HeLa, CHO, HEK293T, Jurkat und mehr: Zelllinien von BPS Bioscience für Ihre Forschung | Biomol Blog | Ressourcen

Verfasst von Emily Locke

Mit ihrem Buch „Die Unsterblichkeit der Henrietta Lacks“ gelang der Autorin Rebecca Skloot 2011 ein weltweiter Bestseller [1]. In diesem Buch erzählt Skloot die Geschichte der afroamerikanischen Frau Henrietta Lacks, die nach der Geburt ihres fünften Kindes an starken, unregelmäßigen Unterleibsblutungen litt. Sie suchte das Johns Hopkins Hospital in Baltimore auf, wo man bei einer Untersuchung ein Plattenepithelkarzinom der Zervix diagnostizierte und sie daraufhin mit internen und externen Bestrahlungen therapierte. Während einer dieser Bestrahlungen entnahm Lacks’ Gynäkologe ohne Aufklärung oder Einwilligung der Patientin Gewebeproben aus dem Gebärmutterhals und übergab sie an den Mediziner George Otto Gey. Dieser arbeitete an der Schaffung einer unsterblichen Zelllinie – ein Ziel, das er mit den Zellen von Henrietta Lacks schließlich erreichte [2]. Diese Zellen waren die ersten menschlichen Zellen, die sich außerhalb des Körpers kontinuierlich teilten – ein medizinischer Durchbruch im Jahr 1951 [1]. Zur Anonymiserung benannte Gey die Zelllinie nach den Initialen der (unfreiwilligen) Spenderin „HeLa“.

Bis heute wurden enorme Mengen an HeLa-Zellen produziert. Obwohl inzwischen auch andere menschliche Zelllinien verfügbar sind, gehört HeLa nach wie vor zum unverzichtbaren Grundbestand eines jeden Biotech-Unternehmens. Weltweit gibt es mehr als 17.000 Patente und 60.000 wissenschaftliche Veröffentlichungen, die auf HeLa-Zellkulturen basieren. Dazu zählen bedeutende Fortschritte in der Medizin, wie die Entwicklung des Polioimpfstoffs, von Brustkrebsmedikamenten sowie Arzneien gegen Parkinson und Leukämie [1]. Zudem wurden bisher vier Nobelpreise für Forschungsarbeiten verliehen, die auf HeLa-Zellen zurückgreifen [2]. Trotz dieser Errungenschaften erfuhr Henrietta Lacks selbst nie von den weitreichenden Erfolgen der HeLa-Zellen, da sie bereits am 4. Oktober 1951 im Alter von nur 31 Jahren verstarb. Auch ihre Familie profitierte nicht von der wissenschaftlichen Nutzung und kommerziellen Vermarktung der HeLa-Zellen – während Unternehmen weltweit mit dem Verkauf der Zellen Millionen von US-Dollar verdienten, lebten Lacks’ Nachkommen in Armut und konnten sich oft nicht einmal die Beiträge für eine Krankenversicherung leisten [1].

Trotz der juristischen und ethischen Kontroversen rund um die HeLa-Zellen bleibt deren Einfluss auf die medizinische Forschung unumstritten. Heute gibt es weltweit mehrere tausend Zelllinien aus unterschiedlichen Tier- und Pflanzenarten, die insbesondere in der biologischen und medizinischen Forschung sowie in der Entwicklung und Produktion von Medikamenten und Therapien weit verbreitet sind. Lesen Sie in diesem Artikel mehr über die Hintergründe und Einsatzgebiete von Zelllinien. Entdecken Sie die Vorteile von Luciferase-Reporter-Zelllinien und Knockout-Zelllinien und erfahren Sie, wie unser Partner BPS Bioscience Ihre Forschungsarbeit mit hochwertigen Zelllinien und maßgeschneiderten Medien unterstützen kann.

Diese Themen warten auf Sie:

1) Zellen und Unsterblichkeit: Immortalisierte Zelllinien in der Forschung

2) Highlight-Zelllinien von BPS Bioscience

3) Licht an! – Luciferase-Reporter-Zelllinien von BPS Bioscience

4) Gene außer Gefecht gesetzt! – Knockout-Zelllinien von BPS Bioscience

5) Must-have Accessoires! – Zellmedien für jeden Schritt im Zellkultur-Workflow

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Zellen und Unsterblichkeit: Immortalisierte Zelllinien in der Forschung

Was genau versteht man unter einer Zelllinie? Laut Definition im Duden bezeichnet der Begriff Zellen oder eine Gewebeart, die sich in einer Zellkultur unbegrenzt fortpflanzen können [3]. Diese Zellen sind immortalisiert, also praktisch „unsterblich“, da sie kein Hayflick-Limit besitzen. Das Hayflick-Limit beschreibt die Anzahl von Zellteilungen, die eine Zelle durchführen kann, bevor der programmierte Zelltod (Apoptose) eintritt, weil die Telomere eine kritische Länge erreicht haben [4]. Die älteste Methode zur Erzeugung von immortalisierten Zelllinien ist die Isolierung der Zellen aus Tumorgewebe (so wie bei den eingangs erwähnten HeLa-Zellen). Zusätzlich kann die Zellteilungsfähigkeit auch durch gezielte Veränderungen in den Zellen erhalten werden. Bei der Immortalisierung werden immortalisierende Gene oder Proteine mithilfe einer Transfektion oder durch den Einsatz bestimmter Viren, wie dem Epstein-Barr-Virus, in die Zelle eingebracht. Eine weitere verbreitete Methode zur Erzeugung von immortalisierten Zelllinien ist die Hybridom-Technik, bei der normale Zellen mit Tumorzellen fusioniert werden, um unsterbliche Zelllinien zu schaffen [5].

Heutzutage stehen Forschenden tausende verschiedene Zelllinien zur Verfügung. Zu den bekanntesten zählen neben den HeLa-Zellen auch CHO-Zellen (chinese hamster ovary), HEK293T-Zellen (human embryonic kidney) und Jurkat-Zellen. Neben diesen „Klassikern“ gibt es inzwischen eine Vielzahl modifizierter Zelllinien, die spezifische Reporterkonstrukte enthalten oder bei denen bestimmte Proteine gezielt ausgeschaltet oder stabil überexprimiert sind. Solche Zelllinien bieten wertvolle Werkzeuge zur Untersuchung von Protein-Interaktionen, Genaktivierung, zellulären Signalen, Virusinfektionen, Zell-zu-Zell-Kommunikation und weiteren biologischen Prozessen [6]. Im Vergleich zu biochemischen, zellfreien Assays eignen sich Zelllinien als Modellsysteme besser, um komplexe Mechanismen in einem intakten, natürlicheren zellulären Kontext zu verstehen.

Unser Partner BPS Bioscience bietet ein Portfolio von über 250 stabilen Zelllinien an, die in zahlreichen Forschungsbereichen Anwendung finden – darunter Immuntherapie, CAR-T-Zelltherapie, Zellsignalübertragung, Stoffwechsel, Neurowissenschaften und viele weitere. Jede dieser Zelllinien wird umfassend validiert, um reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten und den Aufwand für Optimierung und Fehlersuche beim Endanwender zu minimieren. Die validierten Zelllinien werden mit detaillierten Protokollen geliefert, die Anweisungen zur Zellkultur und -pflege sowie Beispiele für experimentelle Setups enthalten [6].

Die Zelllinien von BPS Bioscience haben sich im Jahr 2024 als besonders leistungsstark erwiesen. Hier sind die Top 20 Zelllinien dieses Jahres, die in verschiedenen Bereichen wie Immuntherapie und Zellsignalübertragung höchste Ergebnisse liefern:

***Highlight-Zelllinien von BPS Bioscience***
*Zelllinien von BPS Bioscience*
TL1A-Responsive Luciferase Reporter Jurkat Cell Line	BPS-78811
GLP-1R/CRE (Luc) Reporter - HEK293 Recombinant Cell Line	BPS-78176
GIPR/CRE Luciferase Reporter HEK293 Cell Line	BPS-78589
OX40/NF-kappaB Luciferase Reporter HEK293 Cell Line	BPS-60482
TGFbeta/Activin A-Responsive Luciferase Reporter HEK293 Cell Line	BPS-60653
FcRn: IgG Recycling HMEC-1 Cell Pool	BPS-82163
NY-ESO-1 TCR (1G4) CD8+ NFAT-Luciferase Reporter Jurkat Cell Line	BPS-78769
TCR Knockout Jurkat Cell Line	BPS-78539
TCF/LEF reporter-HEK293 stable cell line, 1.5x10(6) cells	BPS-60501
IL-2-Luciferase Reporter (Luc) - Jurkat Cell Line	BPS-60481
CD8+ TCR Knockout NFAT-Luciferase Reporter Jurkat Cell Line	BPS-78757
NFAT Reporter (Luc) - Jurkat Cell Line	BPS-60621
Firefly Luciferase CD19 Knockout NALM6 Cell Line	BPS-82168
hERG (Kv11.1) - HEK293 Recombinant Cell line	BPS-60619
STAT3 Reporter (Luc) - HEK293 Cell line (Puromycin)	BPS-79800-P
Nav1.8/beta2 - HEK293 Cell Line	BPS-60521
NF-kappaB Luciferase Reporter Jurkat Cell Line	BPS-60651
IL-15 Responsive Luciferase Reporter Cell Line	BPS-78402
Myc Reporter (Luc) - HCT116 Cell Line (Myc Signaling Pathway)	BPS-60520
NaV1.7 - HEK293 recombinant human stable cell line (2x10(6) cells)	BPS-60507

Sind Sie unsicher und möchten die Zelllinien zunächst testen? Für Forschende, die neu bei BPS Bioscience sind oder mit begrenztem Budget arbeiten, bietet das Cell Line Rental Program eine kostengünstige Lösung: die Möglichkeit, Zelllinien zum halben Preis zu mieten. Weitere Informationen finden Sie hier:

Licht an! – Luciferase-Reporter-Zelllinien von BPS Bioscience

In der Forschung ist es oft entscheidend, die Genexpression oder die Aktivität bestimmter Promoter zu beobachten. Dazu kommen sogenannte Reportergene zum Einsatz, die nach dem zu untersuchenden Gen oder Promoter eingeführt werden [7]. BPS Bioscience nutzt für viele seiner Zelllinien das bewährte Luciferase-Reportersystem (Abb. 1). Bei den Luciferase-Reporter-Zelllinien von BPS ist das Firefly-Luciferase-Gen an ein spezifisches Response-Element für einen bestimmten Signalweg gekoppelt. Wird ein passender Ligand an das Response-Element gebunden, löst dies die Transkription der Luciferase-RNA aus, die in das funktionelle Protein übersetzt wird. Das hinzugefügte Substrat Luciferin wird dann von der Firefly-Luciferase in Oxyluciferin umgewandelt, wobei es zu Biolumineszenz kommt (Abb. 1). Die erzeugte Lichtmenge ist direkt proportional zur Expression der Firefly-Luciferase und kann präzise mit einem Luminometer quantifiziert werden [6].

Zelllinien_Fig1

Abbildung 1: Biolumineszente Reaktion durch Firefly-Luciferase. In der biolumineszenten Firefly-Luciferase-Reaktion werden die Zellen mit einem D-Luciferin-haltigen Luciferase-Substrat lysiert. Die in den Reporterzellen exprimierte Firefly-Luciferase katalysiert daraufhin die Umwandlung von D-Luciferin zu Oxyluciferin. Dieser Prozess erfolgt unter Verwendung von ATP als Co-Substrat und in Anwesenheit von Mg²⁺. Die dabei erzeugte Lichtmenge ist proportional zur Menge der vorhandenen Luciferase und kann präzise mit einem Luminometer quantifiziert werden [8].

Zur Quantifizierung von Luciferase-Signalen stellt BPS Bioscience die praktischen und effizienten ONE-Step™ und TWO-Step Luciferase-Assay-Systeme bereit (Abb. 2). Das ONE-Step™ Luciferase-Assay-System ist speziell auf die sensitive Messung der Firefly-Luciferase-Aktivität in Säugetierzellkulturen ausgelegt. Das TWO-Step Luciferase-Assay-System hingegen ermöglicht die gleichzeitige und schnelle Quantifizierung von Firefly- und Renilla-Luciferase, wodurch sich die Signalgenauigkeit in Experimenten erhöht, die Renilla als Normalisierungskontrolle nutzen [9, 10]. Beide Systeme bieten hohe Sensitivität und Stabilität und sind mit verschiedenen Medien kompatibel, die 0-10 % Serum und Phenolrot enthalten. Durch das einfache, homogene Protokoll mit wenigen Arbeitsschritten eignen sich diese Systeme ideal für Hochdurchsatz-Screenings [9].

Zelllinien_Fig2

Abbildung 2: Die ONE-Step™ und TWO-Step Luciferase-Assay-Systeme von BPS Bioscience. Das ONE-Step™ Luciferase-Assay-System von BPS Bioscience ermöglicht die effiziente Hochdurchsatz-Quantifizierung der Firefly-Luciferase-Aktivität in Säugetierzellkulturen. Es besteht aus zwei Komponenten: einem Luciferase-Puffer (Komponente A) und einem Luciferase-Substrat (Komponente B). Beide Komponenten werden zu einem Mastermix kombiniert, der alle notwendigen Reagenzien für die Zelllyse und die Quantifizierung der Luciferase-Aktivität enthält. Nach Zugabe des Mastermixes zum Zellkulturmedium kann das erzeugte Signal problemlos mit einem Luminometer gemessen werden. Das TWO-Step Assay-System enthält zusätzlich zum Firefly-Luciferase-Reagenz auch ein Renilla-Luciferase-Reagenz, das ebenfalls zum Zellkulturmedium hinzugefügt wird. Die Normalisierung auf die Renilla-Luciferase als Kontrollreporter erhöht die Genauigkeit der Firefly-Luciferase-Messung und optimiert so die Ergebnisse [9].

In diesem Video erfahren Sie mehr über die Anwendung der Luciferase-Reporter-Zelllinien von BPS Bioscience in Hochdurchsatz-Screenings:

Using Luciferase Reporter Cell Lines for High Throughput Screening Readouts

Zusätzlich finden Sie hier eine Produkttabelle mit einer Auswahl an Luciferase-Reporter-Zelllinien und den Luciferase-Assay-Systemen von BPS Bioscience, die Sie bei der Auswahl der passenden Tools für Ihre Forschung unterstützen wird.

*Luciferase-Reporter-Zelllinien (Auswahl) und -Assay-Systeme von BPS Bioscience*
One-Step Luciferase Assay System	BPS-60690
TWO-Step Luciferase (Firefly & Renilla) Assay System	BPS-60683
CRE/CREB Luciferase Reporter CHO Cell Line (cAMP/PKA Signaling Pathway)	BPS-78568
NFAT Luciferase Reporter CHO Cell Line (PKC/Ca2+ Signaling Pathway)	BPS-78569
NF-kappaB Luciferase Reporter A549 Cell Line	BPS-60625
CD160/NFAT - Luciferase Reporter - Jurkat Recombinant Cell Line	BPS-79594
GR-GAL4 Luciferase Reporter Jurkat Cell Line	BPS-78525

Gene außer Gefecht gesetzt! – Knockout-Zelllinien von BPS Bioscience

Knockout-Zelllinien gehören zu den leistungsstärksten Werkzeugen, um die Spezifität von Arzneimittelkandidaten zu testen oder die biologische Funktion therapeutischer Ziele zu validieren. Bei dieser Technik wird ein Gen durch gezieltes Gene-Targeting vollständig ausgeschaltet, wodurch die Produktion bestimmter Zielproteine verhindert wird. Durch moderne Genomeditierungstechnologien wie CRISPR/Cas9 ist die Erzeugung gentechnisch veränderter Zellen schneller und effizienter geworden, was zu einer breiteren Anwendung dieser Modelle in verschiedenen Forschungsbereichen geführt hat.

BPS Bioscience hat mit Hilfe der CRISPR-Technologie eine umfassende Auswahl an Knockout-Zelllinien entwickelt, bei denen ein oder mehrere Zielproteine vollständig ausgeschaltet sind [11]. Zu den Knockout-Zielproteinen gehören unter anderem CD19, CD36, CIITA, CD64, CD32A, PARP und PARG. Außerdem bietet BPS spezielle T-Zell-Rezeptor (TCR) Knockout-Zelllinien an, die in der Immuntherapie-Forschung eingesetzt werden, um gezielt TCR-Moleküle zu integrieren. Einige dieser Knockout-Zelllinien sind zusätzlich mit einem konditionalen NFAT-Luciferase-Reporter ausgestattet, der eine präzise Überwachung der Genaktivierung ermöglicht. NFAT (nuclear factor of activated T cells) ist eine Familie von Transkriptionsfaktoren, die durch die Aktivierung des TCRs angeregt wird und eine zentrale Rolle in Immunreaktionen spielt, indem sie die Expression von Zytokinen wie Interleukin-2 und TNFα in T-Zellen induziert [12].

*Knockout-Zelllinien von BPS Bioscience (Auswahl)*
B2M Knockout NFAT Luciferase Reporter Jurkat Cell Line	BPS-78363
B2M/CIITA Double Knockout THP-1 Cell Line	BPS-78391
PARP1 Knockout HeLa Cell Line	BPS-82169
PARG Knockout MCF7 Cell line	BPS-82700
Nectin-4 Knockout MCF7 Cell line	BPS-82656

Must-have Accessoires! – Zellmedien für jeden Schritt im Zellkultur-Workflow

Zellen benötigen, wie alle lebenden Organismen, essentielle Nährstoffe, spezifische Wachstumsfaktoren und optimale Umweltbedingungen, um ihr Wachstum und ihre Aktivität zu unterstützen und aufrechtzuerhalten [9]. Die Nachbildung der natürlichen Bedingungen in lebenden Organismen ermöglicht es Forschenden, Zellverhalten, Physiologie und Biochemie in einer kontrollierten in vitro-Umgebung zu untersuchen. Für reproduzierbare und zuverlässige Versuchsergebnisse sind optimierte Zellmedien unerlässlich. Sie müssen genau auf die jeweilige Zelllinie und den spezifischen Anwendungsbereich abgestimmt sein.

BPS Bioscience bietet ein umfassendes Sortiment an gebrauchsfertigen Zellmedien, die Sie durch jeden Schritt Ihres Zellkultur-Workflows begleiten (Abb. 3). Diese Produkte sind speziell für die verschiedenen Zelllinien und zellbasierten Assays unseres Partners optimiert. Dazu gehören Auftaumedien (Thaw Media), die für die Rückgewinnung von Zellen nach dem Auftauen entwickelt wurden, sowie Wachstumsmedien (Growth Media), die spezifische Antibiotika enthalten, um Zelllinien über viele Passagen hinweg zu stabilisieren. Auch Assay-Medien sind erhältlich, die die Leistung und Signalinduktion in Reporter-Assay-Systemen verbessern. Für viele Zelllinien können auch Auftaumedien als Assay-Medien verwendet werden. Abgerundet wird das Angebot durch ein Zelleinfriermedium (Cell Freezing Medium), das eine hohe Lebensfähigkeit und eine schnelle Rückgewinnung bei der Kryokonservierung aller Zelllinien sicherstellt [9].

Zelllinien_Fig3

Abbildung 3: Medienlösungen von BPS Bioscience für jeden Schritt im Zellkultur-Workflow. BPS Bioscience bietet eine breite Palette an Zellkulturmedien, die für das Auftauen (Thaw), das Wachstum (Growth), das Testen (Assay) und das Einfrieren (Freeze) von Zellen optimiert sind [9].

Auch Immunologen finden bei BPS Bioscience die passenden „Accessoires“ für ihre Immunzellen: Unser Partner bietet Zellmedien für die Forschung an primären T- und NK-Zellen, die sowohl die Zellfunktion aufrechterhalten als auch eine effektive Zellexpansion ermöglichen. BPS Bioscience stellt Medien für die routinemäßige Primärzellkultur und -expansion bereit, die speziell für die Anwendung mit CAR-T- und CAR-NK-Zellen getestet wurden. Darüber hinaus sind serumfreie Medien erhältlich, die die Schwankungen von Human- oder Rinderserum eliminieren und durch kontrollierte Komponenten eine höhere Zellkultur-Konsistenz bieten [9].

Alle Zellkulturmedien von BPS Bioscience