Komórki HEK293T: Wykorzystanie potencjału w badaniach nad transfekcją

Komórki HEK293T to ludzkie embrionalne komórki nerkowe szeroko stosowane w biotechnologii przemysłowej, toksykologii i badaniach nad rakiem. Te nieśmiertelne komórki są również wykorzystywane do produkcji różnych białek terapeutycznych i wirusów.

Ogólna charakterystyka i pochodzenie komórek HEK293T

W tej sekcji artykułu omówimy pochodzenie i ogólne informacje na temat linii komórkowej HEK293T. 

• Linia komórkowa HEK293T pochodzi z pierwotnych ludzkich komórek embrionalnych nerek hodowanych w laboratorium. Naukowcy opracowali te komórki na początku lat 70. poprzez transfekcję komórek embrionalnych nerek fragmentami DNA adenowirusa typu 5. Naukowcy stworzyli linię komórkową HEK293T poprzez wprowadzenie dużego antygenu T wirusa małpiego 40 (SV40) do genomu komórek HEK293. Ta modyfikacja umożliwiła naukowcom łatwą transfekcję komórek 293 i sprawiła, że stały się one odpowiednie do produkcji białek i badań nad ekspresją genów [1].
• Komórki HEK293T mają morfologię podobną do komórek nabłonkowych. Mają wydłużony i spłaszczony kształt z wyraźną granicą komórkową.
• Średnica komórek HEK293T wynosi od 11 do 15 µm.
• Komórki HEK293T z dużym antygenem T wirusa SV40 mają złożony kariotyp. Komórki te są hipotriploidalne, zawierają trzykrotnie mniej chromosomów niż gameta haploidalna, a ich modalna liczba chromosomów wynosi 64.

Jaka jest różnica między HEK293T a HEK293?

Zarówno linia komórkowa HEK293, jak i HEK293T są pochodzenia ludzkiego. HEK293T jest popularną pochodną linii komórkowej HEK293. Naukowcy wyhodowali te komórki z pierwotnych komórek ludzkiej embrionalnej nerki 293 poprzez transfekcję dużym antygenem T wirusa SV40, natomiast nieśmiertelne komórki HEK293 uzyskali poprzez transformację i hodowlę komórek ludzkiej embrionalnej nerki za pomocą fragmentów DNA ludzkiego adenowirusa 5.

Technologie komórkowe i zastosowania biomedyczne komórek HEK293T

Hodowla komórek i bankowanie komórek w badaniach nad HEK293T

Komórki HEK293T, pochodzące z ludzkich embrionalnych komórek nerkowych 293, znajdują szerokie zastosowanie w hodowli komórkowej ze względu na ich silny wzrost i łatwość transfekcji. Aby pracować z tymi komórkami, naukowcy muszą priorytetowo traktować tworzenie banków komórek, co wiąże się z przechowywaniem komórek do dalszych badań i zastosowań terapeutycznych. Muszą oni stosować stopniowe podejście do tworzenia banków komórek, aby zachować właściwości komórek i zapewnić ich długoterminową żywotność. Tworzenie banków komórek wymaga przestrzegania przepisów dotyczących dobrych praktyk produkcyjnych w celu zapewnienia żywotności i integralności komórek do zastosowań terapeutycznych.

Dobre praktyki produkcyjne mają kluczowe znaczenie w tworzeniu banków komórek HEK293T, które stanowią podstawę zarówno badań, jak i zastosowań terapeutycznych. Główny bank komórek służy jako punkt odniesienia dla wszystkich kolejnych produktów komórkowych. Produkcja tych komórek do zastosowań terapeutycznych, takich jak produkcja lentiwirusów do terapii genowych, odbywa się zgodnie z surowymi normami regulacyjnymi w celu zapewnienia bezpieczeństwa i skuteczności produktów końcowych.

Protokoły i testy z wykorzystaniem HEK293T

W cytotechnologii opracowano specjalne protokoły i testy w celu oceny właściwości komórek HEK293T. Obejmują one ocenę skuteczności wektorów terapii genowej oraz interakcji komórek z macierzą zewnątrzkomórkową w hodowli płaskiej lub zawiesinowej. Aby zachować integralność komórek HEK293T, naukowcy precyzyjnie dobierają odczynniki do transfekcji i poddają surowce rygorystycznym testom kontroli jakości.

Zastosowania badawcze linii komórkowej HEK293T

• Opracowywanie szczepionek: Linia komórkowa HEK293T jest wykorzystywana do badań nad wirusami oraz produkcji szczepionek opartych na wektorach wirusowych w celu zwalczania różnych infekcji wirusowych. W jednym z badań wykorzystano tę embrionalną linię komórek nerkowych do zbadania strukturalnych i funkcjonalnych podstaw wnikania wirusa COVID-19 do komórek poprzez ludzki enzym konwertujący angiotensynę 2 (ACE2) [3]. Ponadto w niedawnym badaniu wykorzystano komórki HEK93T do wygenerowania cząstek lentiwirusa pseudotypowanego białkiem szczytowym SARS-CoV-2 [4].
  
• Badania toksykologiczne: Ta ludzka embrionalna linia komórek nerkowych jest szeroko stosowana do badania toksyczności i skuteczności leków. W badaniach przeprowadzonych w 2022 r. wykorzystano HEK293T jako normalną ludzką linię komórkową do walidacji potencjału cytotoksycznego ekstraktów z Caladium lindenii wobec linii komórek raka wątroby HepG2 [5].
• Badania ekspresji genów: Linia komórkowa HEK293T z dużym antygenem T wirusa SV40 jest bardzo podatna na transfekcję, dzięki czemu nadaje się do badań ekspresji genów. W jednym z badań wykorzystano komórki HEK293T do zbadania roli długiego niekodującego RNA SNHG16 w regulacji funkcji trofoblastów. Badanie wykazało, że LncRNA SNHG16 oddziałuje z osią miR-218-5p/LASP1, pośrednicząc w tych efektach [6].

Innowacje w terapii komórkowej z wykorzystaniem komórek HEK293T

Postępy w terapii komórkowej z wykorzystaniem komórek HEK293T

Komórki HEK293T wnoszą znaczący wkład w dziedzinie terapii komórkowej, zwłaszcza w tworzeniu wektorów wirusowych do terapii genowej. Komórki te są niezbędne w procesach produkcyjnych zgodnych z przepisami dotyczącymi dobrych praktyk produkcyjnych, ponieważ zapewniają wytwarzanie wysokiej jakości produktów do terapii genowej. Szkolenie personelu produkcyjnego koncentruje się również na obsłudze unikalnych właściwości komórek HEK293T oraz utrzymaniu wysokiego standardu produktów leczniczych pochodzących z tych komórek.

Komórki HEK293T w badaniach klinicznych i terapii genowej

Linia komórkowa HEK293T odgrywa kluczową rolę w rozwoju produktów do terapii genowej i jest integralną częścią badań klinicznych mających na celu wprowadzenie nowych terapii komórkowych na rynek. Wiąże się to z wykorzystaniem wysokiej transfektywności tej linii komórkowej do dostarczania genów przy użyciu wektorów, takich jak wektory pakujące lentiwirusowe, w których mutacja integrazy D64V stanowi znaczący postęp w zakresie zwiększania bezpieczeństwa.

Innowacyjne techniki w hodowli komórek HEK293T

Wszechstronność komórek HEK293T wspiera innowacyjne techniki zarówno w hodowlach komórkowych dwuwymiarowych, jak i o bardziej złożonej strukturze. Ta zdolność adaptacyjna ma kluczowe znaczenie w badaniu produktów komórkowych dla różnych rodzajów badań biomedycznych, w tym badań nad rakiem, gdzie komórki te są wykorzystywane do badania procesów nowotworowych i testowania leków. Ponadto linia HEK293T odgrywa kluczową rolę w produkcji cząstek lentiwirusowych, które mają zasadnicze znaczenie zarówno dla badań, jak i procesów wytwarzania wektorów terapeutycznych.

Zamów komórki HEK293 do swoich badań

Wzbogać swoje badania dzięki naszym komórkom HEK293, znanym ze swojej wszechstronności w badaniach nad ekspresją genów i produkcji szczepionek. Nasza oferta obejmuje wszechstronne pochodne, takie jak HEK293T, linia HEK293 przystosowana do hodowli w zawiesinie, HEK293T/17, AAV-293 oraz 2V6.11. Zapoznaj się z naszym bogatym asortymentem, który wesprze i przyspieszy Twoje prace eksperymentalne.

Informacje dotyczące hodowli linii komórkowej HEK293T

Komórki HEK293T są powszechnie hodowane w laboratoriach badawczych. Przed rozpoczęciem hodowli komórek HEK293T należy wiedzieć: Jaki jest czas podwojenia komórek HEK293T? Czym jest pożywka HEK293T? Jaka jest gęstość wysiewu komórek HEK293T?

Kluczowe informacje dotyczące hodowli komórek HEK293T

Czas podwojenia:

Czas podwojenia komórek HEK293T wynosi 30 godzin.

Komórki przylegające czy w zawiesinie:

HEK293T to linia komórek przylegających.

Gęstość wysiewu:

Komórki HEK293T wysiewa się w gęstości 1 x 10⁴ komórek/cm². Przy tej gęstości wysiewu komórki mogą utworzyć zlewającą się monowarstwę w ciągu około 4 dni. W celu wysiewu komórki przylegające oddziela się za pomocą roztworu dysocjującego Accutase. Oddzielone komórki są odwirowywane, a następnie ostrożnie zawieszane w pożywce wzrostowej. Następnie komórki są umieszczane w nowych kolbach do hodowli.

Pożywka wzrostowa:

Komórki HEK293T hoduje się w pożywce EMEM (minimalna pożywka podstawowa Eagle'a) zawierającej 1,0 g/l L-glukozy, 2,2 g/l NaHCO3, 2,0 mM L-glutaminy i 10% surowicy płodowej bydlęcej. Pożywkę należy wymieniać dwa razy w tygodniu.

Warunki wzrostu:

Hodowle komórek HEK293T są utrzymywane w inkubatorze o temperaturze 37°C z nawilżaniem i 5% zawartością CO2.

Przechowywanie:

Komórki ludzkiej embrionalnej nerki HEK293T przechowuje się w fazie gazowej ciekłego azotu lub w temperaturze poniżej -150°C przez dłuższy czas.

Proces zamrażania i pożywka:

Komórki HEK293 można zamrażać w pożywkach do zamrażania CM-1 lub CM-ACF. W celu zachowania żywotności komórek HEK293T zaleca się stosowanie procesów powolnego zamrażania, które pozwalają na stopniowy spadek temperatury o 1°C.

Proces rozmrażania:

Zamrożoną fiolkę z komórkami szybko miesza się w łaźni wodnej (37°C), aż pozostanie niewielka grudka lodu. Komórki zawiesza się ponownie w pożywce i odwirowuje w celu usunięcia składników pożywki do zamrażania. Odzyskane komórki hoduje się następnie w nowych kolbach zawierających pożywkę wzrostową. 

Poziom bezpieczeństwa biologicznego:

Do obsługi i utrzymywania hodowli komórek HEK293T wymagane jest laboratorium o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 1.

Często zadawane pytania dotyczące hodowli i zastosowań komórek HEK293T

Komórki HEK293T: Publikacje naukowe

W tej sekcji wymieniliśmy kilka obiecujących publikacji naukowych dotyczących komórek HEK293T.

Opracowanie szczepionek mRNA przeciwko SARS-CoV-2 kodujących N-końcową część białka szczytowego oraz domeny wiązania receptora

Publikacja ta ukaże się w serwisie BioRxiv w 2022 roku. W badaniu tym wykorzystano komórki HEK293T do opracowania szczepionek mRNA przeciwko wirusowi COVID-19 kodujących domeny N-końcowe i RBD (domeny wiązania receptora) genu białka szczytowego.

Potrójnie ujemny rak piersi z dodatnim wynikiem dla cyklicznego RNA HER2 jest wrażliwy na pertuzumab

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie Molecular Cancer w 2020 r. W badaniu tym wysunięto hipotezę, że ekspresja okrągłego RNA HER2 w komórkach raka piersi potrójnie ujemnego sprawia, że są one wrażliwe na leczenie lekiem pertuzumabem. W badaniu tym naukowcy wykorzystali komórki HEK293 do produkcji lentiwirusa i transfekcji okrągłego genu HER2.

Rola IFITM3 w zwalczaniu infekcji prototypowym wirusem spienionym

Artykuł ten został opublikowany w czasopiśmie „Virology Journal” w 2022 r. W badaniu tym wykorzystano komórki HEK293T do zbadania działania przeciwwirusowego białka IFITM3 (białko transbłonowe indukowane interferonem 3) w zakażeniu prototypowym wirusem spienionym (PFV).

MiRNA-21 pośredniczy w działaniu antyangiogennym metforminy poprzez oddziaływanie na ekspresję PTEN i SMAD7 oraz szlak PI3K/AKT

W niniejszym artykule naukowym opublikowanym w czasopiśmie „Nature Scientific Reports” (2017) wykorzystano komórki HEK293T i zbadano, że miRNA-21 pośredniczy w wywoływanych przez metforminę efektach antyangiogennych poprzez regulację szlaku sygnałowego PI3K/AKT oraz ekspresji genów SMAD7 i PTEN.

MikroRNA-608 hamuje proliferację raka pęcherza moczowego poprzez szlak sygnałowy AKT/FOXO3a

Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie „Molecular Cancer” w 2017 r. W badaniu tym wykorzystano komórki HEK293 w celu zbadania potencjału antyproliferacyjnego miRNA-608 w walce z rakiem pęcherza moczowego.

Materiały dotyczące linii komórkowej HEK293T: protokoły, filmy i inne

Poniżej znajduje się kilka zasobów dotyczących komórek HEK293T:

• Transfekcja komórek HEK293T.
• Transfekcja komórek HEK: Ten film pokazuje ogólny protokół transfekcji ludzkiej embrionalnej linii komórkowej nerki HEK293.
• Pasażowanie komórek: Ten film wyjaśnia procedurę podziału lub subkultury komórek przylegających.

Protokoły hodowli komórkowej

Protokoły hodowli komórek HEK293T są wymienione tutaj.

• Podział komórek HEK293T: Ta strona zawiera szczegółowy przewodnik krok po kroku dotyczący subkultury komórek HEK293.
• Hodowla ludzkich embrionalnych komórek nerkowych: Ten link zawiera protokół hodowli komórek HEK293T.

Referencje

1. Tan, E. i in., Linia komórkowa HEK293 jako platforma do produkcji białek rekombinowanych i wektorów wirusowych. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9.
2. Kim, M.J. i in., AMPKα1 reguluje progresję raka płuc i piersi poprzez regulację osi sygnałowej TRAF6-BECN1, w której pośredniczy TLR4. Cancers (Basel), 2020, 12(11).
3. Wang, Q. i in., Podstawy strukturalne i funkcjonalne wnikania SARS-CoV-2 przy użyciu ludzkiego ACE2. Cell, 2020. 181(4): s. 894–904.
4. Gale, E.C. i in., Powolne uwalnianie szczepionki opartej na hydrożelu zawierającej podjednostkę domeny wiążącej receptor wywołuje odpowiedź przeciwciał neutralizujących przeciwko SARS-CoV-2. bioRxiv, 2021.
5. Kalsoom, A. i in., Ocena in vitro potencjału cytotoksycznego ekstraktów z Caladium lindenii na ludzkie linie komórkowe raka wątroby HepG2 i normalne linie komórkowe HEK293T. Biomed Res Int, 2022, s. 1279961.
6. Yu, Z. i in., LncRNA SNHG16 reguluje funkcje trofoblastów poprzez oś miR-218-5p/LASP1. J Mol Histol, 2021. 52(5): s. 1021-1033.