Les cellules HuH7 : une passerelle vers la recherche sur l'hépatome et le VHC

La lignée cellulaire HuH7, dérivée d'un hépatome humain, représente un ensemble immortalisé de cellules de type épithélial tumorigènes. Cette lignée, ainsi que ses dérivés HuH7.5 et HuH7.5.1, sert de substitut pratique aux hépatocytes primaires dans des contextes expérimentaux. Elle est principalement utilisée dans des modèles de culture cellulaire pour étudier l'infection par le virus de l'hépatite C (VHC) et la physiopathologie de l'hépatome.

Origine et caractéristiques des cellules HuH-7

Il est essentiel de comprendre les origines, les principales caractéristiques et les conditions de culture optimales de la lignée cellulaire HuH7 avant de l'utiliser dans le cadre de la recherche.

La lignée cellulaire HuH7 a été établie par Sato, J. et Nakabayshi, H. en 1982, à partir d'une lignée de cellules cancéreuses hépatocytaires hautement différenciées. Elle provenait à l'origine d'un carcinome hépatocellulaire chez un homme japonais de 57 ans. Caractérisées par leur capacité à produire diverses substances physiologiquement pertinentes, telles que l'albumine et l'alpha-fœtoprotéine, les cellules HuH7 présentent une forte sensibilité à l'infection par le VHC, ce qui les rend adaptées à une utilisation dans les systèmes de réplicons du VHC. Cette caractéristique rend la lignée cellulaire précieuse pour le criblage et le développement de traitements anti-VHC. Les cellules HuH7 présentent une morphologie de type épithélial, avec une forme hexagonale, et adhèrent aux surfaces pour former des monocouches 2D au cours de leur croissance. En moyenne, les cellules HuH7 ont un diamètre de 21,9 µm et tendent à présenter un aspect plus large et aplati. La lignée cellulaire HuH7 se caractérise par un nombre de chromosomes hétérogène, variant généralement entre 55 et 63, ce qui reflète la variabilité génétique au sein de la population cellulaire. Cette hétérogénéité résulte des pressions sélectives rencontrées au cours de la culture cellulaire et peut varier selon les conditions de laboratoire.

Analyse comparative : lignées cellulaires HuH7 et HuH7.5

La lignée cellulaire HuH7.5, dérivée de HuH7, se distingue principalement par une mutation faux-sens dans le gène RIG-I (DDX58), crucial pour la réponse antivirale intracellulaire. Cette mutation renforce la permissivité des cellules HuH7.5 pour la réplication de l'ARN génomique et sous-génomique du VHC, ce qui la distingue de la lignée cellulaire parentale HuH7 en termes d'utilité dans la recherche virologique.

Culture des cellules HuH7 : protocoles essentiels pour une croissance optimale

Les cellules HuH7, indispensables à une multitude d'études de recherche, nécessitent des conditions de culture précises pour se développer. Cette section explore les aspects fondamentaux de la culture des cellules HuH7, garantissant le maintien de leur pertinence physiologique dans les investigations scientifiques.

Dynamique du temps de doublement

Le temps de doublement des cellules HuH7 est généralement de 24 heures, bien que des variations dans les milieux de culture cellulaire puissent prolonger cette période jusqu'à 36-48 heures, soulignant l'influence des conditions environnementales sur la prolifération cellulaire.

Caractéristiques d'adhérence

Les cellules HuH7 forment principalement une monocouche bidimensionnelle, adhérant aux surfaces des plaques et des flacons de culture, ce qui souligne leur préférence pour un substrat physique stable par rapport aux cultures en suspension.

Densité d'ensemencement optimale

Il est essentiel de maintenir la confluence des cellules HuH7 dans une fourchette de 30 à 90 % pour éviter une baisse des taux de prolifération au-delà d'une confluence de 90 %. La sous-culture avec de l'Accutase facilite le détachement, permettant un ensemencement à des densités adaptées aux besoins expérimentaux, allant de niveaux optimaux (2 × 10⁴ cellules/cm²) à des niveaux de saturation (6 × 10⁴ cellules/cm²).

Besoins nutritionnels

Le milieu DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium) à forte teneur en glucose et complété par 10 % de sérum fœtal bovin (FBS) offre un environnement nutritionnel idéal pour les cellules HuH7. Un renouvellement régulier du milieu, idéalement 2 à 3 fois par semaine, est essentiel pour maintenir la santé des cellules.

Conditions environnementales

Un incubateur humidifié réglé à 5 % de CO₂ et 37 °C favorise de manière optimale la culture des cellules HuH7, en simulant des conditions physiologiques propices à l'activité cellulaire.

Conservation à long terme

Pour une conservation prolongée, les cellules HuH7 doivent être stockées en phase vapeur d'azote liquide, ce qui préserve leur viabilité pour de futures recherches.

Cryoconservation et récupération

Le recours à une technique de congélation progressive est essentiel pour maintenir la viabilité cellulaire pendant la cryoconservation. Les cellules doivent être mises en suspension dans un milieu de congélation spécialement conçu, tel que le CM-1, afin d'assurer une transition en douceur vers le stockage cryogénique. Lors de la décongélation, une réactivation rapide mais en douceur dans un bain-marie à 37 °C, suivie d'une centrifugation pour éliminer le milieu de congélation, puis d'une remise en suspension dans un milieu de culture frais, est essentielle pour rétablir les cultures cellulaires.

Considérations en matière de biosécurité

Il est recommandé de respecter un protocole de niveau de biosécurité 1 pour la manipulation et la propagation de la lignée cellulaire HuH7, conformément aux normes de sécurité et d'éthique en vigueur en laboratoire.

En respectant ces conditions de culture méticuleusement définies, les chercheurs peuvent garantir la croissance robuste et la pertinence physiologique des cellules HuH7 dans leurs explorations scientifiques, ouvrant ainsi la voie à des découvertes révolutionnaires dans la recherche sur l'hépatome et le virus de l'hépatite C.

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Cellules HuH7 : avantages et inconvénients

La lignée cellulaire HuH7 présente à la fois des avantages et des limites. Passons en revue les avantages et les inconvénients potentiels de cette lignée cellulaire, car cela pourrait vous aider à déterminer si elle convient à vos expériences.

Avantages de la lignée cellulaire HuH7

Les cellules HuH7 possèdent de nombreuses caractéristiques qui les rendent intéressantes pour la recherche.

• Facilité de culture : contrairement à d'autres lignées cellulaires d'hépatome humain, la lignée cellulaire HuH7 peut être cultivée facilement sans ajout de sérum ; toutefois, CLS recommande d'utiliser du RPMI 1640 avec 10 % de FBS et 2 mM de L-glutamine. Les cellules HuH-7 sécrètent un facteur de croissance qui aide les cellules à se développer sans sérum.
• Flexibilité de transfection : la lignée cellulaire HuH7 est largement utilisée à des fins de transfection en raison de sa grande réceptivité au génome du VHC. Ces cellules jouent donc un rôle central dans le criblage et le développement de médicaments anti-VHC.
• Alternative aux hépatocytes humains : La lignée cellulaire HuH7 est un excellent substitut aux hépatocytes humains. Elle peut aider les chercheurs à étudier les transporteurs hépatiques de médicaments et à comprendre l'interaction de certains médicaments avec les MRP (protéines associées à la multirésistance aux médicaments).
• Développement d'un modèle murin de xénogreffe : les cellules HuH7 ont été utilisées pour produire un modèle murin de xénogreffe dérivé de cette lignée cellulaire. Ce modèle animal pourrait fournir aux chercheurs des informations précieuses sur les inhibiteurs de protéines kinases et les thérapies anticancéreuses.
• Recherche sur le cancer : La lignée cellulaire HuH7 est une lignée cellulaire de cancer du foie humain, qui aide les chercheurs à mener des études sur le cancer du foie.

Limites de la lignée cellulaire HuH-7

La culture de la lignée cellulaire HuH7 présente certaines limites.

Contamination microbienne : la contamination bactérienne est le problème le plus courant en culture cellulaire. Lorsqu'une infection survient, elle peut être détectée par le changement de pH et la turbidité du milieu de culture. Parmi les contaminations bactériennes, la contamination par les mycoplasmes n'est généralement pas apparente. Cependant, elle affecte lentement la morphologie, l'expression génique et d'autres caractéristiques de la lignée cellulaire.

Durée de culture : bien que la lignée cellulaire HuH-7 soit immortelle, le dépassement de la durée de culture peut affecter progressivement la santé des cellules. Cela peut avoir un impact sur le taux de prolifération et l'expression génique, ce qui peut réduire la reproductibilité des résultats. Pour la lignée cellulaire HuH-7, le nombre de passages doit être maintenu en dessous de 20 à 25.

Applications des cellules HuH-7

Cette lignée cellulaire dérivée d'un hépatome humain offre de nombreuses applications de recherche. Nous décrivons ici quelques domaines de recherche utilisant la lignée cellulaire HuH7.

1. Résistance aux médicaments : HuH7 est une lignée cellulaire de carcinome hépatocellulaire (CHC) qui peut être utilisée pour étudier la résistance aux médicaments dans le cadre de traitements potentiels contre le cancer du foie. Une étude menée en 2021 a utilisé des cellules HuH7, rendues expérimentalement résistantes au sorafénib, pour développer de nouveaux traitements efficaces, à savoir des peptides auto-assemblants s'accumulant dans les mitochondries.

2. Aperçus génétiques et profilage moléculaire grâce aux cellules HuH7 : Les différentes lignées cellulaires HuH7, y compris divers dérivés et variants, ont permis une meilleure compréhension de l'expression génique et du rôle de marqueurs génomiques spécifiques dans la maladie. Des techniques telles que la spectroscopie Raman, défendues par des chercheurs comme Evgeny Gladilin, ont été appliquées aux cellules HuH7 pour le profilage moléculaire et cellulaire, révélant des informations sur la réponse cellulaire à l'infection virale. Le potentiel de la spectroscopie Raman, combiné à des méthodes telles que la protéomique quantitative, a facilité l'exploration des réponses des cellules hôtes, notamment la réponse à l'interféron et les modifications des gouttelettes lipidiques, qui sont essentielles pour comprendre la réplication du VHC et l'effet du SRAS. L'expression de différents marqueurs oncogéniques peut être étudiée pour comprendre leur comportement en réponse à un traitement, comme dans une étude qui a utilisé des cellules HuH7 pour étudier l'effet du composé kaempférol sur le profil d'expression des gènes de la voie MMP9 et AKT. Ces voies régulent la métastase et l'invasivité du carcinome hépatocellulaire. Une autre étude récente a également examiné le rôle du gène de la cascade de signalisation Wnt/β-caténine dans la survie et la croissance des cellules HCC.

3. Développement de médicaments : les cellules HuH7 sont largement utilisées dans les études de criblage et de développement de médicaments contre le cancer du foie. De nombreuses études ont été menées pour étudier le potentiel inhibiteur de nombreux extraits végétaux, composés d'origine végétale, nanoparticules et autres agents thérapeutiques contre le CHC. Une étude menée en 2022 a examiné les propriétés pro-apoptotiques et anticancéreuses d'un radionucléide contre le carcinome hépatocellulaire à l'aide d'une lignée cellulaire HuH7.

4. Cellules HuH7 : un point central de la recherche virale et de l'analyse cellulaire Les cellules HuH7 sont devenues une pierre angulaire de l'étude des infections virales et des maladies infectieuses, en particulier le virus de l'hépatite C (VHC) et ses interactions avec des coronavirus tels que le SARS-CoV-2, responsable de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Le développement de systèmes expérimentaux de culture cellulaire du VHC (HCVcc) utilisant des cellules HuH7 a considérablement amélioré notre capacité à étudier le processus de réplication complexe du VHC et les facteurs de l'hôte essentiels à l'infection par le VHC. Cela inclut l'examen de l'efficacité de la réplication de l'ARN du VHC et de la production de virions infectieux. Les différentes lignées de cellules HuH7, y compris les variantes sénescentes et infectées, offrent un panel diversifié pour étudier la multiplicité des infections, la propagation virale et les mécanismes d'inhibition contre des virus tels que le SARS.

En résumé, l'étude des cellules HuH7 englobe un large éventail de recherches scientifiques, allant des mécanismes moléculaires sous-jacents aux infections virales aux réponses cellulaires détaillées provoquées par ces agents pathogènes. À travers le prisme de la recherche sur les cellules HuH7, la communauté scientifique continue de mettre au jour la dynamique complexe des interactions hôte-virus, contribuant ainsi à l'avancement des stratégies antivirales et à notre compréhension des déterminants cellulaires dans les maladies virales.

Publications sur les cellules HuH-7

Il existe une multitude de publications utilisant la lignée cellulaire HuH7 à des fins diverses. Nous mentionnons ici quelques publications récentes et significatives.

• Application de peptides auto-assemblés ciblant les mitochondries comme nouveau traitement pour les cellules de carcinome hépatocellulaire résistantes au sorafénib.

Cette étude a été publiée dans Nature Scientific Reports en 2021. Elle a utilisé des cellules de carcinome hépatocellulaire résistantes au sorafénib induites expérimentalement (lignée cellulaire HuH7) pour étudier les effets pro-apoptotiques et antitumoraux du Mito-FF (peptides auto-assemblants s'accumulant dans les mitochondries), récemment mis au point.

• Le kaempférol inhibe la migration cellulaire des cellules de carcinome hépatocellulaire humain en supprimant la MMP-9 et la signalisation Akt

Cet article a été publié dans la revue Environmental Toxicology par Po-Chung Ju et ses collègues en 2021. Dans cette étude, les chercheurs ont exploré le potentiel anti-métastatique d'un composé d'origine végétale, le kaempférol, contre les cellules de carcinome hépatocellulaire (HuH7). En outre, ils ont également étudié les voies de signalisation régulant la métastase et l'invasion des cellules cancéreuses du foie.

• La daphnétine inhibe la survie des cellules de carcinome hépatocellulaire en régulant la voie de signalisation Wnt/β-caténine

Cet article a été publié dans la revue Drug Development Research en 2022. Cette étude explique le rôle anticancéreux du composé daphnetine contre le CHC. Ce composé d'origine végétale inhibe la voie de signalisation Wnt/β-caténine afin de limiter la croissance des cellules cancéreuses.

• Le RGFP966 inhibe la croissance et la migration tumorales en bloquant l'expression de l'EGFR dans les cellules de carcinome hépatocellulaire in vitro

Cet article de recherche, publié dans la revue Drug Design, Development, and Therapy, décrit le rôle de la voie de signalisation de l'EGFR dans la croissance et la métastase du carcinome hépatocellulaire. L'étude a utilisé des cellules HuH7 pour étudier l'effet inhibiteur du RGFP966, un inhibiteur de l'histone désacétylase 3 (HDAC3), contre le CHC via la suppression des gènes de la voie de l'EGFR.

• Le perrhéniate de rhénium (188ReO4) a induit l'apoptose et réduit le phénotype cancéreux dans les cellules cancéreuses du foie

Cette publication dans la revue Cells fait état de l'utilisation de cellules HuH7 pour étudier le potentiel anti-CHC d'un radionucléide, à savoir le perrhéniate de rhénium.

• Activité antivirale des nanoparticules de chitosane encapsulant de la curcumine contre le virus de l'hépatite C de génotype 4a dans des lignées cellulaires d'hépatome humain

Cette étude est publiée dans l'International Journal of Nanomedicine. Elle a utilisé des cellules HuH7 pour explorer l'activité antivirale de nanoparticules de chitosane contenant de la curcumine contre le VHC de génotype 4a.

Ressources HuH-7 : protocoles, vidéos et plus encore

De nombreuses ressources sont disponibles pour la culture et le maintien de la lignée cellulaire HuH7. Vous trouverez ici des informations sur les ressources disponibles pour expliquer les protocoles de culture cellulaire et de transfection pour HuH7, ainsi que des vidéos pédagogiques.

Protocoles de culture cellulaire

Les ressources suivantes peuvent vous aider à vous lancer dans la culture et l'entretien des cellules HuH7.

• Informations et ressources sur la culture cellulaire HuH-7 : ce site web contient de nombreuses informations utiles, notamment le protocole de repiquage de la lignée cellulaire HuH-7, son stockage et sa manipulation.

• Protocole de culture cellulaire HuH7

Protocoles de transfection des cellules HuH7

Les cellules HuH7 peuvent être transfectées de nombreuses façons. Les ressources suivantes fournissent une multitude d'informations concernant les protocoles de transfection, les réactifs et produits chimiques nécessaires, des conseils utiles et des précautions à prendre.

Vidéos relatives à la lignée cellulaire HuH7

De nombreuses vidéos pédagogiques sont disponibles sur les protocoles de base de la sous-culture, de la mise en culture et de la transfection, entre autres.

• Passage des cellules : Notions de base sur la culture cellulaire : cette vidéo traite du protocole de culture de base pour cette lignée cellulaire.

Nous espérons que les informations fournies dans cet article vous aideront à acquérir des connaissances de base et avancées sur la lignée cellulaire HuH7 avant de travailler avec celle-ci. Si vous souhaitez utiliser ces cellules dans vos travaux de recherche, vous pouvez les commander auprès de nous.

Foire aux questions sur la lignée cellulaire HuH7 et la recherche virale