Рис. 1. Микрофотография клеточной линии HEK-293

HEK-293 (от англ. Human Embryonic Kidney 293) – клеточная линия, полученная из клеток почек эмбриона человека в 1973 году. Она широко используется в биофармацевтических и базовых медицинских исследованиях, а также при разработке и производстве терапевтических решений, например белков и вирусов для генной терапии. Ее популярность объясняется надежным ростом культуры и высокой эффективностью трансфекции.

Клетки HEK-293 адгезивны в культуре и сохраняют до некоторой степени эпителиальную морфологию. Они менее округлы, чем другие распространенные клеточные линии, а в их цитоплазме наблюдается зернистость.

Гены аденовирусов, экспрессированные в этой линии, позволяют клеткам продуцировать рекомбинантные белки в больших количествах. Геном клеток HEK-293 представлен гипотриплоидным набором хромосом.

Альтернативные названия: HEK 293, клетки 293, клетки HEK (ATCC* CRL-1573).

Варианты клеточной линии HEK-293:

• HEK-293 STF: линия клеток, постоянно экспрессирующая репортерный ген люциферазы светлячка под контролем минимального тимидин-киназного промотора и 7 сайтов связывания факторов транскрипции LEF/TCF и несущая плазмиду pSV2-neo с геном устойчивости к G418 (ATCC CRL-3249).
• HEK 293T/17 SF: экспрессирует мутантный температурно-чувствительный вариант SV40 T-антигена, используется для временной трансфекции и экспрессии белков (ATCC ACS-4500).

Происхождение клеточной линии HEK-293

Клетки HEK-293 были получены в 1973 году Алексом Ван дер Эбом в Лейдене (Голландия) путем трансфекции нормальных клеток почек эмбриона человека ДНК аденовируса 5 типа. Число 293 соответствует номеру эксперимента, указанному в лабораторном журнале исследователя. Споры о типе исходных клеток ведутся по сей день.

Культура клеток почек, послужившая источником линии HEK-293, была гетерогенной. И согласно данным, возможными клетками-предшественниками могут быть фибробласты, эндотелиальные и эпителиальные клетки.

Недавно в ходе комплексного исследования было показано, что аденовирус 5 типа преимущественно трансформирует нервные клетки из исходной культуры по сравнению с эпителиальными клетками. Более того, в HEK-293 была обнаружена ДНК, специфичная для нервных клеток. Таким образом, эту клеточную линию не стоит использовать в качестве модельного объекта типичных клеток почек.

Рис. 2. Флуоресцентная микроскопия клеточной линии HEK-293

Описание клеточной линии HEK-293

Клетки HEK-293 обычно менее округлы, чем клетки других распространенных линий, и часто имеют отростки, схожие с дендритами. Их цитоплазма слабозерниста, а сами они склонны к адгезии. Недавние исследования свидетельствуют о нейрональном происхождении клеток из-за присутствия в них мРНК и генных продуктов, обычно обнаруживаемых в нейронах.

Вследствие трансфекции аденовирусом линия проявляет цитогенетическую нестабильность. Примерно в 60% культивируемых клеток модальное число хромосом равно 64, а более высокие плоидности встречаются примерно в 4% клеток.

Культура хорошо растет в стандартных условиях (cRPMI при 37°С и 5% CO₂), если поддерживается низкая плотность клеток (1—3x10⁵ кл/мл). В таком случае время удвоения культуры составляет примерно 34 ч. В большинстве случаев рекомендуется, чтобы ее плотность не превышала 1x10⁶ кл/мл. Культура клеток HEK-293 считается здоровой, если ее жизнеспособность, определенная методом исключения трипанового синего, превышает 85%.

Области применения линии клеток HEK-293

Популярность клеточной линии объясняется простотой ее культивирования и трансдукции с помощью, например, аденовирусов. В частности, эффективность трансфекции этих клеток кальций-фосфатным методом может достигать 100%.

Помимо использования для синтеза рекомбинантных белков, линия HEK-293 используется для амплификации аденовирусных векторов, а линия HEK 293T/17 SF – для амплификации ретровирусных векторов.

Другие примеры использования клеток HEK-293 включают изучение:

• влияния специфических лекарственных препаратов на натриевые и другие ионные каналы;
• белок-белковых взаимодействий;
• паттернов посттрансляционных модификаций белков;
• специфических ферментативных путей;
• индуцибельных систем РНК-интерференции.

Определение жизнеспособности клеток линии HEK-293

При работе с клеточной линией необходимо учитывать ее особенности и придерживаться некоторых рекомендаций. Например:

• Рекомендуется поддерживать плотность культуры в диапазоне 1—3x10⁵ кл/мл (ATCC советует не выходить за пределы плотности 1x10⁶ кл/мл.
• Средний размер клеток (диаметр): 13 мкм, диапазон: 11-15 мкм.
• Желаемая жизнеспособность культуры в любой момент времени – выше 85%.
• При соблюдении условий и рекомендаций культуральную среду следует менять 2-3 раза в неделю.
• Клетки HEK-293 менее округлы и менее однотипны, чем клетки других линий.

Параметры анализа жизнеспособности клеток линии HEK-293

Параметры, приведенные в таблице, используются в ходе анализа жизнеспособности клеток HEK‑293 на анализаторе Vi-CELL BLU. Скорее всего они потребуют корректировки при работе на анализаторе Vi-CELL XR из-за разности технических характеристик приборов.

Стандарты с известными и гарантированными характеристиками имеют решающее значение при разработке и верификации точных и воспроизводимых методов определения жизнеспособности клеток. Рекомендуется использовать как стандарты концентрации, так и стандарты жизнеспособности. (Примечание. При использовании стандартов всегда обращайтесь к вкладышу продукта для получения конкретных значений, а не к этикетке коробки.)

Имейте в виду, что не существует единого утвержденного или предписанного метода анализа жизнеспособности клеток HEK-293 и концентрации жизнеспособных клеток. Кроме того, изменчивость между клеточными культурами и условиями культивирования может потребовать оптимизации параметров для конкретных аналитических нужд.

Рис. 3. Изображение клеточной линии HEK-293 в анализаторах жизнеспособности Vi-CELL BLU и Vi-CELL XR.

*Американская коллекция типовых культур (American Type Culture Collection, ATCC) – некоммерческая организация, которая собирает, хранит и распространяет стандартные референсные микроорганизмы, клеточные линии и другие материалы для исследований и разработок.