células HEK 293

Las células de riñón embrionario humano 293 , también conocidas como HEK 293 , HEK-293 o células 293 , son una línea celular inmortalizada derivada de células HEK aisladas de un feto femenino en la década de 1970. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

La línea celular HEK 293 se ha utilizado ampliamente en investigación durante décadas debido a su crecimiento rápido y fiable y a su facilidad de transfección . La industria biotecnológica la utiliza para producir proteínas terapéuticas y virus para terapia génica , así como para realizar pruebas de seguridad de una amplia gama de productos químicos.

Las células HEK 293 se generaron en 1973 mediante la transfección de cultivos de células normales de riñón embrionario humano con ADN de adenovirus 5 fragmentado en el laboratorio de Alex van der Eb en Leiden, Países Bajos . Las células se obtuvieron de un único feto abortado o que sufrió un aborto espontáneo, cuyo origen preciso no está claro. ^{[ 3 ] [ 2 ]} Las células fueron cultivadas por van der Eb; la transfección con ADN adenoviral fue realizada por Frank Graham , un investigador postdoctoral en el laboratorio de van der Eb. Se publicaron en 1977 después de que Graham dejara Leiden para ir a la Universidad McMaster . ^{[ 4 ]} Se llaman HEK porque se originaron en cultivos de riñón embrionario humano, mientras que el número 293 proviene de la costumbre de Graham de numerar sus experimentos; el clon original de células HEK 293 fue de su experimento número 293. Graham realizó la transfección un total de ocho veces, obteniendo solo un clon de células que se cultivaron durante varios meses. Tras adaptarse, presumiblemente, al cultivo de tejidos, las células de este clon se desarrollaron hasta convertirse en la línea celular HEK 293, relativamente estable.

Análisis posteriores han demostrado que la transformación se produjo mediante la inserción de ~4,5 kilobases del brazo izquierdo del genoma adenoviral, que se incorporaron al cromosoma 19 humano . ^{[ 5 ]}

Durante muchos años se asumió que las células HEK 293 se generaban mediante la transformación de células fibroblásticas , endoteliales o epiteliales , todas ellas abundantes en los riñones. Sin embargo, la transformación original por adenovirus fue ineficiente, lo que sugiere que la célula que finalmente produjo la línea HEK 293 pudo haber sido inusual de alguna manera. Graham y colaboradores aportaron evidencia de que las células HEK 293 y otras líneas celulares humanas generadas por la transformación de células de riñón embrionario humano mediante adenovirus poseen muchas propiedades de neuronas inmaduras , lo que sugiere que el adenovirus transformó preferentemente una célula de linaje neuronal en el cultivo renal original. ^{[ 6 ]}

Un estudio exhaustivo de los genomas y transcriptomas de las células HEK 293 y cinco líneas celulares derivadas comparó el transcriptoma de las HEK 293 con el del riñón humano, la glándula suprarrenal, la hipófisis y el tejido nervioso central. ^{[ 7 ]} El patrón de las HEK 293 se asemejaba más al de las células suprarrenales, que poseen muchas propiedades neuronales. Dada la ubicación de la glándula suprarrenal ( adrenal significa "junto al riñón"), es plausible que algunas células suprarrenales hayan aparecido en un cultivo derivado de riñón embrionario y que hayan sido transformadas preferentemente por adenovirus. Los adenovirus transforman las células del linaje neuronal con mucha más eficiencia que las células epiteliales típicas del riñón humano. ^{[ 6 ]} Por lo tanto, una célula precursora suprarrenal embrionaria parece ser la célula de origen más probable de la línea HEK 293. En consecuencia, las células HEK 293 no deben utilizarse como modelo in vitro de células renales típicas.

Las células HEK 293 tienen un cariotipo complejo , que muestra dos o más copias de cada cromosoma y con un número modal de cromosomas de 64. Se describen como hipotriploides, ya que contienen menos de tres veces el número de cromosomas de un gameto humano haploide. Las anomalías cromosómicas incluyen un total de tres copias de los cromosomas X y cuatro copias de los cromosomas 17 y 22. ^{[ 7 ]} [ ^{8 ]} La presencia de múltiples cromosomas X y la ausencia de cualquier rastro de secuencia derivada del ^cromosoma Y sugieren que el feto fuente era femenino.

La línea celular 293T fue creada en el laboratorio de Michele Calos en Stanford mediante la transfección estable de la línea celular HEK 293 con un plásmido que codifica un mutante termosensible del antígeno T grande del SV40 ; originalmente se la denominó 293/ tsA1609neo . ^{[ 9 ]} La primera referencia a la línea celular como "293T" podría ser su uso para crear la línea celular de empaquetamiento BOSC23 para la producción de partículas retrovirales. ^{[ 10 ]}

Se han descrito múltiples variantes de HEK 293. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Las células HEK 293 son fáciles de cultivar y transfectar. Se han utilizado como células huésped para la expresión génica . Normalmente, estos experimentos implican la transfección de un gen (o combinación de genes) de interés y el posterior análisis de la proteína expresada . El uso generalizado de esta línea celular se debe a su facilidad de transfección mediante diversas técnicas, incluido el método de fosfato de calcio , alcanzando eficiencias cercanas al 100 %.

Algunos ejemplos de este tipo de experimentos son:

• Efectos de un fármaco sobre los canales de sodio ^{[ 18 ]}
• Sistema de interferencia de ARN inducible ^{[ 19 ]}
• Agonista de la proteína quinasa C selectivo de isoformas ^{[ 20 ]}
• Interacción entre dos proteínas ^{[ 21 ]}
• Señal de exportación nuclear en una proteína ^{[ 22 ]}

Las células HEK 293 se adaptaron para crecer en cultivo en suspensión, en lugar de proliferar en placas de plástico, en 1985. ^{[ 23 ]} Esto permitió el crecimiento de grandes cantidades de vectores de adenovirus recombinantes.

Un uso más específico de las células HEK 293 es la propagación de vectores adenovirales . ^{[ 24 ]} Los virus ofrecen un medio eficiente para introducir genes en las células, función para la que evolucionaron, y por lo tanto son de gran utilidad como herramientas experimentales. Sin embargo, como patógenos , también representan un riesgo para el experimentador. Este peligro puede evitarse mediante el uso de virus que carecen de genes clave y que, por lo tanto, no pueden replicarse tras entrar en una célula. Para propagar dichos vectores virales, se requiere una línea celular que exprese los genes faltantes. Dado que las células HEK 293 expresan varios genes adenovirales, pueden utilizarse para propagar vectores adenovirales en los que se eliminan estos genes (típicamente, E1 y E3), como AdEasy. ^{[ 25 ]} Sin embargo, la recombinación homóloga entre la secuencia celular Ad5 insertada y la secuencia del vector, aunque rara, puede restaurar la capacidad de replicación del vector. ^{[ 26 ]}

Una variante importante de esta línea celular es la línea celular 293T . Contiene el antígeno T grande del SV40 , que permite la replicación episomal de plásmidos transfectados que contienen el origen de replicación del SV40. Esto permite la amplificación de plásmidos transfectados y la expresión temporal prolongada de los productos génicos deseados. Las células HEK 293, y especialmente las HEK 293T, se utilizan comúnmente para la producción de diversos vectores retrovirales . ^{[ 27 ]} Varias líneas celulares de empaquetamiento retroviral también se basan en estas células.

Dependiendo de diversas condiciones, la expresión génica de las células HEK 293 puede variar. Las siguientes proteínas de interés (entre muchas otras) se encuentran comúnmente en células HEK 293 no tratadas:

• Receptor del factor liberador de corticotropina tipo 1 ^{[ 28 ]}
• Receptores de esfingosina-1-fosfato EDG1 , EDG3 y EDG5 ^{[ 29 ]}
• Receptor muscarínico de acetilcolina M3 ^{[ 30 ]}
• Potencial de receptor transitorio TRPC1 , TRPC3 , TRPC4 , TRPC6 ^{[ 31 ]}

Alvin Wong, bioeticista católico, sostiene que, a pesar de la incertidumbre sobre el origen de las células embrionarias utilizadas para obtener la línea celular, se puede inferir que provino de un aborto voluntario . Para algunos, esto puede plantear un dilema ético respecto al uso de HEK 293 y sus productos derivados, como vacunas y muchos medicamentos. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}

El 21 de diciembre de 2020, la Congregación para la Doctrina de la Fe de la Iglesia Católica Romana declaró que el deber moral de evitar las vacunas elaboradas a partir de líneas celulares derivadas de fetos «no es obligatorio si existe un peligro grave, como la propagación incontrolable de un evento patológico grave; en este caso, la pandemia del virus SARS-CoV-2 que causa la COVID-19». La declaración justifica entonces el uso de otras vacunas: «todas las vacunas reconocidas como clínicamente seguras y eficaces pueden utilizarse con buena conciencia…» ^{[ 36 ]}

Durante la pandemia de COVID-19, activistas antivacunas señalaron que las células HEK 293 se utilizan en la fabricación de la vacuna contra la COVID-19 de Oxford-AstraZeneca (también conocida como AZD1222). Estas células se filtran de los productos finales. ^{[ 37 ]}

Regeneron Pharmaceuticals , fabricante de REGN-COV2, un cóctel de anticuerpos terapéuticos utilizado para aliviar los síntomas de los pacientes con COVID-19, no utilizó células HEK 293T para producir el cóctel de anticuerpos, pero sí las utilizó para evaluar la potencia del fármaco. ^{[ 38 ] [ 33 ]}

En respuesta a las preocupaciones éticas sobre la producción de vacunas, se han sugerido varias estrategias para que los médicos las discutan con sus pacientes. ^{[ 39 ]}

• Datos de transfección y selección de células HEK 293 en la base de datos de cultivos celulares.
• Una base de datos de células HEK293 archivada el 11 de mayo de 2017 en Wayback Machine.
• 293 células (CRL-1573) Archivadas el 22/06/2012 en Wayback Machine en la base de datos ATCC
• Transcripción de la reunión de la FDA, en la que, a partir de la página 77, van der Eb describe en detalle el origen de la célula HEK 293.
• 293T en las colecciones de cultivos de Public Health England
• Entrada de Cellosaurus para HEK 293 y HEK 293T
• Entrada ATCC para 293T