Publicado: 2023 | Última revisão: maio de 2026

Células HEK293: Um pilar fundamental na pesquisa celular moderna e na biotecnologia

As células renais embrionárias humanas 293 (HEK293) são uma linhagem celular renal embrionária humana que ganhou ampla popularidade na comunidade científica devido à sua versatilidade e utilidade em uma ampla gama de aplicações de pesquisa. A linhagem celular foi estabelecida no início da década de 1970 e, desde então, tem sido utilizada para o desenvolvimento de vacinas, pesquisa sobre câncer, testes de medicamentos e transdução de sinais. Esta postagem do blog explorará todos os aspectos da linhagem celular HEK293, incluindo sua origem, informações sobre cultura, vantagens e desvantagens, aplicações e recursos.

Células HEK293: informações gerais e origem

O que são as células HEK293?

As células HEK293 são uma linhagem de células renais embrionárias humanas derivadas do tecido renal de um embrião humano submetido a interrupção voluntária da gravidez, de ascendência desconhecida. As células foram isoladas pelo biólogo holandês Alex Van der Eb no início da década de 1970. Posteriormente, foram imortalizadas por meio de uma transformação com um adenovírus 5 truncado pelo pesquisador Frank Graham.

Inicialmente, parecia difícil transformar as células. No entanto, após muitos esforços contínuos, ocorreu o crescimento celular a partir de um único clone transformado isolado [1]. A transfecção das células com o adenovírus 5 levou à inclusão dos genes E1A e E1B no genoma celular, o que impede a morte celular e permite a produção abundante de proteínas. Antes da imortalização, as células renais fetais não foram adequadamente caracterizadas, portanto, seu tipo celular exato é desconhecido.

Os rins embrionários são compostos por células endoteliais, epiteliais e fibroblásticas; portanto, as células HEK 293 provavelmente pertencem a esses tipos. No entanto, o mRNA e os produtos gênicos sugerem que se tratam de células neuronais. É possível que a adição do Ad5 tenha alterado o fenótipo celular e a expressão gênica. Curiosidade: o “293” em HEK293 refere-se ao 293º experimento realizado por Graham.

Curiosidade: o “293” em HEK293 refere-se ao 293º experimento realizado por Graham.

Características das células HEK293

• Morfologia
• Tamanho celular
• Genoma e ploidia (número de cromossomos)

As células HEK293 têm uma forma que se assemelha às células epiteliais. Os rins embrionários são compostos principalmente por fibroblastos, células endoteliais e epiteliais. Assim, as células 293 se assemelham a um desses tipos de células em termos de forma.

O tamanho das células HEK 293 varia entre 11 e 15 µm, o que pode ser influenciado pelas condições de cultura. Em cultura, as células podem apresentar-se achatadas quando cultivadas sobre uma superfície ou arredondadas em suspensão. As células HEK 293 são hipotriplóides, e cerca de 30% delas apresentam uma ploidia modal de 64 cromossomos, mas algumas células possuem ainda mais cromossomos. As células também possuem três cópias do cromossomo X e um fragmento de 4 pares de bases do adenovírus 5 integrado ao cromossomo 19.

Comparação entre as linhagens celulares HEK293 e HEK293T

Muitos derivados foram obtidos a partir das células HEK 293 parentais, como os derivados comuns das células 293: as células HEK293T e HEK293F. As células HEK293T são uma das derivadas mais amplamente utilizadas e foram criadas pela incorporação de um mutante do antígeno T do SV40, sensível à temperatura, no genoma original das células HEK 293. A expressão do antígeno T permite a replicação de plasmídeos com origem de replicação SV40 quando transfectados em células 293-T, levando a uma maior produção de proteínas recombinantes [2]. Para mais informações sobre as derivadas da linhagem celular HEK, incluindo seu desenvolvimento e características, consulte este artigo de revisão.

Noções básicas sobre o cultivo de células HEK293: um guia passo a passo

Condições

Informações

Tempo de duplicação populacional

O tempo de duplicação da linhagem celular HEK293 varia de 24 a 45 horas, com uma média de 30 horas.

Culturas aderentes ou em suspensão

As células HEK293 podem ser cultivadas tanto na forma aderente quanto na forma de suspensão. As células aderentes crescem como monocamadas, enquanto as culturas em suspensão crescem como esferóides.

Densidade de semeadura

Divida as células quando atingirem 80-90% de confluência durante a fase de crescimento. Descole as células usando Accutase e semeie a uma densidade de 1 a 4 x 10⁴ células/cm². Uma camada confluente se formará em 4 dias a uma densidade de semeadura de 1 x 10⁴ células/cm².

Meio de crescimento

Cultive no Meio Essencial Mínimo de Eagle (EMEM) com 2 mM de L-glutamina e 10% de soro fetal bovino (FBS). Troque o meio duas vezes por semana.

Condições de crescimento (temperatura, CO₂)

Mantenha em uma incubadora umidificada a 37 °C com um suprimento de 5% de CO₂ para um crescimento ideal.

Armazenamento

Armazene na fase de vapor ou líquida do nitrogênio líquido para preservação de longo prazo. Evite armazenar em freezer a -80 °C, pois isso pode afetar a viabilidade celular.

Processo de congelamento e meio

Utilize um método de congelamento lento para melhor preservação. Congele no meio de congelamento CM-1 ou CM-ACF, disponível na CLS.

Processo de descongelamento

Descongele as células congeladas em banho-maria a 37 °C por 1 a 2 minutos, até que reste apenas um pequeno pedaço de gelo. Transfira a suspensão celular para um tubo de centrífuga, adicione meio de crescimento pré-aquecido e centrifugue para eliminar os componentes do meio de congelamento. Resuspenda o sedimento celular em meio fresco e cultive em condições ideais.

Nível de biossegurança

As células HEK293 requerem manuseio no nível de biossegurança 1.

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The HEK293 Cell Line in Research & Industry

The applications of HEK293 cells are diverse and significant. They are frequently used as a system for the expression and production of recombinant proteins. Due to their human origin, proteins produced in these cells are more likely to be similar to their natural human counterparts in terms of structure and function, which is crucial for therapeutic applications.

Moreover, HEK293 cells are often employed in the study of gene function and regulation, as they readily take up foreign DNA, making them an excellent model for genetic manipulation. These cells also play a critical role in the production of adenoviral vectors, which are used in gene therapy and vaccine development, including the rapid generation of vaccines for COVID-19.

Vaccine and Protein production: HEK 293 cells are suitable for large-scale protein and therapeutic vaccine manufacture. The cell line is further used to generate viral vectors such as adeno associated and adenoviral vectors. Recently, HEK293 cells have been used for producing a crucial recombinant protein, erythropoietin (EPO).

Drug testing: HEK293 cells are frequently used for testing the toxicity of drugs and natural products.

Cancer research: 293 cells are tumorigenic, and crucial gene expression changes can aggravate tumorigenesis in this cell line. Therefore, the 293 cell line is frequently used in cancer studies for understanding the underlying molecular mechanisms and drug development.

Transfection studies: Transfection is the process of introducing nucleic acids into cells, and HEK293 cells are particularly amenable to this process. More on this topic is explained below.

The Role of HEK293 in Vaccine and Protein Production

In vaccine production, HEK293 cells have been instrumental in the development of adenovirus-based vaccines. Their ability to grow in suspension cultures allows for scalable processes, pivotal in meeting global vaccine demands. Additionally, their human origin provides an advantage over other cell lines, as they can perform human-like post-translational modifications, ensuring the biological efficacy of the produced vaccines.

The versatility of HEK293 cells extends to the production of complex proteins, including monoclonal antibodies and biosimilars, which are used in the treatment of cancer, autoimmune diseases, and other conditions. Their capacity to accurately fold and modify proteins makes them a preferred choice in the recombinant protein production industry.

Why Are HEK293 Cells Used for Transfection?

Transfection is the process of introducing nucleic acids into cells, and HEK293 cells are particularly amenable to this process. There are several reasons why HEK293 cells are favored for transfection:

1. High Transfection Efficiency: HEK293 cells have a high uptake rate for foreign DNA, which can be attributed to their ability to express certain viral genes that facilitate the entry of DNA into the cell.
2. Robust Growth: These cells grow rapidly and are relatively easy to maintain, which is beneficial for experiments that require quick and reliable results.
3. Adaptability: HEK293 cells can be grown in a variety of conditions, including adherent or suspension cultures, which makes them suitable for large-scale protein production.
4. Human Cell Line: As a human cell line, they provide more relevant biological context for human biology, which is particularly important in therapeutic research where the response in human cells is predictive of in vivo outcomes.
5. Versatility: They are able to produce proteins with complex post-translational modifications, a feature that is essential for the functionality of many proteins, especially therapeutic antibodies. 

HEK293 Subculture Protocol

Required Reagents

1. 1X Phosphate-Buffered Saline (PBS)
2. 10% Trypsin-PBS
3. Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)

Procedure

Cell Preparation

1. Check the HEK cells under a microscope to ensure they are about 90% confluent.
2. Clean the workstation using aseptic techniques and sterilize the fume hood with UV light.
3. Wipe the workspace with 70% ethanol.
4. Pre-warm all reagents in a 37°C water bath.

Calculating Split Fraction and Seed Amount

1. Determine the split fraction, typically between 1:5 to 1:20.
2. Calculate the volume for pipetting using the formula: Vp = (S)(Vd).

Media Volumes and Splitting Protocols

For cell culture, different vessels require specific media volumes and have unique growth areas. For example, a 6-well plate has a growth area of 4.67 cm^2 per well and needs about 2.5 mL of media, whereas a 100 mm plate has a 55 cm^2 growth area, requiring 10 mL of media. The process of splitting cells involves removing old media, washing with PBS, incubating with Accutase, neutralizing with DMEM, centrifuging, resuspending in new media, and then seeding onto a new plate. For detailed steps and ratios for other vessels like 100 cm^2 flasks and 150 mm plates, please refer to the original source.