HEK-Zellen

  HEK steht für "Human Embryonic Kidney"-Zellen, also menschliche embryonale Nierenzellen (HEK). Die HEK-Zelllinie wird auch als HEK-293 oder 293-Zellen bezeichnet. HEK-Zellen werden in der Zellbiologie seit vielen Jahren als vergleichsweise einfach zu handhabende Zelllinie eingesetzt.

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Definition

HEK-293 ist eine seit Ende der 1970er Jahre bestehende humane Zelllinie, die als Transformationsprodukt einer menschlichen embryonalen Nierenzelle (Human Embryonic Kidney) mit DNA-Teilen des menschlichen Adenovirus 5 geschaffen wurde. Spezifisch wurden 4,5 Kilobasen des viralen Genoms in das Erbgut der Nierenzelle eingebaut. HEK-293 sind hypotriploide Epithelzellen, welche adhärent wachsen. Die HEK-293 Zelllinie wird oft bei der Entwicklung von Virenimpfstoffe, Chemotherapeutika sowie zur Produktion von rekombinanten Adenovirus-Vektoren verwendet. Sie kann gut in serumfreien Medien kultiviert werden.

Bedeutung in der Forschung

Da sie künstlich transformiert wurden, d.h. ihr künstlich Charakteristika einer Krebszelle gegeben wurden, indem Fremd-DNA eingeführt wurde, ist sie als Modell nur bedingt tauglich. Dies wird aber wettgemacht durch die Einfachkeit, mit der sie kultiviert und transfiziert werden kann. Solange mehr das Verhalten der Komponenten innerhalb der Zelle als das Verhalten der Zelle an sich von Interesse ist, sind sie als Studienobjekt gut geeignet.

Interessant sind HEK-Zellen besonders für die Virologie. Da HEK-Zellen, bedingt durch die ursprüngliche Transformation mit einem Adenovirus, bestimmte Adenovirus-Gene exprimieren, werden sie auch zur Vermehrung von Adenoviren verwendet. Eine bestimmte Variante der HEK-293-Zellen, die 293T-Zellen, exprimiert zusätzlich das "SV40 large T-Antigen", welches die DNA-Replikation von episomalen Plasmiden mit dem "SV40 origin of replication" ermöglicht. Somit lassen sich bestimmte Retroviren, wie beispielsweise Lentiviren, oder auch DNA-Viren in 293T-Zellen vermehren. In der Folge werden Untersuchungen der Grundlagenforschung zu Bindung, Infektion und Replikation von etlichen Viren (z.B. Humane Papillomviren) in 293T-Zellen durchgeführt.

Historische Aspekte

HEK-Zellen wurden ab Anfang der 1960er Jahre hergestellt. Harvey Shein (Harvard University) hat 1962 Nierenzellgewebe von 2-3 Monate alten Foeten, Neugeborenen und 2-3 Monate alten Säuglingen mit SV-40 transformiert und Harald zur Hausen (seinerzeit an der University of Philadelphia) hat 1967 Nierenzellgewebe von menschlichen Embryonen mit Adenovirus Typ-12 transfiziert. Zur Hausens HEK-Stämme, die er von einem Labor des NIH erhielt, konnten allerdings zunächst nicht serumfrei gezüchtet werden.

Die ursprüngliche HEK-Zelllinie ist mit HeLa-Zellen kontaminiert und wird nicht mehr verwendet.

Quellen

• Harald zur Hausen: Induction of specific chromosomal abberations by Adenovirus Typ 12 in human embryonic kidney cells. Journal of Virology 1967 Dez;1(6):1174-85 PMID 5621489
• Harvey M. Schein et al: Transformation induced by simian virus 40 in human renal cell cultures. Morphology and growth characteristics. PNAS 1962 July 15; 48:1164-72. PMID 13911592