Publicat: 2023 | Ultima revizuire: mai 2026

Celulele HEK293: o piatră de temelie în cercetarea celulară modernă și biotehnologie

Celulele renale embrionare umane 293 (HEK293) reprezintă o linie celulară renală embrionară umană care a câștigat o popularitate largă în comunitatea științifică datorită versatilității și utilității lor într-o gamă largă de aplicații de cercetare. Linia celulară a fost creată la începutul anilor 1970 și, de atunci, a fost utilizată pentru dezvoltarea de vaccinuri, cercetarea cancerului, testarea medicamentelor și transducția semnalului. Această postare de blog va explora toate aspectele liniei celulare HEK293, inclusiv originea sa, informații despre cultivare, avantaje și dezavantaje, aplicații și resurse.

Celulele HEK293: Informații generale și origine

Ce sunt celulele HEK293?

Celulele HEK293 sunt o linie celulară embrionară umană renală derivată din țesutul renal al unui embrion uman avortat electiv, cu părinți necunoscuți. Celulele au fost create de un biolog olandez pe nume Alex Van der Eb la începutul anilor 1970. Ulterior, acestea au fost imortalizate printr-o transformare cu un adenovirus 5 trunchiat de către cercetătorul Frank Graham.

Inițial, transformarea celulelor părea dificilă. Cu toate acestea, după multe eforturi continue, a avut loc creșterea celulară dintr-o singură clonă transformată izolată [1]. Transfecția celulei cu adenovirusul 5 a dus la includerea genelor E1A și E1B în genomul celulei, ceea ce previne moartea celulară și permite producția abundentă de proteine. Înainte de imortalizare, celulele renale fetale nu au fost caracterizate în mod adecvat, astfel încât tipul lor celular exact este necunoscut.

Rinichii embrionari sunt compuși din celule endoteliale, epiteliale și fibroblaste, astfel încât celulele HEK 293 aparțin probabil acestor tipuri de celule. Cu toate acestea, ARNm-ul și produsele genice sugerează că acestea sunt celule neuronale. Este posibil ca adăugarea de Ad5 să fi modificat fenotipul celular și expresia genică. Curiozitate: „293” din HEK293 se referă la cel de-al 293-lea experiment realizat de Graham.

Curiozitate: „293” din HEK293 se referă la cel de-al 293-lea experiment realizat de Graham.

Caracteristicile celulelor HEK293

• Morfologie
• Dimensiunea celulei
• Genom și ploidie (număr de cromozomi)

Celulele HEK293 au o formă care seamănă cu celulele epiteliale. Rinichii embrionari sunt compuși în principal din celule fibroblastice, endoteliale și epiteliale. Astfel, celulele 293 seamănă ca formă cu unul dintre aceste tipuri de celule.

Dimensiunea celulelor HEK 293 variază între 11 și 15 µm, aceasta putând fi influențată de condițiile de cultură. În cultură, celulele pot avea un aspect aplatizat atunci când sunt cultivate pe o suprafață sau rotunjit în suspensie. Celulele HEK293 sunt hipotriploide, iar aproximativ 30% dintre celulele HEK293 au o ploidie modală de 64 de cromozomi, dar unele celule au chiar mai mulți cromozomi. Celulele au, de asemenea, trei copii ale cromozomului X și un fragment de 4 kilobaze de adenovirus 5 integrat în cromozomul 19.

Comparație între linia celulară HEK293 și HEK293T

Multe derivate au fost obținute din celulele HEK 293 parentale, cum ar fi derivatele comune ale celulelor 293, celulele HEK293T și HEK293F. Celulele HEK293T sunt unul dintre cele mai utilizate derivate și au fost create prin încorporarea unui mutant al antigenului T SV40 sensibil la temperatură în genomul celular original HEK 293. Expresia antigenului T permite replicarea plasmidelor cu origine de replicare SV40 atunci când sunt transfectate în celule 293-T, ceea ce duce la o producție crescută de proteine recombinante [2]. Pentru mai multe informații despre derivatele liniei celulare HEK, inclusiv dezvoltarea și caracteristicile acestora, consultați acest articol de sinteză.

Noțiuni de bază privind cultivarea celulelor HEK293: un ghid pas cu pas

Condiții

Informații

Timpul de dublare a populației

Timpul de dublare a liniei celulare HEK293 variază între 24 și 45 de ore, cu o medie de 30 de ore.

Culturi aderente sau în suspensie

Celulele HEK293 pot fi cultivate atât în formă aderentă, cât și în suspensie. Celulele aderente cresc sub formă de monostraturi, în timp ce culturile în suspensie cresc sub formă de sferoide.

Densitatea de însămânțare

Divizați celulele la o confluență de 80-90% în timpul fazei de creștere. Desprindeți celulele folosind Accutase și însămânțați la o densitate de 1 până la 4 x 104 celule/cm2. Un strat confluent se va forma în 4 zile la o densitate de însămânțare de 1 x 104 celule/cm2.

Mediu de creștere

Cultivați în mediu minim esențial Eagle (EMEM) cu 2 mM L-glutamină și 10% ser fetal bovin (FBS). Schimbați mediul de două ori pe săptămână.

Condiții de creștere (temperatură, CO2)

Păstrați într-un incubator umidificat la 37 °C cu un aport de 5% CO2 pentru o creștere optimă.

Depozitare

Depozitați în faza de vapori sau lichidă a azotului lichid pentru conservarea pe termen lung. Evitați depozitarea la -80 °C în congelator, deoarece aceasta poate afecta viabilitatea celulelor.

Procesul de congelare și mediu

Utilizați o metodă de congelare lentă pentru o conservare optimă. Congelați în mediu de congelare CM-1 sau CM-ACF disponibil de la CLS.

Procesul de decongelare

Decongelați celulele congelate într-o baie de apă la 37 °C timp de 1-2 minute, până când rămâne un mic bulgăre de gheață. Transferați suspensia celulară într-o eprubetă de centrifugă și adăugați mediu de creștere preîncălzit, apoi centrifugați pentru a elimina componentele mediului de congelare. Resuspendeți peleta celulară în mediu proaspăt și cultivați în condiții optime.

Nivel de biosecuritate

Celulele HEK293 necesită manipulare la nivelul de biosecuritate 1.

Achiziționați celule HEK293 pentru cercetările dumneavoastră

Pentru cercetările dvs. revoluționare, luați în considerare celulele noastre HEK293, cunoscute pentru versatilitatea lor în studiile de expresie genică și dezvoltarea vaccinurilor, precum și derivatele acestora, cum ar fi HEK293T, HEK293 adaptate pentru suspensie, HEK293T/17, AAV-293 și 2V6.11. Aflați mai multe și îmbunătățiți-vă experimentele explorând gama noastră de produse aici.

Linia celulară HEK293 în cercetare și industrie

Aplicațiile celulelor HEK293 sunt diverse și semnificative. Acestea sunt utilizate frecvent ca sistem pentru exprimarea și producerea de proteine recombinante. Datorită originii lor umane, proteinele produse în aceste celule sunt mai susceptibile să fie similare cu omoloagele lor umane naturale în ceea ce privește structura și funcția, ceea ce este crucial pentru aplicațiile terapeutice.

Mai mult, celulele HEK293 sunt adesea utilizate în studiul funcției și reglării genelor, deoarece absorb cu ușurință ADN străin, ceea ce le face un model excelent pentru manipularea genetică. Aceste celule joacă, de asemenea, un rol esențial în producția de vectori adenovirali, care sunt utilizați în terapia genică și dezvoltarea vaccinurilor, inclusiv în generarea rapidă de vaccinuri pentru COVID-19.

Producția de vaccinuri și proteine: Celulele HEK 293 sunt potrivite pentru fabricarea la scară largă a proteinelor și a vaccinurilor terapeutice. Linia celulară este utilizată în continuare pentru a genera vectori virali, cum ar fi vectorii adeno-asociați și adenovirali. Recent, celulele HEK293 au fost utilizate pentru producerea unei proteine recombinante esențiale, eritropoietina (EPO).

Testarea medicamentelor: Celulele HEK293 sunt utilizate frecvent pentru testarea toxicității medicamentelor și a produselor naturale.

Cercetarea cancerului: Celulele 293 sunt tumorigene, iar modificările cruciale ale expresiei genice pot agrava tumorigeneza în această linie celulară. Prin urmare, linia celulară 293 este utilizată frecvent în studiile privind cancerul pentru înțelegerea mecanismelor moleculare subiacente și dezvoltarea medicamentelor.

Studii de transfecție: Transfecția este procesul de introducere a acizilor nucleici în celule, iar celulele HEK293 sunt deosebit de receptive la acest proces. Mai multe informații despre acest subiect sunt explicate mai jos.

Rolul HEK293 în producția de vaccinuri și proteine

În producția de vaccinuri, celulele HEK293 au jucat un rol esențial în dezvoltarea vaccinurilor pe bază de adenovirus. Capacitatea lor de a crește în culturi de suspensie permite procese scalabile, esențiale pentru satisfacerea cererii globale de vaccinuri. În plus, originea lor umană oferă un avantaj față de alte linii celulare, deoarece pot efectua modificări post-translaționale similare celor umane, asigurând eficacitatea biologică a vaccinurilor produse.

Versatilitatea celulelor HEK293 se extinde la producția de proteine complexe, inclusiv anticorpi monoclonali și biosimilare, care sunt utilizate în tratamentul cancerului, al bolilor autoimune și al altor afecțiuni. Capacitatea lor de a plia și modifica cu precizie proteinele le face o alegere preferată în industria producției de proteine recombinante.

De ce sunt utilizate celulele HEK293 pentru transfecție?

Transfecția este procesul de introducere a acizilor nucleici în celule, iar celulele HEK293 sunt deosebit de receptive la acest proces. Există mai multe motive pentru care celulele HEK293 sunt preferate pentru transfecție:

1. Eficiență ridicată de transfecție: Celulele HEK293 au o rată ridicată de absorbție a ADN-ului străin, ceea ce poate fi atribuit capacității lor de a exprima anumite gene virale care facilitează intrarea ADN-ului în celulă.
2. Creștere robustă: aceste celule cresc rapid și sunt relativ ușor de întreținut, ceea ce este benefic pentru experimentele care necesită rezultate rapide și fiabile.
3. Adaptabilitate: Celulele HEK293 pot fi cultivate într-o varietate de condiții, inclusiv culturi aderente sau în suspensie, ceea ce le face potrivite pentru producția de proteine la scară largă.
4. Linie celulară umană: Fiind o linie celulară umană, acestea oferă un context biologic mai relevant pentru biologia umană, ceea ce este deosebit de important în cercetarea terapeutică, unde răspunsul celulelor umane este predictiv pentru rezultatele in vivo.
5. Versatilitate: Acestea sunt capabile să producă proteine cu modificări post-translaționale complexe, o caracteristică esențială pentru funcționalitatea multor proteine, în special a anticorpilor terapeutici. 

Protocol de subcultivare HEK293

Reactivi necesari

1. Soluție salină tamponată cu fosfat (PBS) 1X
2. 10% tripsină-PBS
3. Mediu Eagle modificat de Dulbecco (DMEM)

Procedură

Pregătirea celulelor

1. Verificați celulele HEK la microscop pentru a vă asigura că sunt confluente în proporție de aproximativ 90%.
2. Curățați stația de lucru folosind tehnici aseptice și sterilizați hota cu lumină UV.
3. Ștergeți spațiul de lucru cu etanol 70%.
4. Preîncălziți toți reactanții într-o baie de apă la 37 °C.

Calcularea fracției de divizare și a cantității de semințe

1. Determinați fracția de divizare, de obicei între 1:5 și 1:20.
2. Calculați volumul pentru pipetare folosind formula: Vp = (S)(Vd).

Volumele mediilor și protocoalele de divizare

Pentru cultura celulară, diferite recipiente necesită volume specifice de mediu și au zone de creștere unice. De exemplu, o placă cu 6 godeuri are o zonă de creștere de 4,67 cm^2 per godeu și necesită aproximativ 2,5 ml de mediu, în timp ce o placă de 100 mm are o zonă de creștere de 55 cm^2, necesitând 10 ml de mediu. Procesul de divizare a celulelor implică îndepărtarea mediului vechi, spălarea cu PBS, incubarea cu Accutase, neutralizarea cu DMEM, centrifugarea, resuspendarea în mediu nou și apoi însămânțarea pe o placă nouă. Pentru pașii detaliați și proporțiile pentru alte recipiente, cum ar fi flacoanele de 100 cm² și plăcile de 150 mm, vă rugăm să consultați sursa originală.

Întrebări frecvente despre celulele HEK293

Celulele HEK293 sunt utilizate pe scară largă în cercetarea științifică, ceea ce, în mod natural, ridică numeroase întrebări cu privire la natura, originea și caracteristicile acestora. În continuare, vom analiza câteva dintre aceste întrebări frecvente.