Células HeLa de diferentes laboratorios varían en genética, fenotipo
ARRIBA: © ISTOCK.COM, HEITIPAVES
Las células HeLa se han cultivado durante casi 70 años en muchos laboratorios de todo el mundo y durante mucho tiempo se consideró que eran un suministro infinito de células idénticas e inmutables. Sin embargo, una nueva investigación publicada en Nature la semana pasada (18 de febrero) demuestra que las células pueden variar sustancialmente de un laboratorio a otro, lo que genera dudas sobre la reproducibilidad de la investigación realizada con la línea celular.
“Me alegra ver este estudio, pero en cierto sentido no me sorprende” dice el biólogo molecular Prasad Jallepalli del Memorial Sloan Kettering Cancer Center que no participó en el estudio.
No es el primer informe de que la línea de células HeLa se ha diversificado desde su creación: a lo largo de los años, otros han documentado diferencias significativas en la secuencia genética y la expresión del ARN entre las variantes.
Esta última investigación es el primer análisis exhaustivo de la variación genética en una amplia gama de variantes de HeLa: diferentes lotes de HeLa…</p
Los resultados sugieren que las células HeLa se han convertido en algo ligeramente diferente en cada laboratorio, dice Jallepalli. Lo que estamos viendo es deriva genética. Una población inicial está evolucionando hacia distintos nichos con el tiempo.
En el estudio, los investigadores recolectaron 14 muestras de HeLa de 13 laboratorios en seis países y las cultivaron en las mismas condiciones de laboratorio. Primero cuantificaron la variación del número de copias del gen, el número de repeticiones de un gen dado, lo que reveló marcadas diferencias entre sus genomas. Esto fue especialmente notable entre las dos cepas de células HeLa más utilizadas, conocidas como HeLa CCL2, considerada la variante original de la línea celular, y HeLa Kyoto, una rama de la línea celular que tiene propiedades que la hacen útil para aplicaciones específicas, como la generación de imágenes. .
Análisis posteriores mostraron que muchas de estas diferencias genéticas se traducían en cambios en la producción de ARNm y, en menor medida, en cambios en la abundancia de proteínas. Los perfiles transcriptómicos y proteómicos de HeLa CCL2 y los linajes de Kyoto son tan diferentes entre sí como lo son las líneas de células cancerosas de dos tipos diferentes de tejido, informan los investigadores.
Las variantes de HeLa también diferían en la rapidez con que se propagaban. crecen en cultivo, con algunas poblaciones de células tardando 17,5 horas en duplicarse, mientras que otras tardaron un poco más de 32 horas en las mismas condiciones de cultivo. También diferían en sus respuestas a la infección por Salmonella: una variante era menos susceptible a la infección en comparación con otras dos, lo que los investigadores atribuyen a los bajos niveles de un complejo proteico que juega un papel en la entrada de bacterias en el huésped. células.
En un experimento separado, el equipo investigó si la expresión génica cambiaba en variantes HeLa individuales a lo largo del tiempo mediante el cultivo de una línea celular durante tres meses. Los investigadores documentaron una diferencia de aproximadamente el 6 por ciento en la expresión génica entre una generación temprana y una posterior de células.
Fue ciertamente muy dramático cuánto diferían estas células y qué tan rápido cambiaron incluso en el mismo laboratorio. comenta el coautor Ruedi Aebersold, profesor del Instituto de Biología de Sistemas Moleculares de la ETH Zurich. Estima que si un estudiante de posgrado hubiera realizado un experimento con una línea de células HeLa al comienzo de su proyecto y se le hubiera pedido que lo repitiera después de seis meses, podría haber obtenido resultados diferentes.
Gran parte de la discusión sobre la crisis de reproducibilidad en la investigación se ha centrado en las fallas en el diseño experimental, el análisis de datos y las líneas celulares contaminadas o mal etiquetadas como factores principales. Pero Aebersold cree que las diferencias biológicas en las células HeLa y las líneas de células cancerosas en general podrían desempeñar un papel importante. En las conferencias, a menudo ha observado a los investigadores enzarzados en discusiones acaloradas sobre la obtención de resultados diferentes del mismo experimento, señala. La implicación sería que uno cometió un error, pero otra explicación es que las células pueden no ser las mismas células, explica.
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El biólogo celular de la Universidad de Stanford, Tim Stearns, ve varias posibles razones por las que las líneas celulares cambian en cultivos prolongados. Por un lado, las células HeLa son células cancerosas con inestabilidad genómica conocida y, por lo tanto, es probable que muten al azar con el tiempo. Además, están sujetos a varias condiciones por crecimiento en el laboratorio que podrían estar empujando a las células a desarrollar características únicas. Por ejemplo, dice, cultivar células de mamífero implica cultivarlas hasta que llenen un plato, extraer una fracción de las células y colocarlas en otro plato para que crezcan en un nuevo proceso llamado división. Cada persona lo hace un poco diferente, dice. Esto [aplica] una selección a las células de maneras que no entendemos completamente.
El suero bovino fetal, un ingrediente principal del cóctel de factores de crecimiento que se usa para cultivar células de mamíferos, también puede variar entre laboratorios. No es difícil imaginar que en base a la fuente de ese material crearíamos diferentes perfiles transcripcionales y diferentes presiones selectivas, explica Jallepalli. Incluso las cosas simples y humildes, como los platos de plástico, probablemente hagan más de lo que pensamos.
La variación entre los aislados de HeLa puede preocupar a algunos científicos de la vida más que a otros, señala Jallepalli. Los biólogos moleculares y los bioquímicos que usan células HeLa para estudiar procesos celulares universales como la replicación del ADN o el tráfico de vesículas tienen menos probabilidades de preocuparse de que sus resultados no sean reproducibles, porque es poco probable que estos procesos cambien frente a tales presiones selectivas. Los biólogos celulares y del desarrollo que estudian rasgos más complejos, como la infección por Salmonella, podrían tener más motivos para preocuparse.
Aebersold y sus colegas proponen varias soluciones específicas en su artículo. Por un lado, los investigadores deben usar pasajes tempranos de líneas celulares de cáncer y asegurarse de repetir los experimentos de una línea celular en diferentes muestras de la misma línea celular. Es importante destacar que los biólogos deben informar claramente qué variantes de líneas celulares están utilizando en un estudio determinado. Mucha gente ni siquiera está segura de qué tipo de células HeLa tienen, señala Stearns, quien está de acuerdo en que una mayor transparencia sería un cambio positivo.
Aebersold espera identificar más soluciones en un taller que está planeando más adelante este año con la Organización Europea de Biología Molecular. Esto incluirá a 25 expertos de varios campos, como política científica, publicación y ciencia, para presentar recomendaciones sobre cómo abordar los problemas de reproducibilidad en la investigación de líneas celulares.
En última instancia, espera que su trabajo ayudar a iluminar la política científica sobre las causas de los resultados irreproducibles en la investigación científica. La noción de que los científicos no pueden replicar el trabajo de otros es peligrosa, dice. La conclusión simplista es que no sabemos lo que estamos haciendo como científicos de la vida o, peor aún, que las cosas están inventadas. Esto facilitaría que los políticos reacios a la ciencia argumentaran que el dinero gastado en investigación se desperdicia. Creo que es importante proporcionar evidencia de que no es tan simple, la gente no solo hace trampa, la gente no es incompetente, sino que es más complicado.
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