Células HaCaT - Exploração da biologia e das doenças da pele
As células HaCaT são derivadas de queratinócitos epidérmicos humanos e são comumente utilizadas para explorar a homeostase epidérmica e as patologias associadas. Estas células são consideradas queratinócitos humanos imortalizados espontaneamente, o que é digno de nota porque foram derivadas de queratinócitos da pele normal sem sofrerem crises ou retardo de crescimento. Esta origem única confere às células HaCaT um conjunto de propriedades genéticas e de crescimento que diferem de outras linhas celulares. Apesar de exibirem um fenótipo transformado in vitro com propriedades clonogénicas em ágar ou plástico, a linha celular HaCaT permanece não tumorigénica. Sendo a primeira linha celular epitelial estável proveniente da pele humana adulta que apresenta diferenciação normal, as células HaCaT são uma ferramenta valiosa para investigar a regulação da queratinização em células humanas. Estas células têm uma vasta gama de aplicações devido à sua capacidade de proliferar e diferenciar-se eficazmente in vitro.
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- Tipo de crescimento
- Adesivo
- Nível de biossegurança
- BSL-1
- Disponível em
- Cytion — Encomendar HaCaT
- Características das células HaCaT
- Características genéticas e origem das células HaCaT
- Como colher células HaCaT em 5 passos simples
- Aplicações das células HaCaT
- Vídeos em destaque: Explorando o mundo das células HaCaT
Características das células HaCaT
As células HaCaT podem ser cultivadas em condições de baixo teor de cálcio e apresentam uma aparência fusiforme, sem junções apertadas entre as células, tal como as células primárias mantidas nas mesmas condições. Na epiderme normal, os queratinócitos desenvolvem-se a partir de células estaminais na camada basal e progridem através das camadas espinhosa e granular antes de atingirem a camada córnea e descamarem para o ambiente. Este equilíbrio rigorosamente regulado entre a proliferação e a descamação resulta numa renovação ou mudança completa a cada 28 dias, um processo complexo conhecido como queratinização. Este processo é altamente regulado e envolve alterações marcantes na expressão genética, na estrutura e na atividade enzimática. Para análise in vitro e in vivo, as células HaCaT devem manter as queratinas epidérmicas características das camadas diferenciadas das células da epiderme humana, que são essenciais para manter a integridade estrutural e a resiliência da pele. Embora possam ocorrer alterações cromossómicas sequenciais nas células HaCaT, estas podem não estar associadas a problemas de diferenciação significativos, demonstrando, em vez disso, a transformação espontânea de queratinócitos adultos humanos in vitro.
Características genéticas e origem das células HaCaT
As células HaCaT são uma linha celular de queratinócitos humanos imortalizados espontaneamente, originárias da pele adulta e representando uma via evolutiva única. Estas células possuem mutações em ambos os alelos do gene p53, o que é típico de mutações induzidas pela radiação UV [3,4]. Além disso, presume-se que as células HaCaT tenham sido geradas por mutações no gene supressor de tumores p53, seguidas pela perda de genes de senescência [5].
O gene supressor de tumor p53, conhecido pelo seu papel na reparação do ADN e como guardião do genoma, induz a resposta da pele humana aos danos no ADN [4]. Foi observado que as células HaCaT perderam parcialmente o seu mecanismo de proteção contra danos no ADN devido à mutação in vivo do gene p53, tornando-as suscetíveis ao acúmulo de alterações citogenéticas em resposta a temperaturas de cultura elevadas. Outro mecanismo de imortalização das células HaCaT envolve o aumento da atividade da enzima telomerase [7]. Em células normais, os telómeros encurtam continuamente a cada divisão celular até se atingir a senescência celular. A telomerase é um complexo enzimático celular especializado com atividade de transcriptase reversa que mantém o comprimento dos telómeros estável. Em contraste, as células HaCaT apresentam um aumento significativo da atividade da telomerase, resultando num comprimento dos telómeros bem mantido. Estas observações confirmam o papel da telomerase no processo de imortalização das células HaCaT.
Foram identificadas três translocações cromossómicas específicas que resultam na perda de uma cópia dos braços cromossómicos 3p, 4p e 9p, num ganho de 9q e na formação de isocromossomas. A perda do braço curto do cromossoma 3p pode levar à perda de genes de senescência e à imortalização das células HaCaT [8]. As células HaCaT são hipodiplóides e possuem cromossomas marcadores distintos e estáveis que representam a sua origem monoclonal. As características e a origem da linha celular HaCaT foram confirmadas através de impressão digital de ADN com marcadores minissatélites hipervariáveis [3-6].
Como colher células HaCaT em 5 passos simples
- Remova o meio de cultura e lave as células aderentes utilizando 3-5 mL de PBS sem cálcio e magnésio para frascos T25 ou 5-10 mL para frascos T75.
- Adicione 1-2 mL de solução de EDTA a 0,05% recém-preparada por frasco T25, ou 2,5 mL por frasco T75, garantindo que toda a camada celular fique coberta, e incube a 37 °C durante 10 minutos.
- Adicione 1 mL de solução de tripsina/EDTA (0,05%/0,025%) recém-preparada por frasco T25, ou 2,5 mL por frasco T75, garantindo novamente a cobertura completa da camada celular. As células devem desprenderse no prazo de 1 a 2 minutos.
- Interrompa a atividade da tripsina adicionando um meio de cultura celular contendo FBS.
- Transfira as células para novos frascos contendo meio de cultura celular fresco.
Aplicações das células HaCaT
As células HaCaT são uma ferramenta valiosa para o estudo dos queratinócitos [9]. Estas células imortais funcionam como células preneoplásicas e podem fornecer informações sobre as alterações envolvidas na transformação maligna e neoplásica [10]. As culturas de células HaCaT em monocamada são essenciais para aplicações de análise de toxicidade celular e cicatrização de feridas in vitro. As células HaCaT também podem ser utilizadas para avaliar a toxicidade cutânea causada por vários agentes e processos neoplásicos ou inflamatórios. Podem ser utilizadas para analisar diferentes mecanismos de reações alérgicas cutâneas, os efeitos das espécies reativas de oxigénio e a irradiação por UV. Após estimulação, as células HaCaT podem diferenciar-se e expressar marcadores de diferenciação específicos, tais como a involucrina, K14 e K10. As células HaCaT são também frequentemente utilizadas como modelo para o estudo da fisiopatologia da homeostase epidérmica [6].
As células HaCaT mantêm a sua capacidade de reconstituir uma epiderme estruturada in vivo após o transplante, resultando numa estrutura epidérmica estratificada que pode ser revertida entre um estado basal e um estado diferenciado através de alterações na concentração de cálcio no meio. Estas células também permitem a caracterização de vários processos biológicos, tais como a sua utilização como sistema modelo da vitamina D e o metabolismo na pele. Uma vez que as células HaCaT não são geneticamente modificadas, apresentam uma visão imparcial do amplo espectro de eventos genéticos iniciais na pele humana.
Vídeos em destaque: A explorar o mundo das células HaCaT
«Migração das células HaCaT»: Este vídeo mostra o processo de migração celular nas células HaCaT. A migração celular é um processo essencial para vários processos biológicos, tais como a cicatrização de feridas e a metástase do cancro. O vídeo demonstra o movimento das células HaCaT ao microscópio, fornecendo uma representação visual de como estas células migram. A atividade das células é observada à medida que se deslocam de um local para outro, e o vídeo fornece uma ilustração clara das alterações que ocorrem nas células durante este processo.
"Ensaio de arranhão realizado em células HaCaT": Este vídeo mostra um ensaio de arranhão realizado em células HaCaT. O ensaio de arranhão é uma técnica amplamente utilizada para estudar a migração celular e, neste caso, é utilizada para analisar a migração das células HaCaT. O vídeo demonstra o processo de criação de um arranhão na superfície de uma placa de cultura celular, que é depois observado ao microscópio à medida que as células HaCaT migram e fecham a lacuna ao longo do tempo.
"Crescimento celular de queratinócitos HaCaT para experiências de cicatrização de feridas": Este vídeo demonstra o processo de crescimento celular de queratinócitos HaCaT para experiências de cicatrização de feridas. Os queratinócitos HaCaT são uma linha celular comumente utilizada em estudos de cicatrização de feridas.
«Diferenciação das células HaCaT»: Este vídeo apresenta os passos necessários para diferenciar as células HaCaT. As células HaCaT podem diferenciar-se em diferentes tipos de células cutâneas. O vídeo demonstra as alterações nas células HaCaT à medida que se diferenciam, representando visualmente os vários marcadores e características da diferenciação. O processo de diferenciação é fundamental para o funcionamento normal da pele, e o vídeo destaca as diferentes fases de diferenciação pelas quais as células HaCaT passam.
Referências
- Angel P e Karin M: O papel de Jun, Fos e do complexo AP-1 na proliferação e transformação celular. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: A regulação do crescimento hiperplásico epidérmico. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Isolamento e caracterização de uma linha de queratinócitos humanos de longa duração surgida espontaneamente (NM-1). In Vitro Cell Dev Biol 23(3):205-13, 1987
- Lehmann TA, Modali R, Boukamp P, Stanek J, Bennett WP, Welsh JA, Metcalf RA, Stampfer MR, Fusenig NE, Rogan EM, Harriss CC: Mutações do p53 em linhas celulares epiteliais imortalizadas humanas. Carcinogenesis 14:833-839, 1993
- Ziegler A-M, Leffell DJ, Kunala S, Sharma HW, Gailani M, Simon JA, Halperin AJ, Baden HP, Shapiro PE, Bale AE, Brash DE: Pontos críticos de mutação devido à luz solar no gene p53 do cancro da pele não melanoma. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Fusenig NE, Boukamp P. Várias fases e alterações genéticas na imortalização, transformação maligna e progressão tumoral dos queratinócitos da pele humana. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Atividade da telomerase na camada basal regenerativa da epiderme da pele humana e em queratinócitos cutâneos imortais e derivados de carcinoma. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. Células HaCaT como um modelo de diferenciação in vitro fiável para analisar a resposta inflamatória/de reparação dos queratinócitos humanos. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. et al. Queratinização normal numa linha celular de queratinócitos humanos aneuploides espontaneamente imortalizados. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Gibbs, Graham: Análise de dados qualitativos. O kit de investigação qualitativa da Sage. Londres: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Desenho de investigação aplicada: um guia prático. Sage: Londres
- Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. Queratinização normal numa linha celular de queratinócitos humanos aneuploides espontaneamente imortalizados. Cell Biol. (1988); 106:761–771.