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Der mysteriöse Ursprung der HEK 293-Zellen: Warum sorgen sie in der wissenschaftlichen Gemeinschaft für so viel Aufsehen?
In der langen Geschichte der medizinischen Forschung am Menschen sind HEK 293-Zellen zweifellos eine der bemerkenswertesten Entdeckungen. Diese Zellen wurden in den 1970er Jahren aus der menschlichen embryonalen Niere eines weiblichen Fötus gewonnen und haben sich zu einer der am häufigsten verwendeten Zelllinien in der wissenschaftlichen Gemeinschaft entwickelt. Aufgrund ihrer Eigenschaften wie schnelles Wachstum und kontinuierliche Vermehrung sowie ihrer Effizienz bei der Gentransfektion sind HEK 293-Zellen für die Biotechnologiebranche zu einem unverzichtbaren Instrument zur Lösung verschiedener Herausforderungen geworden.
Historischer HintergrundDas schnelle Wachstum und die einfache Transfektion von HEK 293-Zellen machen sie unverzichtbar für die Genexpression, Proteinproduktion und biomedizinische Forschung.
HEK 293-Zellen wurden erstmals 1973 im Labor von Alex van der Abbe an der Universität Leiden in den Niederlanden erzeugt. Damals transfizierten sie normale menschliche embryonale Nierenzellen mit zerkleinerter Adenovirus-5-DNA, um diese Zelllinie zu erhalten. Es ist anzumerken, dass diese Zellen letztlich von einem qualifizierten Fötus stammten und ihre spezifische Quelle noch nicht ermittelt wurde.
Der Name HEK ist eine Abkürzung für „human embryonic kidney“ (menschliche embryonale Niere) und „293“ rührt daher, dass der Wissenschaftler Frank Graham es als 293. Experiment in seiner Experimentnummerierung markiert hat.
HEK 293-Zellen haben im Laufe der Zeit ihre Vielseitigkeit und Flexibilität unter Beweis gestellt. Von der Gentherapie bis zur Arzneimittelprüfung erweitern sich die Anwendungsmöglichkeiten dieser Zellen. Die Forscher fanden heraus, dass HEK 293-Zellen eine Transfektionseffizienz von bis zu 100 % aufweisen und sich daher ideal für die Genklonierung und Virusproduktion eignen.
HEK 293 VariantenEs wurden mehrere Varianten von HEK 293-Zellen abgeleitet, darunter HEK 293T-Zellen. An der Stanford University hat Michel Carlos 293T-Zellen geschaffen, eine Zelllinie, die stabil mit HEK 293-Zellen transfiziert ist. Diese Zelllinie erlangt die Expression des großen T-Antigens SV40, wodurch sich Plasmide, die den SV40-Replikationsursprung tragen, in 293T-Zellen replizieren können, was in der biomedizinischen Forschung äußerst wertvoll ist.
293T-Zellen ermöglichen die Transfektion von Plasmiden mit hohen Kopienzahlen und steigern so die Produktion rekombinanter Proteine oder Retroviren deutlich.
Anwendungsbereich
Die Anwendung von HEK 293-Zellen hat nahezu jeden Bereich der biomedizinischen Forschung durchdrungen und ihre große Anpassungsfähigkeit macht sie zu einem idealen Modell für Arzneimitteltests und die Genexpression. Mithilfe von HEK 293-Zellen können Forscher beispielsweise die Wirkung von Arzneimitteln auf Natriumkanäle erforschen, die Funktionen verschiedener Genvarianten analysieren und Wechselwirkungen zwischen Proteinen untersuchen.Die Flexibilität dieser Zellen macht sie zu idealen Wirten für die Produktion verschiedener Retroviren.
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wurden HEK 293-Zellen im Jahr 1985 an die Fähigkeit angepasst, in einer Suspensionsumgebung zu wachsen, was dazu beitrug, den Ertrag rekombinanter Adenovirusvektoren zu erhöhen. Darüber hinaus können HEK 293-Zellen auch zur Vermehrung viraler Vektoren verwendet werden, denen wichtige Gene fehlen. Dadurch können neue Instrumente zur Genübertragung geschaffen und gleichzeitig die Risiken für die Experimentatoren effektiv reduziert werden.
Bioethische Überlegungen
Der Ursprung der HEK 293-Zellen wirft viele ethische Fragen auf. Obwohl der Ursprung der ursprünglichen Zellen weiterhin unklar ist, sagen viele Experten, dass sie überwiegend von freiwilligen Abtreibungen stammen. Dies hat insbesondere bei der Herstellung von Impfstoffen und Medikamenten zu einigen ethischen Kontroversen geführt.
In verschiedenen Krisensituationen, etwa während einer Pandemie, haben religiöse und ethische Gemeinschaften unterschiedliche Einstellungen zum Einsatz von HEK 293-Zellen, hoffen aber letztlich, ein Gleichgewicht zwischen Technologie und Ethik zu finden.
So gab die Glaubenskongregation der Katholischen Kirche im Dezember 2020 bekannt, dass auf Impfstoffe aus fötalen Zelllinien bei schweren Erkrankungen nicht verzichtet werden müsse. Diese Perspektive unterstreicht die dringende Notwendigkeit der öffentlichen Gesundheit angesichts einer schweren Gesundheitskrise.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass HEK 293-Zellen vielseitig einsetzbar und vielseitig einsetzbar sind. Allerdings verdienen auch die ethischen Fragen, die sich aus der Herkunft und Verwendung dieser Zellen ergeben, eine eingehende Betrachtung. Wenn Technologie auf Ethik trifft, wie werden wir diesen Herausforderungen begegnen?
