Cellules HEK 293

Les cellules rénales embryonnaires humaines 293 , également souvent appelées cellules HEK 293 , HEK-293 , 293 , ou moins précisément cellules HEK , sont une lignée cellulaire immortalisée spécifique dérivée d’un fœtus spontanément avorté ou avorté ou de cellules rénales embryonnaires humaines cultivées dans des tissus. culture prélevée sur un fœtus féminin en 1973. ^{[1] [2]}

Les cellules HEK 293 sont largement utilisées dans la recherche en biologie cellulaire depuis de nombreuses années, en raison de leur croissance fiable et de leur propension à la transfection . Ils sont également utilisés par l’industrie de la biotechnologie pour produire des protéines et des Virus thérapeutiques pour la thérapie génique ainsi que pour tester la sécurité d’une vaste gamme de produits chimiques.

293T (ou HEK 293T ) est une lignée cellulaire humaine dérivée qui exprime une version mutante de l’ antigène SV40 large T . Il est très couramment utilisé en recherche biologique pour la fabrication de protéines et la production de Rétrovirus recombinants .

Histoire

Des cellules HEK 293 ont été générées en 1973 par transfection de cultures de cellules rénales embryonnaires humaines normales avec de l’ ADN d’ Adénovirus 5 cisaillé dans le laboratoire d’ Alex van der Eb à Leiden, aux Pays-Bas . Les cellules ont été obtenues à partir d’un fœtus unique, avorté ou avorté, dont l’origine précise n’est pas claire. ^{[3] [2]} Les cellules ont été cultivées par van der Eb; la transduction par Adénovirus a été réalisée par Frank Graham , post-doctorant au laboratoire de van der Eb. Ils ont été publiés en 1977 après que Graham ait quitté Leiden pour l’Université McMaster . ^[4]Ils sont appelés HEK car ils proviennent de cultures de reins embryonnaires humains, tandis que le nombre 293 vient de l’habitude de Graham de numéroter ses expériences; le clone de cellule HEK 293 original provenait de sa 293e expérience. Graham a effectué la transfection huit fois au total, obtenant un seul clone de cellules cultivées pendant plusieurs mois. Après s’être vraisemblablement adaptées à la culture tissulaire, les cellules de ce clone se sont développées en la lignée HEK 293 relativement stable.

Une analyse ultérieure a montré que la transformation a été provoquée par l’insertion d’environ 4,5 kilobases du bras gauche du génome viral, qui s’est incorporé dans le chromosome humain 19 . ^[5]

Pendant de nombreuses années, on a supposé que les cellules HEK 293 étaient générées par la transformation d’une cellule fibroblastique , endothéliale ou épithéliale , qui sont toutes abondantes dans les reins. Cependant, la transformation originale de l’Adénovirus était inefficace, ce qui suggère que la cellule qui a finalement produit la lignée HEK 293 peut avoir été inhabituelle d’une certaine manière. Graham et ses collègues ont fourni des preuves que les cellules HEK 293 et ​​d’autres lignées cellulaires humaines générées par la transformation adénovirale de cellules rénales embryonnaires humaines ont de nombreuses propriétés de neurones immatures , suggérant que l’Adénovirus a transformé préférentiellement une cellule de lignée neuronale dans la culture rénale d’origine. ^[6]

Une étude approfondie des génomes et des transcriptomes de HEK 293 et ​​de cinq lignées cellulaires dérivées a comparé le transcriptome de HEK 293 à celui des tissus rénaux, surrénaliens, hypophysaires et nerveux centraux humains. ^[7] Le modèle HEK 293 ressemblait le plus à celui des cellules surrénales, qui ont de nombreuses propriétés neuronales. Compte tenu de l’emplacement de la glande surrénale ( surrénale signifie “à côté du rein”), quelques cellules surrénales pourraient vraisemblablement être apparues dans une culture dérivée de rein embryonnaire et pourraient être préférentiellement transformées par l’Adénovirus. Les Adénovirus transforment les cellules de la lignée neuronale beaucoup plus efficacement que les Cellules épithéliales rénales humaines typiques. ^[6]Une cellule précurseur surrénalienne embryonnaire semble donc la cellule d’origine la plus probable de la lignée HEK 293. En conséquence, les cellules HEK 293 ne doivent pas être utilisées comme modèle in vitro de cellules rénales typiques.

Les cellules HEK 293 ont un caryotype complexe , présentant deux copies ou plus de chaque chromosome et avec un nombre de chromosomes modal de 64. Elles sont décrites comme hypotriploïdes, contenant moins de trois fois le nombre de chromosomes d’un gamète humain haploïde. Les anomalies chromosomiques comprennent un total de trois copies des Chromosomes X et quatre copies du chromosome 17 et du chromosome 22 . ^{[7] [8]} La présence de multiples Chromosomes X et l’absence de toute trace de séquence dérivée du chromosome Y suggèrent que le fœtus source était une femme.

La lignée cellulaire 293T a été créée dans le laboratoire de Michele Calos à Stanford par transfection stable de la lignée cellulaire HEK 293 avec un plasmide codant pour un mutant sensible à la température de l’antigène SV40 large T ; il était à l’origine appelé 293/ tsA1609neo . ^[9] La première référence à la lignée cellulaire en tant que “293T” peut être son utilisation pour créer la lignée cellulaire d’emballage BOSC23 pour produire des particules rétrovirales. ^[dix]

Variantes

Plusieurs variantes de HEK 293 ont été signalées.

• HEK 293F
• HEK 293FT
• HEK 293T
• HEK 293S
• HEK 293FTM
• HEK 293SG
• HEK 293SGGD
• HEK 293H
• HEK 293E
• HEK EBNA1-6E ^[11]
• HEK 293MSR
• HEK 293A

HEK 293T

La transfection utilisée pour créer 293T (impliquant le plasmide pRSV-1609) a conféré la résistance à la néomycine / G418 et l’expression de l’allèle tsA1609 de l’antigène SV40 large T ; cet allèle est pleinement actif à 33 ° C (sa Température permissive ), a une fonction substantielle à 37 ° C et est inactif à 40 ° C. ^[12] 293T est très efficacement transfectable avec l’ADN (comme son parent HEK 293). En raison de l’expression de l’antigène grand T du SV40, les ADN plasmidiques transfectés qui portent l’ origine de réplication du SV40 peuvent se répliquer dans 293T et conserveront de manière transitoire un nombre de copies élevé ; cela peut augmenter considérablement la quantité de protéine recombinante ou de Rétrovirus qui peut être produite à partir des cellules.

Les séquences complètes du génome de trois isolats différents de 293T ont été déterminées. Ils sont assez similaires les uns aux autres mais présentent une divergence détectable par rapport à la lignée cellulaire parentale HEK 293. ^[13]

Applications

Cellules HEK 293 immunofluorescentes

Les cellules HEK 293 sont simples à cultiver en culture et à transfecter. Ils ont été utilisés comme hôtes pour l’expression des gènes . En règle générale, ces expériences impliquent la transfection dans un gène (ou une combinaison de gènes) d’intérêt, puis l’analyse de la protéine exprimée . L’utilisation généralisée de cette lignée cellulaire est due à sa transfectabilité par les différentes techniques, dont la méthode au phosphate de calcium , atteignant des efficacités approchant les 100 %.

Des exemples de telles expériences comprennent:

• Effets d’un médicament sur les canaux sodiques ^[14]
• Système d’interférence ARN inductible ^[15]
• Agoniste isoforme-sélectif de la protéine kinase C [ ^16]
• Interaction entre deux protéines ^[17]
• Signal d’exportation nucléaire dans une protéine ^[18]

Les cellules HEK 293 ont été adaptées pour se développer en culture en suspension, par opposition à la prolifération sur des plaques en plastique, en 1985. ^[19] Cela a permis la croissance de grandes quantités de vecteurs adénoviraux recombinants.

Une utilisation plus spécifique des cellules HEK 293 est dans la propagation de vecteurs adénoviraux . ^[20] Les Virus offrent un moyen efficace de délivrer des gènes dans les cellules, ce pour quoi ils ont évolué, et sont donc d’une grande utilité en tant qu’outils expérimentaux. Cependant, en tant qu’agents pathogènes , ils présentent également un risque pour l’expérimentateur. Ce danger peut être évité par l’utilisation de Virus dépourvus de gènes clés, et qui sont donc incapables de se répliquer après avoir pénétré dans une cellule. Afin de propager de tels Vecteurs viraux, une lignée cellulaire qui exprime les gènes manquants est nécessaire. Comme les cellules HEK 293 expriment un certain nombre de gènes adénoviraux, elles peuvent être utilisées pour propager des vecteurs adénoviraux dans lesquels ces gènes (typiquement, E1 et E3) sont délétés, comme AdEasy. ^[21]Cependant, la recombinaison homologue entre la séquence Ad5 cellulaire insérée et la séquence du vecteur, bien que rare, peut restaurer la capacité de réplication du vecteur. ^[22]

Une variante importante de cette lignée cellulaire est la lignée cellulaire 293T . Il contient le Grand antigène T du SV40 qui permet la réplication épisomique des plasmides transfectés contenant l’origine de réplication du SV40. Cela permet l’amplification des plasmides transfectés et l’expression temporelle prolongée des produits géniques souhaités. Les cellules HEK 293, et notamment HEK 293T, sont couramment utilisées pour la production de divers vecteurs rétroviraux . ^[23] Diverses lignées cellulaires d’ emballage rétrovirales sont également basées sur ces cellules.

Protéines natives d’intérêt

Selon diverses conditions, l’ expression génique des cellules HEK 293 peut varier. Les protéines d’intérêt suivantes (parmi beaucoup d’autres) se trouvent couramment dans les cellules HEK 293 non traitées :

• Récepteur de type 1 du facteur de libération de la corticotrophine ^[24]
• Récepteurs de la sphingosine-1-phosphate EDG1 , EDG3 et EDG5 ^[25]
• Récepteur muscarinique de l’acétylcholine M3 ^[26]
• Potentiel de récepteur transitoire TRPC1 , TRPC3 , TRPC4 , TRPC6 ^[27]

Bioéthique

Alvin Wong soutient que malgré l’incertitude sur l’origine du fœtus utilisé pour obtenir la lignée cellulaire, des preuves circonstancielles suggèrent fortement qu’il provient d’un avortement volontaire. Pour certains catholiques et chrétiens orthodoxes orientaux, cela présente un dilemme éthique pour l’utilisation de HEK 293 et ​​de produits dérivés, tels que les vaccins et de nombreux médicaments. ^{[28] [29] [30] [31]}

Le 21 décembre 2020, la Congrégation pour la Doctrine de la Foi , avec le document approuvé par le Pape, a déclaré qu ‘«il est moralement acceptable de recevoir des vaccins COVID-19 qui ont utilisé des lignées cellulaires de fœtus avortés dans leur recherche et leur production processus », mais uniquement lorsque d’autres alternatives sont inexistantes (ou actuellement indisponibles), ou lorsqu’il existe un risque d’un danger plus grave. ^[32]

Pendant la pandémie de COVID-19, les militants anti-vaccination ont noté que les cellules HEK 293 sont utilisées dans la fabrication du vaccin Oxford-AstraZeneca COVID-19 (AKA AZD1222). Les cellules sont filtrées des produits finaux. ^[33]

Selon des sociétés pharmaceutiques telles que Regeneron Pharmaceuticals , la lignée cellulaire moderne est si éloignée de son origine qu’elle n’est plus considérée comme du tissu fœtal. ^{[34] [29]}

Voir également

• Lignée cellulaire immortalisée

Références

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Liens externes

Wikimedia Commons a des médias liés aux cellules HEK293 .

• HEK 293 Données de transfection et de sélection @ Base de données de culture cellulaire
• Une base de données de cellules HEK293
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• Transcription de la réunion de la FDA, dans laquelle, à partir de la page 77, van der Eb décrit en détail l’origine de la cellule HEK 293
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• Entrée Cellosaurus pour HEK 293 et ​​HEK 293T
• Entrée ATCC pour 293T