Celulele HuH7: o poartă de acces către cercetarea în domeniul hepatomului și al VHC

Linia celulară HuH7, derivată din hepatomul uman, reprezintă o colecție imortalizată de celule de tip epitelial tumorigene. Această linie, împreună cu derivatele sale HuH7.5 și HuH7.5.1, servește ca un substitut practic pentru hepatocitele primare în contexte experimentale. Este utilizată în principal în modele de cultură celulară pentru a investiga infecția cu virusul hepatitei C (HCV) și fiziopatologia hepatomului.

Originea și caracteristicile celulelor HuH7

Înțelegerea originii, a caracteristicilor cheie și a condițiilor optime de cultivare a liniei celulare HuH7 este esențială înainte de aplicarea acesteia în cercetare.

Linia celulară HuH7 a fost creată de Sato, J și Nakabayshi, H în 1982, derivată dintr-o linie celulară canceroasă hepatocitară foarte diferențiată. Aceasta a fost obținută inițial dintr-un carcinom hepatocelular la un bărbat japonez în vârstă de 57 de ani. Caracterizate prin capacitatea lor de a produce diverse substanțe relevante din punct de vedere fiziologic, precum albumina și alfa-fetoproteina, celulele HuH7 prezintă o susceptibilitate ridicată la infecția cu VHC, ceea ce le face potrivite pentru utilizarea în sistemele repliconice VHC. Această caracteristică face ca linia celulară să fie valoroasă pentru screeningul și dezvoltarea terapiilor anti-VHC. Celulele HuH7 prezintă o morfologie de tip epitelial, cu o formă hexagonală, și aderă la suprafețe pentru a forma monostraturi 2D în timpul creșterii. În medie, celulele HuH7 au un diametru de 21,9 µm, având tendința de a avea un aspect mai mare și aplatizat. Linia celulară HuH7 se caracterizează printr-un număr cromozomial eterogen, situându-se de obicei între 55 și 63, ceea ce reflectă variabilitatea genetică din cadrul populației celulare. Această eterogenitate este o consecință a presiunilor selective întâlnite în timpul culturii celulare și poate varia în funcție de condițiile de laborator.

Analiză comparativă: Liniile celulare HuH7 vs. HuH7.5

Linia celulară HuH7.5, un derivat al HuH7, diferă în primul rând datorită unei mutații missense în gena RIG-I (DDX58), crucială pentru răspunsul antiviral intracelular. Această mutație sporește permisivitatea celulelor HuH7.5 pentru replicarea ARN-ului genomic și subgenomic al VHC, distingând-o de linia celulară părinte HuH7 în ceea ce privește utilitatea sa în cercetarea virologică.

Cultivarea celulelor HuH7: protocoale esențiale pentru o creștere optimă

Celulele HuH7, esențiale pentru o multitudine de studii de cercetare, necesită condiții precise de cultură pentru a se dezvolta. Această secțiune aprofundează aspectele fundamentale ale culturii celulelor HuH7, asigurând menținerea relevanței lor fiziologice în investigațiile științifice.

Dinamica timpului de dublare

Timpul de dublare pentru celulele HuH7 este de obicei de 24 de ore, deși variațiile mediilor de cultură celulară pot prelungi această perioadă la 36-48 de ore, evidențiind influența condițiilor de mediu asupra proliferării celulare.

Caracteristici de adeziune

Celulele HuH7 formează în principal un monostrat bidimensional, aderând la suprafețele plăcilor și flacoanelor de cultură, subliniind preferința lor pentru un substrat fizic stabil în detrimentul culturilor în suspensie.

Densitatea optimă de însămânțare

Menținerea confluencei celulelor HuH7 în intervalul 30-90% este esențială pentru a preveni scăderea ratelor de proliferare dincolo de o confluență de 90%. Subcultivarea cu accutase facilitează detașarea, permițând însămânțarea la densități adaptate nevoilor experimentale, variind de la niveluri optime (2×10⁴ celule/cm²) până la saturație (6×10⁴ celule/cm²).

Cerințe nutriționale

Mediul Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) cu conținut ridicat de glucoză și suplimentat cu 10% ser fetal bovin (FBS) oferă un mediu nutrițional ideal pentru celulele HuH7. Reînnoirea regulată a mediului, ideal de 2-3 ori pe săptămână, este crucială pentru menținerea sănătății celulare.

Condiții de mediu

Un incubator umidificat, setat la 5% CO₂ și 37 °C, susține în mod optim cultura de celule HuH7, simulând condițiile fiziologice propice activităților celulare.

Depozitare pe termen lung

Pentru o conservare prelungită, celulele HuH7 trebuie depozitate în faza de vapori a azotului lichid, asigurându-se astfel viabilitatea lor pentru cercetări viitoare.

Crioconservare și recuperare

Utilizarea unei tehnici de congelare treptată este esențială pentru menținerea viabilității celulare în timpul crioconservării. Celulele trebuie suspendate într-un mediu de congelare special conceput, cum ar fi CM-1, asigurând o tranziție lină către depozitarea criogenică. La decongelare, o reactivare rapidă, dar delicată, într-o baie de apă la 37 °C, urmată de centrifugare pentru a elimina mediul de congelare și resuspendarea într-un mediu de creștere proaspăt, este esențială pentru restabilirea culturilor celulare.

Considerații privind biosecuritatea

Se recomandă respectarea unui protocol de biosecuritate de nivel 1 pentru manipularea și propagarea liniei celulare HuH7, în conformitate cu standardele de siguranță și etică din mediul de laborator.

Prin respectarea acestor condiții de cultură descrise meticulos, cercetătorii pot asigura creșterea robustă și relevanța fiziologică a celulelor HuH7 în explorările lor științifice, deschizând calea către descoperiri revoluționare în cercetarea hepatomului și a virusului hepatitei C.

Explorați celulele HuH7 pentru descoperirile dvs. științifice

Celulele HuH7: avantaje și dezavantaje

Linia celulară HuH7 prezintă atât avantaje, cât și limitări. Să analizăm potențialele avantaje și dezavantaje ale acestei linii celulare, deoarece acest lucru vă poate ajuta să decideți dacă este potrivită pentru experimentele dumneavoastră.

Avantajele liniei celulare HuH7

Celulele HuH7 posedă multe caracteristici care le fac atractive pentru utilizarea în cercetare.

• Propagare ușoară: Spre deosebire de alte linii celulare de hepatom uman, linia celulară HuH7 poate fi cultivată cu ușurință fără adăugarea de ser; cu toate acestea, CLS recomandă utilizarea RPMI 1640 cu 10% FBS și 2 mM L-glutamină. Celulele HuH-7 secretă un factor de creștere care ajută celulele să crească fără ser.
• Flexibilitate de transfecție: Linia celulară HuH7 este utilizată pe scară largă în scopuri de transfecție datorită receptivității sale ridicate la genomul HCV. Prin urmare, aceste celule sunt esențiale pentru screeningul și dezvoltarea medicamentelor anti-HCV.
• Alternativă la hepatocitele umane: Linia celulară HuH7 este un substitut excelent pentru hepatocitele umane. Aceasta poate ajuta cercetătorii să studieze transportorii hepatici de medicamente și să înțeleagă interacțiunea anumitor medicamente cu MRP (proteine asociate cu rezistența la mai multe medicamente).
• Dezvoltarea unui model de șoarece cu xenogrefă: Celulele HuH7 au fost utilizate pentru a produce un model de șoarece cu xenogrefă provenit din linia celulară. Acest model animal poate oferi cercetătorilor informații valoroase despre inhibitorii proteinkinazei și terapiile împotriva cancerului.
• Cercetarea cancerului: Linia celulară HuH7 este o linie celulară de cancer hepatic uman, care ajută cercetătorii să efectueze studii privind cancerul hepatic.

Limitări ale liniei celulare HuH-7

Există câteva limitări asociate cu cultivarea liniei celulare HuH7.

Contaminare microbiană: Contaminarea bacteriană este cea mai frecventă problemă în cultura celulară. Atunci când apare o infecție, aceasta poate fi identificată prin modificarea pH-ului și turbiditatea mediului de cultură. Dintre contaminările bacteriene, contaminarea cu micoplasmă nu este de obicei evidentă. Cu toate acestea, aceasta afectează lent morfologia, expresia genică și alte caracteristici ale liniei celulare.

Perioada de cultură: Deși linia celulară HuH7 este imortală, depășirea perioadei de cultură poate afecta treptat sănătatea celulelor. Aceasta poate afecta rata de proliferare și expresia genică, ceea ce poate reduce reproductibilitatea rezultatelor. Pentru linia celulară HuH7, numărul de pasaje trebuie menținut sub 20–25.

Aplicații ale celulelor HuH-7

Această linie celulară derivată din hepatomul uman oferă numeroase aplicații de cercetare. În continuare, vom descrie câteva domenii de cercetare care utilizează linia celulară HuH7.

1. Rezistența la medicamente: HuH7 este o linie celulară de carcinom hepatocelular (HCC) care poate fi utilizată pentru a studia rezistența la medicamente împotriva potențialelor tratamente pentru cancerul de ficat. Un studiu realizat în 2021 a utilizat celule HuH7, care au fost făcute experimental rezistente la sorafenib, pentru a dezvolta terapii noi și eficiente, și anume peptide de autoasamblare care se acumulează în mitocondrii.

2. Informații genetice și profilare moleculară prin intermediul celulelor HuH7: Liniile celulare distincte HuH7, inclusiv diverse derivate și variante, au permis o înțelegere mai profundă a expresiei genice și a rolului markerilor genomici specifici în boală. Tehnici precum spectroscopia Raman, promovată de cercetători precum Evgeny Gladilin, au fost aplicate celulelor HuH7 pentru profilarea moleculară și celulară, oferind informații despre răspunsul celular la infecția virală. Potențialul spectroscopiei Raman, combinat cu metode precum proteomica cantitativă, a facilitat explorarea răspunsurilor celulelor gazdă, inclusiv răspunsul la interferon și modificările picăturilor de lipide, care sunt esențiale pentru înțelegerea replicării VHC și a efectului SARS. Expresia diferiților markeri oncogeni poate fi investigată pentru a înțelege comportamentul acestora ca răspuns la orice tratament, cum ar fi într-un studiu care a utilizat celule HuH7 pentru a investiga efectul compusului Kaempferol asupra modelului de expresie al genelor căii MMP9 și AKT. Aceste căi reglează metastazarea și invazivitatea carcinomului hepatocelular. Un alt studiu recent a investigat, de asemenea, rolul genei cascadei de semnalizare Wnt/β-catenină în supraviețuirea și creșterea celulelor HCC.

3. Dezvoltarea medicamentelor: Celulele HuH7 sunt utilizate pe scară largă în studiile de screening și dezvoltare a medicamentelor împotriva cancerului de ficat. Au fost efectuate multiple studii pentru a investiga potențialul inhibitor al multor extracte din plante, compuși pe bază de plante, nanoparticule și alți agenți terapeutici împotriva HCC. Un studiu realizat în 2022 a analizat proprietățile pro-apoptotice și anticanceroase ale unui radionuclid împotriva carcinomului hepatocelular, utilizând o linie celulară HuH7.

4. Celulele HuH7: un punct central în cercetarea virală și analiza celulară Celulele HuH7 au devenit o piatră de temelie în studiul infecțiilor virale și al bolilor infecțioase, în special al virusului hepatitei C (HCV) și al interacțiunilor acestora cu coronavirusuri precum SARS-CoV-2, responsabil pentru boala coronavirus 2019 (COVID-19). Dezvoltarea sistemelor experimentale de cultură celulară HCV (HCVcc) folosind celule HuH7 a avansat semnificativ capacitatea noastră de a studia procesul complex de replicare a HCV și factorii gazdă esențiali pentru infecția cu HCV. Aceasta include examinarea eficienței replicării ARN-ului HCV și a producției de virioni infecțioși. Liniile distincte de celule HuH7, inclusiv variantele senescente și infectate, oferă un panel divers pentru investigarea multiplicității infecției, propagării virale și a mecanismelor de inhibare împotriva virusurilor precum SARS.

În concluzie, studiul celulelor HuH7 cuprinde un spectru larg de cercetări științifice, de la mecanismele moleculare care stau la baza infecțiilor virale până la răspunsurile celulare detaliate provocate de acești agenți patogeni. Prin prisma cercetării HuH7, comunitatea științifică continuă să descopere dinamica complexă a interacțiunilor gazdă-virus, contribuind la progresul strategiilor antivirale și la înțelegerea noastră a factorilor determinanți celulari în bolile virale.

Publicații HuH-7

Există o multitudine de publicații care utilizează linia celulară HuH7 în diferite scopuri. Aici am menționat câteva publicații recente și semnificative.

• Aplicarea peptidelor autoasamblabile care vizează mitocondriile ca tratament nou pentru celulele de carcinom hepatocelular rezistente la sorafenib.

Acest studiu a fost publicat în Nature Scientific Reports în 2021. Studiul a utilizat celule de carcinom hepatocelular rezistente la sorafenib induse experimental (linia celulară HuH7) pentru a investiga efectele pro-apoptotice și antitumorale ale Mito-FF (peptide de autoasamblare care se acumulează în mitocondrii), dezvoltate recent.

• Kaempferolul inhibă migrația celulară a celulelor de carcinom hepatocelular uman prin suprimarea MMP-9 și a semnalizării Akt

Acest articol a fost publicat în revista Environmental Toxicology de Po-Chung Ju și colegii săi în 2021. În acest studiu, cercetătorii au explorat potențialul anti-metastatic al unui compus de origine vegetală, kaempferolul, împotriva celulelor de carcinom hepatocelular (HuH7). În plus, au studiat și căile de semnalizare care reglează metastazarea și invazia celulelor canceroase hepatice.

• Daphnetina inhibă supraviețuirea celulelor de carcinom hepatocelular prin reglarea căii de semnalizare Wnt/β-catenină

Acest articol a fost publicat în revista Drug Development Research în 2022. Acest studiu explică rolul anticancerigen al compusului daphnetin împotriva HCC. Acest compus de origine vegetală inhibă semnalizarea Wnt/β-catenină pentru a restricționa creșterea celulelor canceroase.

• RGFP966 suprimă creșterea și migrația tumorii prin inhibarea expresiei EGFR în celulele de carcinom hepatocelular in vitro

Acest articol de cercetare, publicat în revista Drug Design, Development, and Therapy, descrie rolul semnalizării EGFR în creșterea și metastazarea carcinomului hepatocelular. Studiul a utilizat celule HuH7 pentru a investiga efectul inhibitor al RGFP966, un inhibitor al histon deacetilazei 3 (HDAC3), împotriva HCC prin suprimarea genelor căii EGFR.

• Perrenatul de reniu (188ReO4) a indus apoptoza și a redus fenotipul canceros în celulele canceroase hepatice

Această publicație din revista Cells indică utilizarea celulelor HuH7 în investigarea potențialului anti-HCC al unui radionuclid, și anume perrenatul de reniu.

• Activitatea antivirală a nanoparticulelor de chitosan care încapsulează curcumina împotriva virusului hepatitei C genotipul 4a în linii celulare de hepatom uman

Acest studiu este publicat în International Journal of Nanomedicine. Studiul a utilizat celule HuH7 pentru a explora activitatea antivirală a nanoparticulelor de chitosan conținând curcumină împotriva genotipului 4a al HCV.

Resurse HuH-7: protocoale, videoclipuri și multe altele

Există multe resurse disponibile pentru cultivarea și întreținerea liniei celulare HuH7. Aici veți afla despre resursele disponibile pentru explicarea protocoalelor de cultivare celulară și transfecție pentru HuH7, precum și despre videoclipuri educaționale.

Protocoale de cultivare celulară

Următoarele resurse vă pot ajuta să începeți cultivarea și întreținerea HuH7.

• Informații și resurse privind cultura celulară HuH-7: Acest site web conține o mulțime de informații utile, inclusiv protocolul de subcultivare a liniei celulare HuH7, depozitarea și manipularea acesteia.

• Protocolul de cultivare a celulelor HuH7

Protocoale de transfecție pentru HuH7

Celulele HuH7 sunt transfectate în multe moduri. Următoarele resurse oferă o mulțime de informații privind protocoalele de transfecție, reactivii și substanțele chimice necesare, sfaturi utile și precauții.

Videoclipuri legate de linia celulară HuH7

Există numeroase videoclipuri educaționale disponibile despre protocoalele de bază privind subcultivarea, însămânțarea și transfecția și multe altele.

• Pasarea celulelor: Noțiuni de bază privind cultura celulară: Acest videoclip prezintă protocolul de bază pentru cultura liniei celulare.

Sperăm că informațiile furnizate în acest articol vă vor ajuta să dobândiți cunoștințe de bază și avansate despre linia celulară HuH7 înainte de a lucra cu aceasta. Dacă doriți să utilizați aceste celule în activitatea dvs. de cercetare, le puteți comanda de la noi.

Întrebări frecvente despre linia celulară HuH7 și cercetarea în domeniul virusurilor