תאי HEK293T: מיצוי הפוטנציאל במחקרי טרנספקציה

תאי HEK293T הם תאי כליה עובריים אנושיים הנמצאים בשימוש נרחב בביוטכנולוגיה תעשייתית, בטוקסיקולוגיה ובמחקר הסרטן. תאים אלו, שהפכו לבלתי-מתים, משמשים גם לייצור מגוון רחב של חלבונים טיפוליים ונגיפים.

מאפיינים כלליים ומקור תאי HEK293T

חלק זה של המאמר יסקור את מקור קו התאים HEK293T ומידע כללי אודותיו. 

• קו התאים HEK293T מקורו בתאי כליה עובריים אנושיים ראשוניים שגודלו במעבדה. חוקרים פיתחו תאים אלה בתחילת שנות ה-70 על ידי טרנספקציה של תאי כליה עובריים עם קטעי DNA של אדנו-וירוס מסוג 5. החוקרים הקימו את קו התאים HEK293T על ידי החדרת האנטיגן T הגדול של נגיף הקוף 40 (SV40) לגנום של תאי HEK293. שינוי זה איפשר לחוקרים לבצע טרנספקציה קלה של 293 תאים והפך אותם למתאימים לייצור חלבונים ולמחקרים על ביטוי גנים [1].
• לתאי HEK293T יש מורפולוגיה דמוית אפיתל. הם בעלי צורה מוארכת ושטוחה עם גבול תאי ברור.
• גודל תאי HEK293T נע בין 11 ל-15 מיקרומטר בקוטר.
• תאי HEK293T בעלי אנטיגן T הגדול של SV40 הם בעלי קריוטיפ מורכב. תאים אלה הם היפוטריפלואידים, מכילים פי 3 פחות כרומוזומים מאשר גמטה הפלואידית, ומספר הכרומוזומים המודאלי שלהם הוא 64.

מה ההבדל בין HEK293T ל-HEK293?

שני קווי התאים HEK293 ו-HEK293T הם ממוצא אנושי. HEK293T הוא נגזרת פופולרית של קו התאים HEK293. מדענים פיתחו תאים אלה מתאי כליה עובריים אנושיים 293 המקוריים על ידי טרנספקציה שלהם עם אנטיגן T גדול SV40, בעוד שהם הקימו את תאי HEK293 המונצחים על ידי שינוי וגידול תאי כליה עובריים אנושיים עם שברי DNA של אדנו-וירוס אנושי 5.

תאי כליה עובריים אנושיים מסוג 293 הנצפים תחת המיקרוסקופ.

טכנולוגיות תאיות ויישומים ביו-רפואיים של תאי HEK293T

תרביות תאים ואחסון תאים במחקר HEK293T

תאי HEK293T, שמקורם בתאי כליה עובריים אנושיים 293, נמצאים בשימוש נרחב בתרבית תאים בשל צמיחתם החזקה וקלות הטרנספקציה שלהם. כדי לעבוד עם תאים אלה, על החוקרים לתת עדיפות להקמת בנק תאים, הכוללת אחסון תאים למטרות מחקר ושימוש טיפולי ממושך. עליהם להשתמש בגישה מדורגת להקמת בנק תאים כדי לשמר את תכונות התאים ולהבטיח את חיוניותם לטווח ארוך. הקמת בנק תאים מחייבת עמידה בתקנות של נוהלי ייצור נאותים כדי להבטיח את חיוניותם ושלמותם של התאים ליישומים טיפוליים.

נהלי ייצור נאותים הם חיוניים בייצור בנקי תאים HEK293T, המהווים בסיס הן למחקר והן ליישומים טיפוליים. בנק התאים הראשי משמש כנקודת ייחוס לכל המוצרים התאיים הבאים. ייצור תאים אלה ליישומים טיפוליים, כגון ייצור לנטוירוסים לטיפולים גנטיים, נעשה בהתאם לתקנים רגולטוריים מחמירים כדי להבטיח את בטיחותם ויעילותם של המוצרים הסופיים.

פרוטוקולים ובדיקות המשתמשים ב-HEK293T

בציטוטכנולוגיה, פרוטוקולים ובדיקות ספציפיים נועדו להעריך את תכונות תאי HEK293T. אלה כוללים הערכת היעילות של וקטורי טיפול גנטי והאינטראקציה של התא עם המטריצה החוץ-תאית בצלחת או בתרבית תלויה. כדי לשמור על שלמות תאי HEK293T, החוקרים בוחרים בקפידה את החומרים לטרנספקציה ומבצעים בדיקות בקרת איכות קפדניות על חומרי הגלם.

יישומים מחקריים של קו התאים HEK293T

• פיתוח חיסונים: קו התאים HEK293T שימש לחקר נגיפים ולייצור חיסונים מבוססי וקטורים נגיפיים למאבק במגוון זיהומים נגיפיים. במחקר אחד נעשה שימוש בקו תאים זה של תאי כליה עובריים כדי לחקור את הבסיס המבני והתפקודי של כניסת נגיף COVID-19 לתא באמצעות האנזים האנושי הממיר אנגיוטנסין 2 (ACE2) [3]. בנוסף, במחקר שנערך לאחרונה נעשה שימוש בתאי HEK93T ליצירת חלקיקי לנטוירוס מסוג ספאיק-פסאודוטייפ של SARS-CoV-2 [4].
  
• מחקר טוקסיקולוגי: קו תאי כליה עובריים אנושיים זה נמצא בשימוש נרחב לבדיקת הרעילות והיעילות של תרופות. מחקר שנערך בשנת 2022 השתמש ב-HEK293T כקו תאים אנושי נורמלי כדי לאמת את הפוטנציאל הציטוטוקסי של תמציות Caladium lindenii כנגד קו תאי סרטן הכבד HepG2 [5].
• מחקרי ביטוי גנים: קו התאים HEK293T של האנטיגן T הגדול SV40 מתאים מאוד לטרנספקציה, ולכן מתאים למחקרי ביטוי גנים. במחקר נעשה שימוש בתאי HEK293T כדי לחקור את תפקידו של ה-RNA הארוך הלא-מקודד SNHG16 בוויסות תפקודי הטרופובלסט. המחקר גילה כי LncRNA SNHG16 מקיים אינטראקציה עם ציר miR-218-5p/LASP1 כדי לתווך השפעות אלו [6].

חידושים בטיפול תאי באמצעות תאי HEK293T

התקדמות בטיפול תאי עם HEK293T

תאי HEK293T תורמים באופן משמעותי לתחום הטיפול התאי, במיוחד בייצור וקטורים נגיפיים לטיפול גנטי. תאים אלה חיוניים בתהליכי ייצור העומדים בתקנות של נוהלי ייצור נאותים, שכן הם מבטיחים ייצור של מוצרי טיפול גנטי באיכות גבוהה. ההכשרה של צוות הייצור מתמקדת גם בטיפול בתכונות הייחודיות של תאי HEK293T ובשמירה על סטנדרט גבוה עבור המוצרים הרפואיים המופקים מתאים אלה.

תאי HEK293T בניסויים קליניים ובטיפול גנטי

קו התאים HEK293T ממלא תפקיד מרכזי בפיתוח מוצרי טיפול גנטי ומהווה חלק בלתי נפרד מניסויים קליניים שמטרתם להביא טיפולים תאיים חדשים לשוק. זה כרוך בניצול יכולת ההעברה הגבוהה של קו התאים להעברת גנים, תוך שימוש בווקטורים כגון וקטורי אריזה לנטרווירוסים, שבהם המוטציה D64V באינטגרז היוותה התקדמות בולטת בהגברת הבטיחות.

טכניקות חדשניות בתרבית תאי HEK293T

הגמישות של תאי HEK293T תומכת בטכניקות חדשניות בתרבויות תאים דו-ממדיות ובתרבויות תאים מורכבות יותר. יכולת הסתגלות זו היא מפתח לחקר מוצרים תאיים עבור סוגים שונים של מחקר ביו-רפואי, כולל מחקר סרטן, שבו תאים אלה משמשים לחקר תהליכים סרטניים ולבדיקת תרופות. בנוסף, קו HEK293T הוא מכריע בייצור חלקיקים לנטיווירוסים, שהם קריטיים הן למחקר והן לתהליכי ייצור וקטורים טיפוליים.

רכשו תאי HEK293 למחקר שלכם

שדרגו את המחקר שלכם עם תאי HEK293 שלנו, המוכרים בזכות יכולת ההסתגלות שלהם במחקרי ביטוי גנים וייצור חיסונים. המוצרים שלנו כוללים נגזרות רב-תכליתיות כגון HEK293T, קו HEK293 המותאם לתמיסה, HEK293T/17, AAV-293 ו-2V6.11. גלו את המבחר הנרחב שלנו כדי לתמוך ולקדם את עבודתכם הניסיונית.

מידע על גידול קו התאים HEK293T

תאי HEK293T עוברים תרבית נרחבת במעבדות מחקר. לפני שתתחילו בתרבית תאי HEK293T, עליכם לדעת: מהו זמן הכפלה של תאי HEK293T? מהו מצע HEK293T? מהי צפיפות הזריעה של HEK293T?

נקודות מרכזיות לגידול תאי HEK293T

זמן הכפלה:

זמן ההכפלה המדווח עבור תאי HEK293T הוא 30 שעות.

תאים דבקים או בתמיסה:

HEK293T הוא קו תאים דבקים.

צפיפות זריעה:

תאי HEK293T נזרעים בצפיפות של 1 x 10⁴ תאים/סמ"^ר. בצפיפות זריעה זו, התאים יכולים ליצור שכבה חד-תאית רצופה תוך כ-4 ימים. לצורך הזריעה, תאים דבקים מופרדים באמצעות תמיסת פירוק Accutase. התאים המנותקים עוברים צנטריפוגה ולאחר מכן מושעים מחדש בזהירות באמצעות מצע גידול. לאחר מכן, התאים מועברים לצלחות חדשות לצורך תרבית.

מדיום גידול:

תאי HEK293T עוברים תרבית ב-EMEM (Eagle's minimal essential medium) המכיל 1.0 g/L L-glucose, 2.2 g/L NaHCO3, 2.0 mM L-glutamine, ו-10% סרום עגלי. יש להחליף את התווך פעמיים בשבוע.

תנאי גידול:

תרבויות תאי HEK293T נשמרות באינקובטור לח בטמפרטורה של 37°C עם אספקת CO2 של 5%.

אחסון:

תאי HEK293T של כליה עוברי אנושי מאוחסנים בשלב האדי של חנקן נוזלי או בטמפרטורה הנמוכה מ-150°C למשך זמן ממושך יותר.

תהליך הקפאה ומדיום:

ניתן להקפיא תאי HEK293 במדיום הקפאה CM-1 או CM-ACF. מומלץ להשתמש בתהליכי הקפאה איטיים המאפשרים ירידה הדרגתית של 1°C בטמפרטורה עבור תאי HEK293T, כדי לשמור על חיוניותם.

תהליך ההפשרה:

בקבוקון תאים קפואים מעורבב במהירות באמבט מים (37°C) עד שנותר גוש קרח קטן. התאים מושעים מחדש במדיום ומצנטריפוגים כדי להסיר מרכיבים של מדיום ההקפאה. התאים שהוחזרו מתורבתים לאחר מכן בבקבוקים חדשים המכילים מדיום גידול. 

רמת בטיחות ביולוגית:

נדרש מעבדה ברמת בטיחות ביולוגית 1 לטיפול ולתחזוקה של תרבויות תאי HEK293T.

 

שכבות חד-תאיות של תאי HEK293T, חלקן צפופות וחלקן דלילות.

קו התאים HEK293T: יתרונות ומגבלות

לתאי הכליה העובריים האנושיים 293T יש שילוב ייחודי של יתרונות ומגבלות. כאן נסקור כמה מהיתרונות והחסרונות העיקריים של קו תאים זה.

יתרונות וחסרונות של תאי HEK293T

היתרונות המשמעותיים של תאי HEK293T כוללים את יכולת הטרנספקציה הגבוהה שלהם, כאשר קו התאים מפגין יעילות מרשימה בקליטת DNA זר ובייצור חלבונים בשפע. תכונה זו הופכת אותם למועדפים ביותר למחקרי טרנספקציה זמניים ויציבים כאחד. בנוסף, תרבויות תאי HEK293T ידועות בקלות התחזוקה שלהן, מה שהופך אותן לבחירה מצוינת לניסויים מעבדתיים שונים בשל החוסן שלהן ודרישות הטיפול הפשוטות.

עם זאת, קיימות מגבלות הקשורות לתרבויות תאי HEK293T. אחת הדאגות העיקריות היא הסיכון לזיהום מיקרוביאלי, אשר עלול להשפיע באופן משמעותי על מורפולוגיית התאים, ביטוי גנים ומאפיינים קריטיים אחרים, מה שעלול להוביל לתוצאות ניסוי לא מדויקות. יתר על כן, בעוד שתאי HEK293T מתאימים לניסויים ארוכי טווח, תקופות תרבית ממושכות עלולות לפגוע בבריאות התאים. הדבר עלול להשפיע על יעילות הטרנספקציה ועל קצב הגדילה שלהם, ולכן מומלץ בדרך כלל להגביל את מספר המעברים ל-20 או פחות כדי לשמור על שלמות התאים.

שאלות נפוצות אודות תרבית תאים HEK293T ויישומיה

תאי HEK293T: פרסומים מחקריים

בסעיף זה, ציינו מספר פרסומים מחקריים מבטיחים העוסקים בתאי HEK293T.

פיתוח חיסוני mRNA נגד SARS-CoV-2 המקודדים את הקצה ה-N-טרמינלי של הספייק ואת תחומי קישור הקולטנים

פרסום זה יפורסם ב-BioRxiv בשנת 2022. במחקר זה נעשה שימוש בתאי HEK293T לפיתוח חיסוני mRNA לנגיף COVID-19 המקודדים את התחום ה-N-terminal של גן הספייק ואת תחומי ה-RBD (תחום קישור לקולטן).

סרטן שד שלילי משולש חיובי ל-RNA מעגלי של HER2 רגיש לפרטוזומאב

מחקר זה פורסם ב-Molecular Cancer בשנת 2020. המחקר הציע כי ביטוי RNA מעגלי של HER2 בתאי סרטן השד המשולש-שלילי הופך אותם לרגישים לטיפול בתרופת פרטוזומאב. החוקרים השתמשו בתאי HEK293 לייצור לנטוירוס ולהחדרת הגן המעגלי של HER2 במחקר זה.

תפקידו האנטי-ויראלי של IFITM3 בזיהום בנגיף קצפי אב טיפוס

מאמר זה פורסם בכתב העת Virology Journal בשנת 2022. מחקר זה השתמש בתאי HEK293T כדי לחקור את ההשפעה האנטי-ויראלית של IFITM3 (חלבון טרנסממברני 3 המושרה על ידי אינטרפרון) בזיהום בנגיף קצפי אב טיפוס (PFV).

MiRNA-21 מתווך את הפעילות האנטי-אנגיוגנית של מטפורמין באמצעות מיקוד לביטוי PTEN ו-SMAD7 ולמסלול PI3K/AKT

מאמר מחקר זה, שפורסם ב-Nature Scientific Reports (2017), השתמש בתאי HEK293T ובחן כי miRNA-21 מתווך את ההשפעות האנטי-אנגיוגניות המושרות על ידי מטפורמין באמצעות ויסות מסלול האיתות PI3K/AKT וביטוי הגנים SMAD7 ו-PTEN.

MicroRNA-608 מעכב את התפשטות סרטן שלפוחית השתן באמצעות מסלול האיתות AKT/FOXO3a

מחקר זה פורסם בכתב העת Molecular Cancer בשנת 2017. במחקר זה נעשה שימוש בתאי HEK293 כדי לחקור את הפוטנציאל האנטי-שגשגי של miRNA-608 כנגד סרטן שלפוחית השתן.

משאבים עבור קו התאים HEK293T: פרוטוקולים, סרטונים ועוד

להלן מספר משאבים בנושא תאי HEK293T:

• טרנספקציה של תאי HEK293T.
• טרנספקציה של תאי HEK: סרטון זה מציג את פרוטוקול הטרנספקציה הכללי עבור קו תאי הכליה העובריים האנושיים HEK293.
• העברת תאים: סרטון זה מסביר את ההליך לפיצול או לגידול משנה של תאים דבקים.

פרוטוקולים לגידול תאים

פרוטוקולי תרבית התאים עבור תאי HEK293T מפורטים כאן.

• פיצול תאי HEK293T: אתר זה מספק מדריך מפורט שלב אחר שלב לגידול משנה של תאי HEK293.
• גידול תאי כליה עובריים אנושיים: קישור זה יספק לכם את פרוטוקול תרבית תאי HEK293T.

מקורות

1. Tan, E., et al., HEK293 Cell Line as a Platform to Produce Recombinant Proteins and Viral Vectors. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9.
2. Kim, M.J., et al., AMPKα1 Regulates Lung and Breast Cancer Progression by Regulating TLR4-Mediated TRAF6-BECN1 Signaling Axis. Cancers (Basel), 2020, 12(11).
3. Wang, Q., et al., הבסיס המבני והתפקודי של כניסת SARS-CoV-2 באמצעות ACE2 אנושי. Cell, 2020. 181(4): עמ' 894–904.
4. Gale, E.C., et al., שחרור איטי מבוסס הידרוג'ל של חיסון תת-יחידתי של תחום קשירת קולטנים מעורר תגובות נוגדנים מנטרלות נגד SARS-CoV-2. bioRxiv, 2021.
5. Kalsoom, A., et al., הערכה במבחנה של הפוטנציאל הציטוטוקסי של תמציות Caladium lindenii על קווי תאים אנושיים של הפטוקארצינומה HepG2 ו-HEK293T נורמליים. Biomed Res Int, 2022, עמ' 1279961.
6. Yu, Z., et al., LncRNA SNHG16 מווסת את תפקודי הטרופובלסט באמצעות ציר miR-218-5p/LASP1. J Mol Histol, 2021. 52(5): עמ' 1021-1033.