Cellules HaCaT - Explorer la biologie et les maladies de la peau

2.caractéristiques génétiques et origine des cellules HaCaT

Les cellules HaCaT sont une lignée cellulaire de kératinocytes humains spontanément immortalisés, provenant de la peau adulte et représentant une voie d'évolution unique. Ces cellules possèdent des mutations dans les deux allèles du gène p53, ce qui est typique des mutations induites par le rayonnement UV [3,4]. En outre, les cellules HaCaT sont supposées avoir été générées par des mutations du gène suppresseur de tumeur p53, suivies par la perte de gènes de sénescence [5].

Le gène suppresseur de tumeur p53, connu pour son rôle dans la réparation de l'ADN et comme gardien du génome, induit la réponse de la peau humaine aux lésions de l'ADN [4]. Il a été observé que les cellules Chang Cells ont partiellement perdu leur mécanisme de protection contre les dommages à l'ADN en raison de la mutation in vivo du gène p53, ce qui les rend susceptibles d'accumuler des changements cytogénétiques en réponse à des températures de culture élevées. Un autre mécanisme d'immortalisation des cellules HaCaT implique une augmentation de l'activité enzymatique de la télomérase [7]. Dans les cellules normales, les télomères raccourcissent continuellement à chaque division cellulaire jusqu'à la sénescence cellulaire. La télomérase est un complexe enzymatique cellulaire spécialisé doté d'une activité de transcriptase inverse qui maintient la longueur stable des télomères. En revanche, les cellules HaCaT présentent une activité télomérase significativement accrue, ce qui permet de maintenir la longueur des télomères. Ces observations confirment le rôle de la télomérase dans le processus d'immortalisation des cellules HaCaT.

Trois translocations chromosomiques spécifiques ont été identifiées, qui entraînent la perte d'une copie des bras chromosomiques 3p, 4p et 9p, un gain de 9q et la formation d'isochromosomes. La perte du bras court du chromosome 3p peut conduire à la perte des gènes de sénescence et à l'immortalisation des cellules HaCaT [8]. Les cellules HaCaT sont hypodiploïdes et possèdent des chromosomes marqueurs distincts et stables représentant leur origine monoclonale. Les caractéristiques et la tête de la lignée cellulaire HaCaT ont été confirmées à l'aide de l'empreinte génétique avec des marqueurs minisatellites hypervariables [3-6].

3.comment récolter les cellules HaCaT en 5 étapes simples

4. Retirer le milieu de culture et rincer les cellules adhérentes avec 3-5 ml de PBS sans calcium ni magnésium pour les flacons T25 ou 5-10 ml pour les flacons T75.
5. Ajouter 1 à 2 ml de solution d'EDTA à 0,05 % fraîchement préparée par flacon T25, ou 2,5 ml par flacon T75, en s'assurant que la totalité de la feuille de cellules est couverte, et incuber à 37°C pendant 10 minutes.
6. Ajouter 1 ml de solution fraîchement préparée de trypsine/EDTA (0,05%/0,025%) par flacon T25, ou 2,5 ml par flacon T75, en s'assurant à nouveau que la feuille de cellules est entièrement recouverte, et incuber à 37°C pendant 10 minutes. Les cellules devraient se détacher en 1 à 2 minutes.
7. Arrêter l'activité de la trypsine en ajoutant un milieu de culture cellulaire contenant du FBS.
8. Distribuer les cellules dans de nouveaux flacons contenant du milieu de culture cellulaire frais.

4. Applications des cellules HaCaT

Les cellules HaCaT sont un outil précieux pour l'étude des kératinocytes [9]. Ces cellules immortelles fonctionnent comme des cellules prénéoplasiques et peuvent donner un aperçu des changements impliqués dans la transformation maligne et néoplasique [10]. Les cultures de cellules HaCaT en monocouche sont essentielles pour les applications d'analyse de la toxicité cellulaire et de la cicatrisation in vitro. Les cellules HaCaT peuvent également être utilisées pour évaluer la toxicité de la peau causée par divers agents et processus néoplasiques ou inflammatoires. Elles peuvent être utilisées pour analyser différents mécanismes de réactions allergiques cutanées, les effets des espèces réactives de l'oxygène et l'irradiation par les UV. Après stimulation, les cellules HaCaT peuvent se différencier et exprimer des marqueurs de différenciation spécifiques, tels que l'involucrine, le K14 et le K10. Les cellules HaCaT sont également couramment utilisées comme modèle pour étudier la physiopathologie de l'homéostasie épidermique [6].

Les cellules Chang Cells conservent leur capacité à reconstituer un épiderme structuré in vivo après transplantation, résultant en une structure épidermique stratifiée qui peut être inversée entre un état basal et différencié par des changements de concentration en calcium dans le milieu. Ces cellules permettent également la caractérisation de plusieurs processus biologiques, comme leur utilisation en tant que système modèle pour la vitamine D et le métabolisme dans la peau. Les cellules HaCaT n'étant pas génétiquement modifiées, elles offrent une vue impartiale du large spectre d'événements génétiques initiaux dans la peau humaine.

5. Vidéos en vedette : Explorer le monde des cellules HaCaT

"Migration des cellules HaCaT" : Cette vidéo présente le processus de migration cellulaire dans les cellules HaCaT. La migration des cellules est un processus essentiel pour divers processus biologiques, tels que la cicatrisation des plaies et les métastases cancéreuses. La vidéo montre le mouvement des cellules HaCaT sous un microscope, fournissant une représentation visuelle de la façon dont ces cellules migrent. L'activité des cellules est observée lorsqu'elles se déplacent d'un endroit à l'autre, et la vidéo illustre clairement les changements qui se produisent dans les cellules au cours de ce processus.

"Scratch Assay carried out on HaCaT cells" (Essai de grattage effectué sur des cellules HaCaT) : Cette vidéo présente un test Scratch réalisé sur des cellules HaCaT. Le Scratch Assay est une technique largement utilisée pour étudier la migration cellulaire, et dans ce cas, il est utilisé pour analyser la migration des cellules HaCaT. La vidéo montre le processus de création d'une rayure sur la surface d'une boîte de culture cellulaire, qui est ensuite observée au microscope pendant que les cellules HaCaT migrent et comblent l'espace au fil du temps.

"Croissance cellulaire des kératinocytes HaCaT pour les expériences de cicatrisation des plaies" : Cette vidéo montre le processus de croissance cellulaire des kératinocytes HaCaT pour des expériences de cicatrisation. Les kératinocytes HaCaT sont une lignée cellulaire couramment utilisée dans les études de cicatrisation.

"Différenciation des cellules HaCaT" : Cette vidéo présente les étapes nécessaires à la différenciation des cellules HaCaT. Les cellules HaCaT peuvent se différencier en différents types de cellules cutanées. La vidéo montre les changements dans les cellules HaCaT au fur et à mesure qu'elles se différencient, en représentant visuellement les différents marqueurs et caractéristiques de la différenciation. Le processus de différenciation est essentiel au fonctionnement normal de la peau, et la vidéo met en évidence les différentes étapes de la différenciation que subissent les cellules HaCaT.

Références

1. Angel P et Karin M : The role of Jun, Fos and the AP-1 complex in cell proliferation and transformation. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS : The regulation of epidermal hyperplastic growth. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
2. Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR : Isolation and characterization of a spontaneously arising long-lived line of human keratinocytes (NM-1). In Vitro Cell Dev Biol 23(3):205-13, 1987
3. Lehmann TA, Modali R, Boukamp P, Stanek J, Bennett WP, Welsh JA, Metcalf RA, Stampfer MR, Fusenig NE, Rogan EM, Harriss CC : p53 mutations in human immortalized epithelial cell lines. Carcinogenesis 14:833-839, 1993
4. Ziegler A-M, Leffell DJ, Kunala S, Sharma HW, Gailani M, Simon JA, Halperin AJ, Baden HP, Shapiro PE, Bale AE, Brash DE : Mutation hotspots due à la lumière du soleil dans le gène p53 du cancer de la peau sans mélanome. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
5. Fusenig NE, Boukamp P. Multiple stages and genetic alterations in immortalization, malignant transformation, and tumor progression of human skin keratinocytes Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
6. Harle-Bachor C, Boukamp P : Telomerase activity in the regenerative basal layer of the epidermis in human skin and in immortal and carcinoma-derived skin keratinocytes. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
7. Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. HaCaT cells as a reliable in vitro differentiation model to dissect the inflammatory/repair response of human keratinocytes. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
8. Boukamp, P. et al. Normal keratinization in a spontaneously immortalized aneuploid human keratinocyte cell line J. Cell Biol. 106, 1996, 761-771.
9. Gibbs, Graham : Analysing qualitative data. The Sage qualitative research kit. Londres : Sage 978-0-7619-4980-0.
10. Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Applied research design : a practical guide. Sage : Londres
11. Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. Normal keratinization in a spontaneously immortalized aneuploid human keratinocyte cell line. Cell Biol.(1988);106:761-771.