Inmortales: células Hek 293 reinas de la transfección

Las células Hek 293 son capaces de producir grandes cantidades de proteínas recombinantes y se transfectan con facilidad. Línea celular robusta, de bajo mantenimiento, y que se duplica con rapidez, es una de las protagonistas en los cursos prácticos de On Science.

Historia de las células Hek 293

La línea celular HEK 293 son células de riñón embrionario humano inmortalizadas. Fueron aisladas en los años 70 por un biólogo holandés y, posteriormente fueron transformadas por el Dr. Frank Graham con un adenovirus 5. Las células que dieron lugar a la línea celular proceden de un único feto femenino sano, procedente de una interrupción voluntaria del embarazo, de filiación desconocida.
El ADN del adenovirus con el que se inmortalizaron, al integrarse en el genoma de las células, impide la detención del ciclo celular y, por tanto, permite una propagación continua de la línea celular resultante. Para crear la línea celular Hek, se integraron en el cromosoma 19 de estas células fragmentos del genoma del adenovirus de aproximadamente 435 kpb. Esta transfección provocó cambios en el ciclo celular de estas células y cambios en sus propiedades como fenotipo compuesto, cariotipo inestable o tumorigenicidad.
Se denominan Hek 293 por la siglas en inglés de “human embryonic kidney” y el «293» se refiere al hecho de que era el experimento número 293 de Graham.

Un origen azaroso

La historia de cómo se consiguió crear esta línea celular es interesante. El Dr. Graham realizó la transformación en ocho ocasiones y solo consiguió un clon de células que se podían cultivar durante varios meses. Después de adaptar las células desde este clon finalmente consiguió desarrollar la línea estable HEK 293.
El equipo de Graham hizo su primer intento de transformar células HEK en 1972. Transfectó 40 placas de células, pero sólo una produjo una colonia transformada, e incluso ésta no creció. Tuvo más éxito a principios de 1973, cuando identificó un par de colonias transformadas. Las cultivó hasta que una de ellas empezó a crecer, aunque lentamente. Al cabo de seis meses, había cultivado suficientes células para poder congelar unos cuantos viales, creciendo lentamente, duplicándose una vez cada 7-10 días, durante casi un año.

La morfología de las células HEK 293 es epitelial. Sin embargo, se desconoce el tipo exacto de célula que se aisló originalmente del riñón fetal, porque las células no se caracterizaron adecuadamente antes de ser inmortalizadas. La presencia de fragmentos de adenovirus en su genoma puede haber afectado considerablemente al fenotipo celular y a la expresión génica.

Las células HEK 293 se consideran generalmente una línea celular robusta y de bajo mantenimiento, y son relativamente poco exigentes en cuanto a sus requisitos de cultivo. Se duplican con bastante rapidez.

Las células Hek 293 y las líneas celulares derivadas

Después de la creación de las células HEK 293, se han desarrollado muchas otras líneas celulares derivadas, células hijas desarrolladas a partir de esa línea y con diferentes modificaciones. Estas líneas celulares presentan características y usos específicos que han expandido su uso en muchos centros de investigación y laboratorios biotecnológicos de todo el mundo. Las células HEK 293 y sus líneas celulares derivadas constituyen un atractivo sistema heterólogo para el desarrollo de proteínas recombinantes y para la producción de adenovirus.
La línea celular HEK293T. Es una línea celular hija derivada de la línea celular original HEK 293 por transfección con un vector plasmídico portador del origen de replicación SV40. Esta línea celular es sensible a la temperatura y, la expresión del antígeno T permite que los plásmidos que llevan el origen de replicación del SV40 se repliquen cuando se transfectan en la célula. La línea celular Hek293T es ampliamente utilizada en la industria biotecnológica para la expresión de proteínas y la producción de retrovirus recombinantes
La línea celular HEK293e, expresa EBNA1, proteína capaz de favorecer la transferencia nuclear de ADN episomal y potenciar su acción potenciando la producción de proteínas.
La línea celular HEK293F, surgió por subclonación de la línea celular original. Este clon es una variante que crece rápidamente y se adapta a medios sin suero con un alto nivel de expresión de proteínas. Hay también subvariantes de esta, como la variedad 293FT que se obtiene mediante la transformación de células 293F con un plásmido y se utilizan para la producción de vectores lentivirales.
Algunas variantes para crecimiento en suspensión como las líneas celulares denominadas HEK293S o la HEK 293H, una línea celular derivada de las HEK 293 originales que han conseguido que se adapte al crecimiento en suspensión y al cultivo en medios bajos de calcio.
La línea celular HEK 293SG se utiliza para la producción de proteínas N-glicosiladas de forma homogénea.
HEK 293MSR, diseñada genéticamente para expresar el receptor eliminador de macrófagos humanos. Su característica principal es que se adhiere firmemente a las placas de cultivo. Por esta característica se usan para manipulaciones repetidas de protocolos rutinarios de cultivo de tejidos o lavado de placas
La línea celular HEK293A es otro subclon de la línea celular HEK 293 y tiene una morfología relativamente plana. Facilita la producción inicial, amplificación y titulación de adenovirus incompetentes para la replicación.

Usos en laboratorios de investigación

HEK 293 y su linaje de líneas celulares hijas tienen una amplia gama de aplicaciones en investigación. Una de las principales áreas de investigación en las que se utilizan estas células es la investigación del cáncer. De hecho, las células HEK 293 son tumorigénicas, es decir, producen tumores. Por ese motivo, está línea celular y las líneas celulares derivadas se han utilizado ampliamente en la investigación del cáncer.
También se utilizan con frecuencia como control en estudios que comprueban los efectos de tratamientos en líneas celulares específicas de cáncer. Por ejemplo, se investigaron los efectos del compuesto fitoquímico timoquinona en el cáncer de mama. En el estudio se utilizaron células humanas de cáncer de mama (MCF7) como células tumorales y células Hek293 como control. Los resultados fueron prometedores, la timoquinona provocó disminución del factor de crecimiento endotelial vascular, un regulador de la angiogénesis tumoral, y aumento de de su receptor ti.

Producción de proteínas recombinantes y vacunas

La línea celular Hek es una línea fácil de cultivar, se reproduce rápidamente, se adapta a varios métodos de transfección y es muy eficiente en la producción de proteínas. Generalmente se emplean en la fabricación de vacunas de adenovirus para terapia génica, inoculación preventiva y tratamiento del cáncer. Son capaces de amplificar vectores virales y replicar partículas de virus de forma rápida y eficiente, con baja inmunogenicidad y alta actividad terapéutica, gracias a su adenovirus humano 5, que permite la administración de genes terapéuticos extraños.
Actualmente, se están desarrollando estudios de vacunas contra la gripe, el VPH y la tuberculosis utilizando la línea celular HEK293 como plataforma de producción.

Señalización de receptores

Las Hek293 se utilizan para la expresión de receptores de membrana celular y canales iónicos. Muchos estudios han utilizado esta línea celular para investigar las vías de señalización de los receptores acoplados a proteínas G (GPCR) que están implicados en enfermedades.
También se utilizan con frecuencia para caracterizar funcionalmente receptores olfativos en diversos organismos y dilucidar la afinidad de unión de ligandos de receptores.