Células HuH7: una puerta de entrada a la investigación sobre el hepatoma y el VHC

La línea celular HuH7, derivada de un hepatoma humano, representa una colección inmortalizada de células tumorigénicas de tipo epitelial. Esta línea, junto con sus derivadas HuH7.5 y HuH7.5.1, sirve como sustituto práctico de los hepatocitos primarios en contextos experimentales. Se utiliza principalmente en modelos de cultivo celular para investigar la infección por el virus de la hepatitis C (VHC) y la fisiopatología del hepatoma.

Origen y características de las células HuH-7

Es fundamental comprender los orígenes, las características clave y las condiciones óptimas de cultivo de la línea celular HuH-7 antes de su aplicación en la investigación.

La línea celular HuH7 fue establecida por Sato, J, y Nakabayshi, H en 1982, a partir de un linaje de cáncer de hepatocitos altamente diferenciado. Se obtuvo originalmente de un carcinoma hepatocelular en un hombre japonés de 57 años. Caracterizadas por su capacidad para producir diversas sustancias fisiológicamente relevantes, como la albúmina y la alfa-fetoproteína, las células HuH7 presentan una alta susceptibilidad a la infección por el VHC, lo que las hace adecuadas para su uso en sistemas de replicones del VHC. Esta característica hace que la línea celular sea valiosa para la selección y el desarrollo de terapias contra el VHC. Las células HuH7 presentan una morfología de tipo epitelial, con forma hexagonal, y se adhieren a las superficies para formar monocapas bidimensionales durante su crecimiento. En promedio, las células HuH7 tienen un diámetro de 21,9 µm, con una tendencia a presentar una apariencia más grande y aplanada. La línea celular HuH7 se caracteriza por un número cromosómico heterogéneo, que suele oscilar entre 55 y 63, lo que refleja la variabilidad genética dentro de la población celular. Esta heterogeneidad es consecuencia de las presiones selectivas a las que se ven sometidas durante el cultivo celular y puede variar según las diferentes condiciones de laboratorio.

Análisis comparativo: líneas celulares HuH7 vs. HuH7.5

La línea celular HuH7.5, derivada de HuH7, se diferencia principalmente por una mutación de cambio de aminoácido en el gen RIG-I (DDX58), crucial para la respuesta antiviral intracelular. Esta mutación aumenta la permisividad de las células HuH7.5 para la replicación del ARN genómico y subgenómico del VHC, lo que la distingue de la línea celular parental HuH7 en cuanto a su utilidad en la investigación virológica.

Cultivo de células HuH7: protocolos esenciales para un crecimiento óptimo

Las células HuH7, fundamentales para una gran variedad de estudios de investigación, requieren condiciones de cultivo precisas para desarrollarse adecuadamente. En esta sección se analizan los aspectos fundamentales del cultivo de células HuH7, con el fin de garantizar el mantenimiento de su relevancia fisiológica en las investigaciones científicas.

Dinámica del tiempo de duplicación

El tiempo de duplicación de las células HuH7 suele ser de 24 horas, aunque las variaciones en los medios de cultivo celular pueden extender este período a 36-48 horas, lo que resalta la influencia de las condiciones ambientales en la proliferación celular.

Características de adhesión

Las células HuH7 forman predominantemente una monocapa bidimensional, adhiriéndose a las superficies de las placas y frascos de cultivo, lo que subraya su preferencia por un sustrato físico estable frente a los cultivos en suspensión.

Densidad óptima de siembra

Mantener la confluencia de las células HuH7 dentro del rango del 30 al 90 % es fundamental para evitar una disminución en las tasas de proliferación más allá del 90 % de confluencia. El subcultivo con Accutase facilita el desprendimiento, lo que permite la siembra a densidades adaptadas a las necesidades experimentales, que van desde niveles óptimos (2×10⁴ células/cm²) hasta niveles de saturación (6×10⁴ células/cm²).

Requisitos nutricionales

El medio Eagle modificado de Dulbecco (DMEM) con alto contenido de glucosa y suplementado con un 10 % de suero fetal bovino (FBS) proporciona un entorno nutricional ideal para las células HuH7. La renovación regular del medio, idealmente de 2 a 3 veces por semana, es crucial para mantener la salud celular.

Condiciones ambientales

Una incubadora humidificada, ajustada a 5 % de CO₂ y 37 °C, favorece de manera óptima el cultivo de células HuH7, simulando condiciones fisiológicas propicias para las actividades celulares.

Almacenamiento a largo plazo

Para una conservación prolongada, las células HuH7 deben almacenarse en la fase de vapor de nitrógeno líquido, lo que garantiza su viabilidad para futuras investigaciones.

Criopreservación y recuperación

El uso de una técnica de congelación gradual es fundamental para mantener la viabilidad celular durante la criopreservación. Las células deben suspenderse en un medio de congelación específicamente diseñado, como el CM-1, lo que garantiza una transición suave al almacenamiento criogénico. Tras la descongelación, es esencial para restablecer los cultivos celulares una reactivación rápida pero cuidadosa en un baño de agua a 37 °C, seguida de una centrifugación para eliminar el medio de congelación y una resuspensión en medio de crecimiento fresco.

Consideraciones de bioseguridad

Se recomienda seguir un protocolo de Nivel 1 de bioseguridad para la manipulación y propagación de la línea celular HuH7, de acuerdo con las normas de seguridad y ética en entornos de laboratorio.

Al cumplir con estas condiciones de cultivo meticulosamente descritas, los investigadores pueden garantizar el crecimiento robusto y la relevancia fisiológica de las células HuH7 en sus exploraciones científicas, allanando el camino para descubrimientos revolucionarios en la investigación del hepatoma y el virus de la hepatitis C.

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Células HuH7: ventajas y desventajas

La línea celular HuH7 ofrece tanto ventajas como limitaciones al mismo tiempo. Repasemos los posibles pros y contras de esta línea celular, ya que esto puede ayudarte a decidir si es adecuada para tus experimentos.

Ventajas de la línea celular HuH7

Las células HuH7 poseen muchas características que las hacen atractivas para su uso en investigación.

• Fácil propagación: A diferencia de otras líneas celulares de hepatoma humano, la línea celular HuH7 puede cultivarse fácilmente sin la adición de suero; sin embargo, CLS recomienda utilizar RPMI 1640 con un 10 % de FBS y 2 mM de L-glutamina. Las células HuH-7 secretan un factor de crecimiento que ayuda a las células a crecer sin suero.
• Flexibilidad de transfección: La línea celular HuH7 se utiliza ampliamente con fines de transfección debido a su alta receptividad al genoma del VHC. Por lo tanto, estas células son fundamentales para el cribado y el desarrollo de fármacos contra el VHC.
• Alternativa a los hepatocitos humanos: La línea celular HuH7 es un excelente sustituto de los hepatocitos humanos. Puede ayudar a los investigadores a estudiar los transportadores hepáticos de fármacos y a comprender la interacción de ciertos fármacos con las MRP (proteínas asociadas a la resistencia a múltiples fármacos).
• Desarrollo de un modelo de ratón con xenoinjerto: Las células HuH7 se han utilizado para producir un modelo de ratón con xenoinjerto derivado de una línea celular. Este modelo animal puede brindar información valiosa a los investigadores sobre los inhibidores de la proteína quinasa y las terapias contra el cáncer.
• Investigación sobre el cáncer: La línea celular HuH7 es una línea celular de cáncer de hígado humano, que ayuda a los investigadores a realizar estudios sobre el cáncer de hígado.

Limitaciones de la línea celular HuH-7

Existen algunas limitaciones asociadas al cultivo de la línea celular HuH7.

Contaminación microbiana: La contaminación bacteriana es el problema más común en el cultivo celular. Cuando ocurre una infección, esta puede detectarse a través del cambio en el pH y la turbidez del medio de cultivo. Entre los tipos de contaminación bacteriana, la contaminación por micoplasmas suele pasar desapercibida. Sin embargo, afecta lentamente la morfología, la expresión génica y otras características de la línea celular.

Período de cultivo: Aunque la línea celular HuH-7 es inmortal, exceder el período de cultivo puede afectar gradualmente la salud de las células. Esto puede afectar la tasa de proliferación y la expresión génica, lo que a su vez puede reducir la reproducibilidad de los resultados. Para la línea celular HuH-7, el número de pases debe mantenerse por debajo de 20–25.

Aplicaciones de las células HuH-7

Esta línea celular derivada de un hepatoma humano ofrece numerosas aplicaciones de investigación. A continuación, describimos algunas áreas de investigación en las que se utiliza la línea celular HuH7.

1. Resistencia a los fármacos: HuH7 es una línea celular de carcinoma hepatocelular (CHC) que puede utilizarse para estudiar la resistencia a los fármacos en posibles tratamientos contra el cáncer de hígado. Un estudio realizado en 2021 utilizó células HuH7, a las que se les indujo experimentalmente resistencia al sorafenib, para desarrollar nuevas y eficaces terapias, es decir, péptidos de autoensamblaje que se acumulan en las mitocondrias.

2. Conocimientos genéticos y perfiles moleculares a través de las células HuH7: Las distintas líneas celulares HuH7, que incluyen diversos derivados y variantes, han permitido una comprensión más profunda de la expresión génica y del papel de marcadores genómicos específicos en la enfermedad. Técnicas como la espectroscopia Raman, impulsadas por investigadores como Evgeny Gladilin, se han aplicado a las células HuH7 para la elaboración de perfiles moleculares y celulares, lo que ha revelado información sobre la respuesta celular a la infección viral. El potencial de la espectroscopia Raman, combinado con métodos como la proteómica cuantitativa, ha facilitado la exploración de las respuestas de las células huéspedes, incluyendo la respuesta del interferón y los cambios en las gotitas lipídicas, que son fundamentales para comprender la replicación del VHC y el efecto del SARS. Se puede investigar la expresión de diferentes marcadores oncogénicos para comprender su comportamiento en respuesta a cualquier tratamiento, como en un estudio que utilizó células HuH7 para investigar el efecto del compuesto kaempferol en el patrón de expresión de los genes de la MMP9 y de la vía AKT. Estas vías regulan la metástasis y la invasividad del carcinoma hepatocelular. Otro estudio reciente también investigó el papel del gen de la cascada de señalización Wnt/β-catenina en la supervivencia y el crecimiento de las células del carcinoma hepatocelular (CHC).

3. Desarrollo de fármacos: Las células HuH7 se utilizan ampliamente en estudios de cribado y desarrollo de fármacos contra el cáncer de hígado. Se han realizado múltiples estudios para investigar el potencial inhibidor de numerosos extractos vegetales, compuestos de origen vegetal, nanopartículas y otros agentes terapéuticos contra el HCC. Un estudio realizado en 2022 analizó las propiedades proapoptóticas y anticancerígenas de un radionúclido contra el carcinoma hepatocelular utilizando una línea celular HuH7.

4. Células HuH7: un punto central en la investigación viral y el análisis celular Las células HuH7 se han convertido en una piedra angular en el estudio de la infección viral y las enfermedades infecciosas, particularmente el virus de la hepatitis C (VHC) y sus interacciones con coronavirus como el SARS-CoV-2, responsable de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). El desarrollo de sistemas experimentales de cultivo celular del VHC (HCVcc) utilizando células HuH7 ha mejorado significativamente nuestra capacidad para estudiar el complejo proceso de replicación del VHC y los factores del huésped esenciales para la infección por el VHC. Esto incluye el análisis de la eficiencia de la replicación del ARN del VHC y la producción de viriones infecciosos. Las distintas líneas de células HuH7, incluidas las variantes senescentes e infectadas, ofrecen un panel diverso para investigar la multiplicidad de infección, la propagación viral y los mecanismos de inhibición contra virus como el SARS.

En resumen, el estudio de las células HuH7 abarca un amplio espectro de investigaciones científicas, desde los mecanismos moleculares que sustentan las infecciones virales hasta las respuestas celulares detalladas provocadas por estos patógenos. A través del prisma de la investigación con HuH7, la comunidad científica continúa desentrañando la compleja dinámica de las interacciones entre el huésped y el virus, lo que contribuye al avance de las estrategias antivirales y a nuestra comprensión de los determinantes celulares en las enfermedades virales.

Publicaciones sobre HuH-7

Existe una gran cantidad de publicaciones que utilizan la línea celular HuH7 para diferentes propósitos. A continuación, mencionamos algunas publicaciones recientes y significativas.

• Aplicación de péptidos de autoensamblaje dirigidos a las mitocondrias como tratamiento novedoso para células de carcinoma hepatocelular resistentes al sorafenib.

Este estudio se publicó en *Nature Scientific Reports* en 2021. El estudio utilizó células de carcinoma hepatocelular resistentes al sorafenib inducidas experimentalmente (línea celular HuH-7) para investigar los efectos proapoptóticos y antitumorales de los Mito-FF (péptidos de autoensamblaje que se acumulan en las mitocondrias), desarrollados recientemente.

• El kaempferol inhibe la migración celular de las células de carcinoma hepatocelular humano al suprimir la MMP-9 y la señalización de Akt

Este artículo fue publicado en la revista Environmental Toxicology por Po-Chung Ju y sus colegas en 2021. En este estudio, los investigadores exploraron el potencial antimetastático de un compuesto de origen vegetal, el kaempferol, contra las células de carcinoma hepatocelular (HuH7). Además, también estudiaron las vías de señalización que regulan la metástasis y la invasión de las células cancerosas del hígado.

• La dafnetina inhibe la supervivencia de las células de carcinoma hepatocelular mediante la regulación de la vía de señalización Wnt/β-catenina

Este artículo se publicó en la revista *Drug Development Research* en 2022. Este estudio explica el papel anticancerígeno del compuesto daphnetina contra el CHC. Este compuesto de origen vegetal inhibe la señalización Wnt/β-catenina para restringir el crecimiento de las células cancerosas.

• El RGFP966 suprime el crecimiento y la migración tumoral mediante la inhibición de la expresión de EGFR en células de carcinoma hepatocelular in vitro

Este artículo de investigación, publicado en la revista *Drug Design, Development, and Therapy*, describe el papel de la señalización del EGFR en el crecimiento y la metástasis del carcinoma hepatocelular. El estudio utilizó células HuH7 para investigar el efecto inhibidor del RGFP966, un inhibidor de la histona deacetilasa 3 (HDAC3), contra el CHC mediante la supresión de los genes de la vía del EGFR.

• El perrenato de renio (188ReO4) indujo la apoptosis y redujo el fenotipo canceroso en células de cáncer de hígado

Esta publicación en la revista *Cells* indica el uso de células HuH7 para investigar el potencial contra el HCC de un radionúclido, es decir, el perrenato de renio.

• Actividad antiviral de nanopartículas de quitosano que encapsulan curcumina contra el genotipo 4a del virus de la hepatitis C en líneas celulares de hepatoma humano

Este estudio se publicó en la revista *International Journal of Nanomedicine*. En el estudio se utilizaron células HuH7 para explorar la actividad antiviral de nanopartículas de quitosano que contienen curcumina contra el genotipo 4a del VHC.

Recursos de HuH-7: protocolos, videos y más

Existen muchos recursos disponibles para el cultivo y mantenimiento de la línea celular HuH7. Aquí encontrarás información sobre los recursos disponibles que explican los protocolos de cultivo celular y transfección para HuH7, así como videos educativos.

Protocolos de cultivo celular

Los siguientes recursos pueden ayudarte a dar tus primeros pasos en el cultivo y mantenimiento de la línea celular HuH7.

• Información y recursos sobre el cultivo celular de HuH-7: Este sitio web cuenta con mucha información útil, incluyendo el protocolo de subcultivo de la línea celular HuH-7, su almacenamiento y su manejo.

• Protocolo de cultivo celular de HuH7

Protocolos de transfección de HuH7

Las células HuH7 se transfeccionan de diversas maneras. Los siguientes recursos ofrecen una gran cantidad de información sobre protocolos de transfección, reactivos y productos químicos necesarios, consejos útiles y precauciones.

Videos relacionados con la línea celular HuH7

Hay muchos videos educativos disponibles sobre protocolos básicos de subcultivo, siembra y transfección, entre otros.

• Pasaje de células: Conceptos básicos del cultivo celular: Este video trata sobre el protocolo básico de cultivo de la línea celular.

Esperamos que la información proporcionada en este artículo te ayude a adquirir conocimientos básicos y avanzados sobre la línea celular HuH7 antes de trabajar con ella. Si deseas utilizar estas células en tu trabajo de investigación, puedes solicitarlas con nosotros.

Preguntas frecuentes sobre la línea celular HuH7 y la investigación viral