Publicado: 2023 | Última revisão: maio de 2026

Células HEK293: Um pilar da investigação celular moderna e da biotecnologia

As células renais embrionárias humanas 293 (HEK293) são uma linha celular renal embrionária humana que ganhou grande popularidade na comunidade científica devido à sua versatilidade e utilidade numa ampla gama de aplicações de investigação. A linha celular foi estabelecida no início da década de 1970 e, desde então, tem sido utilizada no desenvolvimento de vacinas, na investigação do cancro, em testes de medicamentos e na transdução de sinais. Esta publicação no blogue irá explorar todos os aspetos da linha celular HEK293, incluindo a sua origem, informações sobre cultura, vantagens e desvantagens, aplicações e recursos.

Células HEK293: Informações gerais e origem

O que são as células HEK293?

As células HEK293 são uma linha celular de rim embrionário humano derivada do tecido renal de um embrião humano submetido a interrupção voluntária da gravidez, de ascendência desconhecida. As células foram isoladas por um biólogo holandês chamado Alex Van der Eb no início da década de 1970. Posteriormente, foram imortalizadas através de uma transformação com um adenovírus 5 truncado pelo investigador Frank Graham.

Inicialmente, as células pareciam difíceis de transformar. No entanto, após muitos esforços contínuos, o crescimento celular ocorreu a partir de um único clone transformado isolado [1]. A transfecção das células com o adenovírus 5 levou à inclusão dos genes E1A e E1B no genoma celular, o que impede a morte celular e permite a produção abundante de proteínas. Antes da imortalização, as células renais fetais não foram adequadamente caracterizadas, pelo que o seu tipo celular exato é desconhecido.

Os rins embrionários são compostos por células endoteliais, epiteliais e fibroblásticas, pelo que as células HEK 293 provavelmente pertencem a estas categorias. No entanto, o ARNm e os produtos genéticos sugerem que se trata de células neuronais. É possível que a adição do Ad5 tenha alterado o fenótipo celular e a expressão genética. Curiosidade: O «293» em HEK293 refere-se à 293.ª experiência realizada por Graham.

Curiosidade: O «293» em HEK293 refere-se à 293.ª experiência realizada por Graham.

Características das células HEK293

• Morfologia
• Tamanho celular
• Genoma e ploidia (número de cromossomas)

As células HEK293 têm uma forma que se assemelha às células epiteliais. Os rins embrionários são compostos principalmente por células fibroblásticas, endoteliais e epiteliais. Assim, as células 293 assemelham-se a um destes tipos de células na sua forma.

O tamanho das células HEK 293 situa-se entre 11 e 15 µm, podendo ser influenciado pelas condições de cultura. Em cultura, as células podem apresentar-se achatadas quando cultivadas numa superfície ou arredondadas em suspensão. As células HEK293 são hipotriploides e cerca de 30% das células HEK293 têm uma ploidia modal de 64 cromossomas, mas algumas células têm ainda mais cromossomas. As células também possuem três cópias do cromossoma X e um fragmento de 4 kilopares de base do adenovírus 5 integrado no cromossoma 19.

Comparação entre as linhas celulares HEK293 e HEK293T

Muitos derivados foram obtidos a partir das células HEK 293 parentais, tais como os derivados comuns das células 293, as células HEK293T e HEK293F. As células HEK293T são um dos derivados mais amplamente utilizados e foram criadas através da incorporação de um mutante do antígeno T do SV40 sensível à temperatura no genoma original das células HEK 293. A expressão do antígeno T permite a replicação de plasmídeos com uma origem de replicação SV40 quando transfectados em células 293-T, levando a um aumento da produção de proteínas recombinantes [2]. Para mais informações sobre os derivados da linha celular HEK, incluindo o seu desenvolvimento e características, consulte este artigo de revisão.

Noções básicas sobre o cultivo de células HEK293: um guia passo a passo

Condições

Informações

Tempo de duplicação da população

O tempo de duplicação da linha celular HEK293 varia entre 24 e 45 horas, com uma média de 30 horas.

Culturas aderentes ou em suspensão

As células HEK293 podem ser cultivadas tanto na forma aderente como em suspensão. As células aderentes crescem como monocamadas, enquanto as culturas em suspensão crescem como esferóides.

Densidade de semeadura

Divida as células a uma confluência de 80-90% durante a fase de crescimento. Desprenda as células utilizando Accutase e semeie a uma densidade de 1 a 4 x 104 células/cm². Formar-se-á uma camada confluente em 4 dias a uma densidade de sementeira de 1 x 104 células/cm².

Meio de crescimento

Cultive em Meio Essencial Mínimo de Eagle (EMEM) com 2 mM de L-glutamina e 10% de soro fetal bovino (FBS). Troque o meio duas vezes por semana.

Condições de crescimento (temperatura, CO2)

Manter numa incubadora humidificada a 37 °C com um fornecimento de 5% de CO2 para um crescimento ideal.

Armazenamento

Armazene na fase vapor ou líquida de nitrogénio líquido para conservação a longo prazo. Evite armazenar num congelador a -80 °C, pois isso pode afetar a viabilidade celular.

Processo de congelação e meio

Utilize um método de congelamento lento para uma melhor conservação. Congele em meio de congelamento CM-1 ou CM-ACF, disponível na CLS.

Processo de descongelação

Descongele as células congeladas num banho-maria a 37 °C durante 1-2 minutos até restar um pequeno pedaço de gelo. Transfira a suspensão celular para um tubo de centrífuga, adicione meio de crescimento pré-aquecido e centrifugue para eliminar os componentes do meio de congelamento. Resuspende o sedimento celular em meio fresco e cultive em condições ótimas.

Nível de biossegurança

As células HEK293 requerem manuseamento ao nível de biossegurança 1.

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A Linha Celular HEK293 na Investigação e na Indústria

As aplicações das células HEK293 são diversas e significativas. São frequentemente utilizadas como sistema para a expressão e produção de proteínas recombinantes. Devido à sua origem humana, as proteínas produzidas nestas células são mais suscetíveis de serem semelhantes às suas contrapartes humanas naturais em termos de estrutura e função, o que é crucial para aplicações terapêuticas.

Além disso, as células HEK293 são frequentemente utilizadas no estudo da função e regulação genética, uma vez que absorvem facilmente ADN estranho, tornando-as um excelente modelo para a manipulação genética. Estas células desempenham também um papel fundamental na produção de vetores adenovirais, que são utilizados na terapia genética e no desenvolvimento de vacinas, incluindo a rápida produção de vacinas para a COVID-19.

Produção de vacinas e proteínas: As células HEK 293 são adequadas para a produção em grande escala de proteínas e vacinas terapêuticas. A linha celular é ainda utilizada para gerar vetores virais, tais como vetores adeno-associados e adenovirais. Recentemente, as células HEK293 têm sido utilizadas para produzir uma proteína recombinante crucial, a eritropoietina (EPO).

Testes de medicamentos: As células HEK293 são frequentemente utilizadas para testar a toxicidade de medicamentos e produtos naturais.

Investigação do cancro: as células 293 são tumorigénicas, e alterações cruciais na expressão genética podem agravar a tumorigénese nesta linha celular. Por conseguinte, a linha celular 293 é frequentemente utilizada em estudos sobre o cancro para compreender os mecanismos moleculares subjacentes e o desenvolvimento de medicamentos.

Estudos de transfecção: A transfecção é o processo de introdução de ácidos nucleicos nas células, e as células HEK293 são particularmente adequadas para este processo. Mais informações sobre este tema são explicadas abaixo.

O papel das células HEK293 na produção de vacinas e proteínas

Na produção de vacinas, as células HEK293 têm sido fundamentais no desenvolvimento de vacinas à base de adenovírus. A sua capacidade de crescer em culturas em suspensão permite processos escaláveis, essenciais para satisfazer a procura global de vacinas. Além disso, a sua origem humana proporciona uma vantagem em relação a outras linhas celulares, uma vez que podem realizar modificações pós-traducionais semelhantes às humanas, garantindo a eficácia biológica das vacinas produzidas.

A versatilidade das células HEK293 estende-se à produção de proteínas complexas, incluindo anticorpos monoclonais e biossimilares, que são utilizados no tratamento do cancro, de doenças autoimunes e de outras condições. A sua capacidade de dobrar e modificar proteínas com precisão torna-as a escolha preferida na indústria de produção de proteínas recombinantes.

Por que razão as células HEK293 são utilizadas para a transfecção?

A transfecção é o processo de introdução de ácidos nucleicos nas células, e as células HEK293 são particularmente adequadas para este processo. Existem várias razões pelas quais as células HEK293 são preferidas para a transfecção:

1. Elevada eficiência de transfecção: as células HEK293 apresentam uma elevada taxa de absorção de ADN estranho, o que pode ser atribuído à sua capacidade de expressar determinados genes virais que facilitam a entrada do ADN na célula.
2. Crescimento robusto: Estas células crescem rapidamente e são relativamente fáceis de manter, o que é benéfico para experiências que requerem resultados rápidos e fiáveis.
3. Adaptabilidade: As células HEK293 podem ser cultivadas numa variedade de condições, incluindo culturas aderentes ou em suspensão, o que as torna adequadas para a produção de proteínas em grande escala.
4. Linha celular humana: Enquanto linha celular humana, proporcionam um contexto biológico mais relevante para a biologia humana, o que é particularmente importante na investigação terapêutica, onde a resposta nas células humanas é preditiva dos resultados in vivo.
5. Versatilidade: São capazes de produzir proteínas com modificações pós-traducionais complexas, uma característica essencial para a funcionalidade de muitas proteínas, especialmente anticorpos terapêuticos. 

Protocolo de subcultura de HEK293

Reagentes necessários

1. Solução salina tamponada com fosfato (PBS) 1X
2. 10% de tripsina-PBS
3. Meio de Dulbecco modificado (DMEM)

Procedimento

Preparação das células

1. Verifique as células HEK ao microscópio para garantir que estão cerca de 90% confluentes.
2. Limpe a estação de trabalho utilizando técnicas assépticas e esterilize a capela de exaustão com luz UV.
3. Limpe a área de trabalho com etanol a 70%.
4. Pré-aqueça todos os reagentes num banho-maria a 37 °C.

Cálculo da fração de divisão e da quantidade de sementes

1. Determine a fração de divisão, normalmente entre 1:5 e 1:20.
2. Calcule o volume para pipetagem utilizando a fórmula: Vp = (S)(Vd).

Volumes de meio e protocolos de divisão

Para a cultura celular, diferentes recipientes requerem volumes de meio específicos e têm áreas de crescimento únicas. Por exemplo, uma placa de 6 poços tem uma área de crescimento de 4,67 cm² por poço e necessita de cerca de 2,5 mL de meio, enquanto uma placa de 100 mm tem uma área de crescimento de 55 cm², necessitando de 10 mL de meio. O processo de divisão das células envolve a remoção do meio antigo, a lavagem com PBS, a incubação com Accutase, a neutralização com DMEM, a centrifugação, a ressuspensão em meio novo e, em seguida, a sementeira numa nova placa. Para obter etapas detalhadas e proporções para outros recipientes, como frascos de 100 cm² e placas de 150 mm, consulte a fonte original.

Perguntas frequentes sobre as células HEK293

As células HEK293 são um objeto de utilização generalizada na investigação científica, o que naturalmente suscita inúmeras questões sobre a sua natureza, origem e caraterísticas. De seguida, exploramos algumas destas questões comuns.