mettre en place une culture de cellules HEK293T, vous devez savoir : quel est le temps de doublement des cellules HEK293T ? Qu'est-ce que le milieu de culture HEK293T ? Quelle est la densité d'ensemencement des cellules HEK293T ?

Points clés pour la culture des cellules HEK293T

Temps de doublement :

Le temps de doublement rapporté pour les cellules HEK293T est de 30 heures.

Adhérentes ou en suspension :

HEK293T est une lignée cellulaire adhérente.

Densité d'ensemencement :

Les cellules HEK293T sont ensemencées à une densité de 1 x 10^⁴ cellules/cm². À cette densité d'ensemencement, les cellules peuvent former une monocouche confluente en environ 4 jours. Pour l'ensemencement, les cellules adhérentes sont détachées à l'aide de la solution de dissociation Accutase. Les cellules détachées sont centrifugées puis soigneusement remises en suspension à l'aide d'un milieu de croissance. Ensuite, les cellules sont réparties dans de nouveaux flacons pour la culture.

Milieu de croissance :

Les cellules HEK293T sont cultivées dans de l'EMEM (milieu minimal essentiel d'Eagle) contenant 1,0 g/L de L-glucose, 2,2 g/L de NaHCO3, 2,0 mM de L-glutamine et 10 % de sérum fœtal bovin. Le milieu doit être renouvelé deux fois par semaine.

Conditions de culture :

Les cultures de cellules HEK293T sont conservées dans un incubateur humidifié à 37 °C avec un apport de 5 % de CO2.

Conservation :

Les cellules rénales embryonnaires humaines HEK293T sont conservées en phase vapeur d'azote liquide ou à une température inférieure à -150 °C pour une durée plus longue.

Procédé de congélation et milieu :

Les cellules HEK293 peuvent être congelées dans des milieux de congélation CM-1 ou CM-ACF. Des processus de congélation lente permettant une baisse progressive de la température de 1 °C sont recommandés pour les cellules HEK293T afin de préserver leur viabilité.

Procédé de décongélation :

Un flacon de cellules congelées est agité rapidement dans un bain-marie (37 °C) jusqu'à ce qu'il ne reste qu'un petit morceau de glace. Les cellules sont remises en suspension dans un milieu et centrifugées pour éliminer les composants du milieu de congélation. Les cellules récupérées sont ensuite mises en culture dans de nouveaux flacons contenant un milieu de croissance. 

Niveau de biosécurité :

Un laboratoire de niveau de biosécurité 1 est requis pour manipuler et entretenir les cultures de cellules HEK293T.

Questions fréquemment posées sur la culture et les applications des cellules HEK293T

Cellules HEK293T : Publications scientifiques

Dans cette section, nous avons mentionné quelques publications de recherche prometteuses portant sur les cellules HEK293T.

Développement de vaccins à ARNm contre le SARS-CoV-2 codant pour le domaine N-terminal de la protéine Spike et le domaine de liaison au récepteur

Cette publication paraîtra dans BioRxiv en 2022. Cette étude a utilisé des cellules HEK293T pour développer des vaccins à ARNm contre le virus de la COVID-19 codant pour les domaines N-terminal et RBD (domaine de liaison au récepteur) du gène de la protéine Spike.

Le cancer du sein triple négatif positif à l'ARN circulaire HER2 est sensible au pertuzumab

Cette recherche a été publiée dans Molecular Cancer en 2020. L'étude a suggéré que l'expression de l'ARN circulaire HER2 dans les cellules de cancer du sein triple négatif les rend sensibles au traitement par le pertuzumab. Les chercheurs ont utilisé des cellules HEK293 pour la production de lentivirus et la transfection du gène HER2 circulaire dans cette étude.

Rôle antiviral de l'IFITM3 dans l'infection par le virus spumeux prototype

Cet article a été publié dans le Virology Journal en 2022. Cette étude a utilisé des cellules HEK293T pour étudier l'effet antiviral de l'IFITM3 (protéine transmembranaire 3 induite par l'interféron) dans une infection par le virus spumeux prototype (PFV).

Le miARN-21 intervient dans l'activité antiangiogénique de la metformine en ciblant l'expression de PTEN et SMAD7 et la voie PI3K/AKT

Cet article de recherche publié dans Nature Scientific Reports (2017) a utilisé des cellules HEK293T et a montré que le miRNA-21 intervient dans les effets antiangiogéniques induits par la metformine en régulant la voie de signalisation PI3K/AKT ainsi que l'expression des gènes SMAD7 et PTEN.

Le microARN-608 inhibe la prolifération du cancer de la vessie via la voie de signalisation AKT/FOXO3a

Cette recherche a été publiée dans la revue Molecular Cancer en 2017. Cette étude a utilisé des cellules HEK293 pour étudier le potentiel antiprolifératif du miARN-608 contre le cancer de la vessie.

Ressources sur la lignée cellulaire HEK293T : protocoles, vidéos et plus encore

Voici quelques ressources sur les cellules HEK293T :

• Transfection des cellules HEK293T.
• Transfection des cellules HEK : cette vidéo présente le protocole général de transfection de la lignée cellulaire rénale embryonnaire humaine HEK293.
• Passage de cellules : cette vidéo explique la procédure de division ou de sous-culture des cellules adhérentes.

Protocoles de culture cellulaire

Les protocoles de culture cellulaire pour les cellules HEK293T sont répertoriés ici.

• Division des cellules HEK293T : ce site fournit un guide détaillé, étape par étape, pour la sous-culture des cellules HEK293.
• Culture de cellules rénales embryonnaires humaines : ce lien vous fournira le protocole de culture des cellules HEK293T.

Références

1. Tan, E., et al., La lignée cellulaire HEK293 comme plateforme pour la production de protéines recombinantes et de vecteurs viraux. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9.
2. Kim, M.J., et al., L'AMPKα1 régule la progression du cancer du poumon et du sein en régulant l'axe de signalisation TRAF6-BECN1 médié par TLR4. Cancers (Bâle), 2020, 12(11).
3. Wang, Q., et al., Bases structurelles et fonctionnelles de l'entrée du SARS-CoV-2 via l'ACE2 humaine. Cell, 2020. 181(4) : p. 894–904.
4. Gale, E.C., et al., La libération lente, à partir d'un hydrogel, d'un vaccin à sous-unités du domaine de liaison au récepteur induit des réponses d'anticorps neutralisants contre le SARS-CoV-2. bioRxiv, 2021.
5. Kalsoom, A., et al., Évaluation in vitro du potentiel cytotoxique d'extraits de Caladium lindenii sur des lignées cellulaires humaines d'hépatocarcinome HepG2 et de cellules normales HEK293T. Biomed Res Int, 2022, p. 1279961.
6. Yu, Z., et al., L'ARN lnc SNHG16 régule les fonctions des trophoblastes par l'axe miR-218-5p/LASP1. J Mol Histol, 2021. 52(5) : p. 1021-1033.