Células HepG2 - Um recurso para a investigação do cancro do fígado

Hep-G2 é uma linha celular de cancro do fígado humano originária do tecido hepático de um homem caucasiano de 15 anos com carcinoma hepatocelular. Estas células são frequentemente utilizadas em estudos sobre metabolismo de fármacos e hepatotoxicidade. Embora as células HepG2 apresentem elevadas taxas de proliferação e uma aparência semelhante à das células epiteliais, não são tumorigénicas e desempenham várias funções hepáticas diferenciadas. Em 1975, os investigadores derivaram as células HepG2 a partir de um carcinoma hepatocelular, tornando-as a primeira linha celular hepática a apresentar as características essenciais dos hepatócitos. Em contraste com a linha celular SK-Hep1, estabelecida anteriormente, que carece de marcadores essenciais das células hepáticas, as células HepG2 podem secretar várias proteínas plasmáticas e constituem um modelo valioso para o estudo da dinâmica intracelular dos domínios da superfície celular nos hepatócitos humanos. Estas células apresentam uma morfologia de tipo epitelial, têm um número modal de cromossomas de 55 e podem ser estimuladas com a hormona de crescimento humana.

📋 Linha Celular HepG2 — Factos Rápidos

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Tipo de crescimento: Adesivo
Nível de biossegurança: BSL-1
Disponível em: Cytion — Encomendar HepG2

Animação médica em 3D de um tumor maligno no fígado de um homem.

Características das células HepG2

A forma típica dos hepatócitos primários é cúbica e geralmente contém dois núcleos. Em contraste, as células HepG2 têm uma morfologia semelhante à epitelial, com um único núcleo e uma contagem de cromossomas que varia entre 48 e 54 por célula. Embora as células HepG2 possam representar até 25% da proteína celular total, o seu tamanho é superior ao dos hepatócitos normais, constituindo cerca de 10% da proteína total da célula. As proteínas celulares desempenham um papel fundamental no interior da célula, executando as funções especificadas pelos genes.

As células tumorais, incluindo aquelas com um número anormal de cromossomas, apresentam frequentemente um aumento no número de núcleos, podendo chegar a sete por célula. Devido ao seu elevado grau de diferenciação in vitro, as células HepG2 constituem um modelo ideal para estudar o tráfego intracelular e a dinâmica das proteínas da membrana canalicular biliar e sinusoidal, bem como dos lípidos nos hepatócitos humanos.

O diâmetro médio de uma célula HepG2 é de cerca de 10-20 µm, o que é menor do que um hepatócito com um diâmetro de 15 µm, mas semelhante às células tumorais com hepatoblastoma (HB), que variam entre 10-20 µm.

Genética das HepG2

A linha celular Hep-G2 apresenta várias translocações, incluindo as entre os braços curtos dos cromossomas 1 e 21, trissomias dos cromossomas 2, 16 e 17 e tetrasomia do cromossoma 20. Observa-se também a perda da região 4q3 do cromossoma, associada à translocação t(1;4) frequentemente observada no hepatoblastoma (HB) e a outras anomalias cromossómicas, tais como as trissomias 2 e 20. O número de cromossomas nas células HepG2 varia entre 50 e 60, indicando um cariótipo hiperdiplóide, enquanto alguns casos apresentam mais de 100 cromossomas e são caracterizados por um aumento tetraplóide. As células HepG2 contêm aproximadamente 7,5 pg de ADN, 15% mais do que uma célula somática média. Em comparação, os hepatócitos primários têm uma forma celular cúbica e contêm tipicamente dois núcleos [1].

Perfil mutacional das células HepG2

A linha celular HepG2 porta a mutação C228T na região promotora do TERT, também presente no carcinoma hepatocelular (CHC) e no hepatoblastoma (HB). Esta mutação contribui para a imortalização, protegendo os telómeros nas células cancerosas. Além disso, as células HepG2 apresentam o TP53 de tipo selvagem, um gene crítico para a supressão do cancro humano, uma vez que desempenha um papel na paragem do ciclo celular, na apoptose e no envelhecimento. As mutações neste gene podem promover a proliferação celular.

As células HepG2 participam em várias vias, incluindo a desregulação do crescimento celular, vias de sobrevivência, tais como o HB fetal e embrionário, e a via Wnt/β-catenina. Além disso, a linha celular apresenta uma deleção característica do terceiro exão do gene CTNNB1, que é idêntica à observada no HB de tipo epitelial [2,3].

HepG2 cells at high and low confluence

Células HepG2 a crescer em ilhotas com ampliação de 20x e 10x.

Visão geral das células de carcinoma hepatocelular HepG2 na investigação sobre o fígado

As células HepG2, originárias do hepatoma humano, tornaram-se uma ferramenta inestimável para a investigação das funções e doenças do fígado, incluindo o carcinoma hepatocelular. Estas linhas celulares hepáticas fornecem informações sobre as respostas celulares dos hepatócitos humanos em várias condições experimentais. A utilização de plasmídeos repórteres de luciferase nas células HepG2 tem-se revelado particularmente eficaz para monitorizar a expressão genética e as transfecções celulares, que são fundamentais na investigação metabólica, como o estudo dos efeitos do etanol nas células hepáticas.

Estudos sobre infeções virais e doenças hepáticas utilizando células HepG2

As linhas celulares tumorais hepáticas imortalizadas, como HepG2 e Huh7, são essenciais no estudo de infeções virais, demonstrando a replicação completa do ciclo celular da hepatite D (HDV) e a expressão da hepatite B (HBV) [5,6]. Paralelamente, as linhas celulares HepaRG desempenham um papel fundamental na elucidação dos mecanismos de entrada do HBV [7]. As células HepG2 também são utilizadas para investigar uma variedade de doenças hepáticas humanas, desde condições genéticas como a colestase intra-hepática familiar progressiva (PFIC) e a síndrome de Dubin-Johnson até estudos ambientais e alimentares relacionados com agentes citotóxicos e genotóxicos, bem como na investigação de alvos farmacológicos e da hepatocarcinogénese [8,9]. A sua utilização estende-se a ensaios com dispositivos de fígado bioartificial.

Interações das células HepG2 com biomateriais na engenharia de tecidos

A interação das células HepG2 com vários biomateriais é fundamental na engenharia de tecidos. Técnicas como a técnica da sonda coloidal ajudam a compreender estas interações através da medição das propriedades de adesão celular, que são vitais para determinar a viabilidade celular para o desenvolvimento de arcabouços e modelos precisos de tecido hepático.

Comportamento celular e inovações em modelos baseados em HepG2

O estudo do comportamento celular em modelos baseados em HepG2 é crucial para a investigação das doenças hepáticas. Os avanços nas culturas celulares esferoidais tridimensionais levaram à criação de esferóides de células HepG2, oferecendo um modelo mais relevante do ponto de vista fisiológico que reflete de perto os hepatócitos normais. Estes modelos 3D, com atividade metabólica aumentada, indicam o potencial das células HepG2 para servirem de modelo para o hepatoblastoma e são significativos na investigação do tratamento do cancro, especialmente para simular tumores hepáticos e testar novas abordagens terapêuticas [10-12].

Comparação e características da HepG2 entre outras linhas celulares tumorais

A HepG2 é uma das linhas celulares tumorais hepáticas mais utilizadas, selecionada pelas suas amplas aplicações na investigação científica entre cerca de 40 linhas celulares tumorais hepáticas disponíveis [13]. Apesar da sua expressão fraca ou ausente de certas enzimas do citocromo P450 em comparação com os hepatócitos normais, o perfil metabólico da HepG2 tem impulsionado esforços para modificar a linha celular com vista a melhores estudos sobre o metabolismo de fármacos [13]. Em comparação com linhas celulares tumorais como MCF7, PC3, 143B e HEK293, as células HepG2 apresentam perfis de conteúdo de aminoácidos únicos que influenciam significativamente a síntese e a secreção de proteínas, destacando as suas vias metabólicas únicas [14].

Explorando a investigação sobre doenças hepáticas com a linha celular HepG2

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Subcultura de células HepG2

Aqui estão cinco passos para remover células aderentes de frascos de cultura celular utilizando Accutase:

Retire o meio do frasco de cultura celular e lave as células aderentes utilizando PBS sem cálcio e magnésio. Utilize 3-5 ml de PBS para frascos T25 e 5-10 ml para frascos T75.
Adicione Accutase ao frasco de cultura celular, utilizando 1-2 ml por frasco T25 e 2,5 ml por frasco T75. Certifique-se de que o Accutase cobre toda a camada celular.
Incube o frasco à temperatura ambiente durante 8 a 10 minutos.
Ressuspender cuidadosamente as células com meio, utilizando 10 ml de meio fresco.
Centrifugue as células ressuspensas durante 5 minutos a 300xg, ressuspende-as em meio fresco e distribua-as por novos frascos contendo meio fresco.

Perspetivas futuras para as células HepG2

A busca para desbloquear todo o potencial da linha celular HepG2 continua com progressos revolucionários no aumento da expressão de citocromos. Os investigadores estão também a explorar a possibilidade de culturas celulares esferoidais tridimensionais, que oferecem um sistema mais relevante do ponto de vista fisiológico. A atividade metabólica, incluindo os citocromos, é notavelmente mais elevada nos modelos esferoidais 3D de HepG2 do que nas células 2D, aproximando-nos da criação de um modelo que espelha os hepatócitos normais. Além disso, a exploração dos processos dinâmicos subjacentes à distribuição incorreta das proteínas da superfície celular pode abrir caminho para uma melhor compreensão das doenças hepáticas.