Celična kultura nesmrtne ženske ni bila. Henrietta Lacks - prva in edina nesmrtna oseba

Te celice so prišle v veliko znanost precej nepričakovano. Vzeli so jih od ženske po imenu Henrietta Lacks, ki je kmalu zatem umrla. Toda celična kultura tumorja, ki jo je ubil, se je izkazala za nepogrešljivo orodje za znanstvenike.

Laboratorijsko pridelane kulture človeških celic se pogosto uporabljajo v biomedicinskih raziskavah in pri razvoju novih zdravljenj. Med številnimi celičnimi linijami je ena najbolj znanih HeLa. Te celice, ki posnemajo človeško telo in vitro ("in vitro"), so "večne" - delijo se lahko neomejeno, rezultati študij z njihovo uporabo se zanesljivo reproducirajo v različnih laboratorijih. Na svoji površini nosijo dokaj vsestranski nabor receptorjev, kar jim omogoča, da jih uporabimo za preučevanje delovanja različnih snovi, od preprostih anorganskih do beljakovin in nukleinskih kislin; so nezahtevni pri gojenju in dobro prenašajo zmrzovanje in konzerviranje.

Henrietta Lacks

Henrietta Lacks je bila lepa temnopolta Američanka. Živela je v mestecu Turner v Južni Virginiji z možem in petimi otroki. 1. februarja 1951 je Henrietta odšla v bolnišnico Johns Hopkins - skrbeli so jo zaradi čudnega izcedka, ki ga je občasno našla na spodnjem perilu. Zdravniška diagnoza je bila grozna in neusmiljena - rak materničnega vratu. Osem mesecev pozneje je kljub operaciji in radioterapiji umrla. Stara je bila 31 let.

Neprostovoljni prispevek Henriette Lacks k medicini je neprecenljiv: celice, ki so ostale po njeni smrti, že več kot pol stoletja rešujejo človeška življenja.

Medtem ko je bila Henrietta v Hopkinsu, je lečeči zdravnik poslal biopsirane tumorske celice na analizo Georgeu Gayu, vodji laboratorija za raziskave tkivnih celic pri Hopkinsu. Takrat je bilo gojenje celic zunaj telesa šele v povojih, glavna težava pa je bila neizogibna smrt celic – po določenem številu delitev je odmrla celotna celična linija.

Izkazalo se je, da so se celice, označene z "HeLa" (akronim za ime in priimek Henrietta Lacks), razmnožile veliko hitreje kot celice iz normalnih tkiv. Poleg tega je maligna transformacija te celice naredila nesmrtne – po določenem številu delitev so izklopile program zaviranja rasti. In vitro se to še nikoli ni zgodilo z nobeno drugo celico. To je v biologiji odprlo možnosti brez primere.

Dejansko do tega trenutka raziskovalci niso mogli šteti, da so rezultati, pridobljeni na celičnih kulturah, popolnoma zanesljivi: vsi poskusi so bili izvedeni na heterogenih celičnih linijah, ki so sčasoma odmrle - včasih celo, preden so bili možni rezultati. In potem so znanstveniki postali lastniki prve stabilne in celo večne (!) celične linije, ki ustrezno posnema lastnosti telesa. In ko je bilo ugotovljeno, da celice HeLa lahko celo preživijo pošiljanje po pošti, jih je Gay poslal svojim kolegom po vsej državi. Zelo kmalu je povpraševanje po celicah HeLa naraslo in so bile replicirane v laboratorijih po vsem svetu. Postali so prva "predložna" celična linija.

Zgodilo se je, da je Henrietta umrla prav na dan, ko se je George Gay pojavil pred televizijskimi kamerami in v rokah držal epruveto s celicami. Izjavil je, da se je začelo obdobje novih perspektiv v odkrivanju zdravil in biomedicinskih raziskavah.

Štiri faze eksperimenta

Danes se v molekularni biologiji in farmakologiji praviloma uporabljajo naslednji koraki:
1. HeLa (ali katera koli druga laboratorijska celična linija).
2. Netransformirane kratkožive celične linije - kožne celice, krvne celice itd. Z njimi je veliko težje delati, hitro odmrejo, vendar če se eksperiment izvede na HeLa, znanstveniki vedo, kaj in kje iskati , in ne izgubljajte časa za široko iskanje.
3. Modelni organizmi – miši, podgane, opice. Tu že poskusi trajajo mesece in stanejo veliko dražje. Vendar je to obvezen korak pred testiranjem potencialnih zdravil ali preučevanjem vzrokov človeških bolezni pri ljudeh.
4. Večstopenjske klinične študije pri ljudeh.

Zakaj so njene celice tako pomembne?

In imel je prav. Celična linija, ki je enaka v vseh laboratorijih na svetu, je omogočala hitro pridobivanje in neodvisno potrjevanje vedno več novih podatkov. Mirno lahko rečemo, da je bil velikanski preskok v molekularni biologiji ob koncu prejšnjega stoletja posledica možnosti gojenja celic in vitro. Celice Henriette Lacks so bile prve nesmrtne človeške celice, ki so jih kdaj gojili na umetnem hranilnem mediju. HeLa je raziskovalce naučil, kako kultivirati na stotine drugih celičnih linij raka. In čeprav se v zadnjih letih prednost na tem področju preusmerja na celične kulture normalnih tkiv in inducirane pluripotentne matične celice (japonski znanstvenik Shinya Yamanaka je leta 2012 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za odkritje metode za vračanje celic odraslega organizma do embrionalnega stanja), kljub temu rakave celice ostajajo sprejet standard v biomedicinskih raziskavah. Glavna prednost HeLa je njegova neustavljiva rast na enostavnih hranilnih medijih, kar omogoča izvedbo obsežnih študij z minimalnimi stroški.

Od smrti Henriette Lacks so njene tumorske celice nenehno uporabljale za preučevanje molekularnih vzorcev razvoja najrazličnejših bolezni, vključno z rakom in aidsom, za preučevanje učinkov sevanja in strupenih snovi, za risanje genetskih zemljevidov in ogromno drugih znanstvenih nalog. V svetu biomedicine so celice HeLa postale tako znane kot laboratorijske podgane in petrijevke. Decembra 1960 so celice HeLa prve poletele v vesolje s sovjetskim satelitom. Še danes je osupljiv obseg eksperimentov, ki so jih izvedli sovjetski genetiki v vesolju. Rezultati so pokazali, da se HeLa dobro počuti ne le v zemeljskih razmerah, ampak tudi v breztežnosti.

Brez celic HeLa bi bil razvoj cepiva proti otroški paralizi, ki ga je razvil Jonas Salk, nemogoč. Mimogrede, Salk je bil tako prepričan v varnost prejetega cepiva (oslabljen virus otroške paralize), da je kot dokaz o zanesljivosti svojega zdravila cepivo vbrizgal sebi, svoji ženi in trem otrokom.

Od takrat se HeLa uporablja tudi za kloniranje (predhodni poskusi prenosa jedra pred kloniranjem slavne ovce Dolly so bili izvedeni na HeLa), za testiranje metod umetne oploditve in na tisoče drugih študij (nekatere so navedene v tabeli). .

Leto	Raziskave	Rezultat	Leto	Raziskave	Rezultat
	Hela celice, pridobljene prvič z biopsijo tkiva raka materničnega vratu		1965	Ustvarjanje himernih celic s spajanjem Hela z mišjimi limfociti	Pojav hibridov
	Hela se je začela uporabljati za preučevanje molekularnih mehanizmov okužbe človeških celic z virusi	Rojstvo celične eksperimentalne virologije	1973	Hela je bila uporabljena kot model za preučevanje salmoneloze	Pojav in vitro celičnih modelov bolezni
	Razvoj metod celične kulture Hela	Pojav sodobnih standardov celične biologije	1984	Model Hela kaže, da lahko papiloma virus povzroči raka	Nove usmeritve v raziskavah proti raku
	Hela se uporablja kot model za preučevanje poliomielitisa	Cepivo proti otroški paralizi	1986	Model Hela prikazuje mehanizem okužbe celic z virusom človeške imunske pomanjkljivosti	Poglobljeno razumevanje biologije aidsa
	Prve pošiljke zamrznjenih celic	Pojav svetovne standardne celične linije	1989	Prej neznan encim telomeraza, odkrit v celicah Hela	Nova smer v študiju pričakovane življenjske dobe
	Prvi poskusi obarvanja kromosomov s hematoksilinom	Rojstvo genetske medicine	1993	Mehanizem okužbe s tuberkulozo smo preučevali na modelu Hela	Raziskave tuberkuloze
	Zaradi preživetja Hele so znanstveniki uspeli razmnoževati in preučevati klone posameznih celic	Izvor kloniranja	2005	Hela celice se uporabljajo za preučevanje potencialnih nevarnosti nanostruktur	Študija vpliva nanostruktur na živa tkiva
	Prva množična proizvodnja celic Hela za prodajo raziskovalnim laboratorijem	Pojav komercialnih standardiziranih celičnih linij - standardizacija študij	2013	Zaporedje genoma celične linije Hela	Individualna genomika celičnih linij
1960	Sovjetski znanstveniki pošiljajo celice Hela v vesolje	Rojstvo biologije vesoljske celice

Mimo znanosti ...

Identiteta same Henriette Lacks se dolgo ni oglašala. Za dr. Gaya seveda izvor celic HeLa ni bil skrivnost, vendar je verjel, da je zaupnost pri tej zadevi prednostna naloga, družina Lacks pa dolga leta ni vedela, da so Henriettine celice postale znane po vsem svetu. Skrivnost je bila razkrita šele po smrti dr. Gaya leta 1970.

Spomnimo, da so bili standardi sterilnosti in tehnike dela s celičnimi linijami takrat šele v povojih, nekatere napake pa so se pojavile šele leta pozneje. Torej v primeru celic HeLa – po 25 letih so znanstveniki ugotovili, da so bile številne celične kulture, uporabljene v raziskavah, ki izvirajo iz drugih vrst tkiv, vključno s celicami raka dojke in prostate, okužene z bolj agresivnimi in trdoživimi celicami HeLa. Izkazalo se je, da se HeLa lahko premika s prašnimi delci v zraku ali na premalo dobro umitih rokah in se ukorenini v kulturah drugih celic. To je povzročilo velik škandal. V upanju, da bodo problem rešili z genotipizacijo (zaporedje – popolno branje genoma – je bilo takrat še načrtovano le kot velik mednarodni projekt), je ena skupina znanstvenikov izsledila Henriettine sorodnike in prosila za vzorce DNK družine, da bi preslikati gene. Tako je skrivnost postala jasna.

Mimogrede, Američane še vedno bolj skrbi dejstvo, da Henriettina družina ni prejela nadomestila za uporabo celic HeLa brez soglasja darovalca. Še danes družina živi v ne zelo blaginji in materialna pomoč bi bila zelo koristna. A vse prošnje naletijo na prazen zid - anketirancev že dolgo ni, Medicinska akademija in druge znanstvene strukture pa predvidljivo ne želijo razpravljati o tej temi.

11. marca 2013 je olja na ogenj prilila nova publikacija, ki je predstavila rezultate celotnega zaporedja genoma celične linije HeLa. Ponovno je bil poskus izveden brez soglasja Henriettinih potomcev in po kratki etični razpravi je bil popoln dostop do genomskih informacij omejen na strokovnjake. Vendar pa je popolno sekvenciranje genoma HeLa velikega pomena za prihodnje delo, ki omogoča uporabo celične linije v prihodnjih genomskih projektih.

Celični prvaki

Nesmrtnost celične linije HeLa je povezana s posledicami okužbe s humanim papiloma virusom HPV18. Okužba je povzročila triplodijo številnih kromosomov (nastajanje treh njihovih kopij namesto običajnega para) in razcepitev nekaterih na fragmente. Poleg tega je zaradi okužbe aktivnost številnih regulatorjev celične rasti, kot so geni telomeraze (regulator celične "smrtnosti") in z-moj C(regulator aktivnosti sinteze številnih beljakovin). Zaradi teh edinstvenih (in naključnih) sprememb so celice HeLa postale najhitreje rastoče in najbolj odporne od celo stotine drugih celičnih linij raka. Poleg tega so se nastale spremembe v genomu izkazale za zelo stabilne in v laboratorijskih pogojih v zadnjih letih ostajajo nespremenjene.

Resnična nesmrtnost?

Maligni tumor, ki je ubil Henrietto, je naredil njene celice potencialno nesmrtne. Je ta ženska želela nesmrtnost? In ga je dobila? Če pomislite, se pojavi fantastičen občutek - del živega človeka, umetno razmnožen, prestane milijone testov, "okuša" vsa zdravila, preden pridejo v teste na živalih, ga molekularni biologi po vsem svetu strgajo do samih temeljev. ...

Seveda pa nič od tega nima nobene zveze z »življenjem za življenjem«. Neumno je verjeti, da je v celicah HeLa, ki jih nenehno mučijo nenasitni znanstveniki, vsaj del duše nesrečne mladenke. Poleg tega lahko te celice le delno štejemo za človeške. Jedro vsake celice HeLa vsebuje od 76 do 82 kromosomov zaradi transformacije, ki je nastala med malignomom (normalne človeške celice vsebujejo 46 kromosomov), ta poliploidija pa občasno povzroča razpravo o primernosti celic HeLa kot modela človeške fiziologije. Predlagali so celo, da bi te celice izolirali v ločeno, človeku podobno vrsto, imenovano Helacyton gartleri, v čast Stanleyja Gartlerja, ki je preučeval te celice, vendar se o tem danes resno ne razpravlja.

Vendar pa se raziskovalci vedno zavedajo omejitev, ki jih je treba upoštevati. Prvič, HeLa kljub vsem spremembam še vedno ostaja človeške celice: vsi njihovi geni in biološke molekule ustrezajo človeškim, molekularne interakcije pa so v veliki večini primerov enake biokemijskim potem zdravih celic. Drugič, poliploidija naredi to linijo bolj priročno za genomske študije, saj se količina genskega materiala v eni celici poveča, rezultati pa so jasni in bolj kontrastni. Tretjič, široka porazdelitev celičnih linij po vsem svetu omogoča enostavno ponovitev eksperimentov kolegov in uporabo objavljenih podatkov kot osnovo za lastne raziskave. Po ugotovitvi osnovnih dejstev o modelu HeLa (in vsi se spomnijo, da je to vsaj priročen, a le model organizma), jih znanstveniki poskušajo ponoviti na bolj ustreznih modelnih sistemih. Kot lahko vidite, so HeLa in podobne celice temelj za vso znanost danes. In kljub etičnim in moralnim sporom želim danes počastiti spomin na to žensko, saj je njen neprostovoljni prispevek k medicini neprecenljiv: celice, ki so ostale po njej, so rešile in še naprej rešujejo več življenj, kot lahko stori kateri koli zdravnik.

Zahvaljujemo se portalu biomolecula.ru za pomoč pri pripravi članka.

Zgodovina pridobivanja teh "nesmrtnih" celic (immortalizacija - sposobnost celic, da se delijo v nedogled) je povezana z revnim 31-letnim pacientom bolnišnice Johns Hopkins v Baltimoru - Afroameričanko, mamo petih otrok po imenu Henrietta. Lacksova, ki je imela osem mesecev raka materničnega vratu in po internem obsevanju (brahiterapijo) umrla v tej bolnišnici 4. oktobra 1951.

Malo pred tem je lečeči zdravnik, kirurg Howard Wilbur Jones, v prizadevanjih za zdravljenje Henriette zaradi karcinoma materničnega vratu, vzel vzorec tumorskega tkiva za analizo in ga prenesel v bolnišnični laboratorij, ki ga je vodil George Otto Gay, takrat diplomirani biologij.

Biopsijske študije so biologa osupnile: celice tkiva niso umrle po dodeljenem času zaradi apoptoze, ampak so se še naprej množile, poleg tega z neverjetno hitrostjo. Raziskovalcu je uspelo izolirati eno specifično strukturno celico in jo pomnožiti. Nastale celice so se še naprej delile in prenehale umirati na koncu mitotičnega cikla.

In kmalu po smrti bolnika (čigar ime ni bilo razkrito, ampak šifrirano kot okrajšava HeLa), se je pojavila skrivnostna kultura celic HeLa.

Takoj, ko je postalo jasno, da celice HeLa, ki so na voljo zunaj človeškega telesa, niso predmet programirane smrti, je povpraševanje po njih po različnih študijah in poskusih začelo naraščati. In nadaljnja komercializacija nepričakovanega odkritja je povzročila organizacijo množične proizvodnje - za prodajo celic HeLa številnim znanstvenim centrim in laboratorijem.

Uporaba celic HeLa

Leta 1955 so celice HeLa postale prve klonirane človeške celice in začela se je uporaba celic HeLa po vsem svetu: v študijah celičnega metabolizma pri raku; preučevanje procesa staranja celic; vzroki za aids; značilnosti humanega papiloma virusa in drugih virusnih okužb; izpostavljenost sevanju in strupenim snovem; kartiranje genov; v preskušanjih novih farmakoloških pripravkov; testiranje kozmetike itd.

Po nekaterih poročilih je bila kultura teh hitro rastočih celic uporabljena v 70-80 tisoč medicinskih študijah po vsem svetu. Vsako leto se za potrebe znanosti goji približno 20 ton celične kulture HeLa, registriranih je več kot 10 tisoč patentov, ki vključujejo te celice.

K popularizaciji novega laboratorijskega biomateriala je pripomoglo dejstvo, da so leta 1954 ameriški virologi uporabili celični sev HeLa za testiranje svojega cepiva proti otroški paralizi.

Že desetletja je celična kultura HeLa univerzalno služila kot preprost model za ustvarjanje bolj ilustrativnih različic kompleksnih bioloških sistemov. In sposobnost kloniranja ovekovečenih celičnih linij omogoča večkratno ponavljanje testov na genetsko identičnih celicah, kar je predpogoj za biomedicinske raziskave.

Na samem začetku - v medicinski literaturi tistih let - je bila opažena "vzdržljivost" teh celic. Dejansko se celice HeLa ne prenehajo deliti niti v navadni laboratorijski epruveti. In to počnejo tako agresivno, da če laboratorijski pomočniki pokažejo najmanjšo malomarnost, bodo celice HeLa zagotovo prodrle v druge kulture in zlahka nadomestile prvotne celice, zaradi česar je čistost izvajanih poskusov zelo vprašljiva.

Mimogrede, kot rezultat ene študije, ki je bila izvedena leta 1974, je bila eksperimentalno ugotovljena sposobnost celic HeLa, da "kontaminirajo" druge celične linije v laboratorijih znanstvenikov.

HeLa celice: kaj so pokazale študije?

Zakaj se celice HeLa tako obnašajo? Ker to niso navadne celice zdravih tkiv telesa, ampak tumorske celice, pridobljene iz vzorca tkiva rakavega tumorja in vsebujejo patološko spremenjene gene za kontinuirano mitozo človeških rakavih celic. Pravzaprav so to kloni malignih celic.

Leta 2013 so raziskovalci v Evropskem laboratoriju za molekularno biologijo (EMBL) poročali, da so sekvencirali DNK in RNA v genomu Henriette Lax s pomočjo spektralne kariotipizacije. In v primerjavi s celicami HeLa so bili prepričani, da obstajajo presenetljive razlike med geni HeLa in normalnimi človeškimi celicami ...

Še prej pa je citogenetska analiza celic HeLa privedla do odkritja številnih kromosomskih aberacij in delne genomske hibridizacije teh celic. Izkazalo se je, da imajo celice HeLa hipertriploidni (3n+) kariotip in proizvajajo heterogene celične populacije. Hkrati je več kot polovica kloniranih celic HeLa pokazala aneuploidijo - spremembo števila kromosomov: 49, 69, 73 in celo 78 namesto 46.

Kot se je izkazalo, so multipolarne, policentrične ali multipolarne mitoze v celicah HeLa vpletene v genomsko nestabilnost fenotipa HeLa, izgubo kromosomskih markerjev in nastanek dodatnih strukturnih anomalij. Gre za motnje med celično delitvijo, ki vodijo do patološke segregacije kromosomov. Če je za zdrave celice značilna mitotična bipolarnost delitvenega vretena, potem med delitvijo rakave celice nastane večje število polov in delitvenih vreten, obe hčerinski celici pa dobita različno število kromosomov. In multipolarnost vretena med celično mitozo je značilna lastnost rakavih celic.

Ob preučevanju multipolarnih mitoz v celicah HeLa so genetiki prišli do zaključka, da gre celoten proces delitve rakavih celic načeloma narobe: profaza mitoze je krajša, tvorba delitvenega vretena pa pred delitvijo kromosomov; metafaza se začne tudi prej in kromosomi nimajo časa, da bi zavzeli svoje mesto, saj so razporejeni naključno. No, število centrosomov je vsaj dvakrat toliko, kot je potrebno.

Tako je kariotip celic HeLa nestabilen in se lahko v različnih laboratorijih močno razlikuje. Posledično rezultatov številnih študij - v pogojih izgube genetske identitete celičnega materiala - preprosto ni mogoče reproducirati v drugih pogojih.

Znanost je naredila velik napredek zahvaljujoč sposobnosti nadzorovanega upravljanja bioloških procesov. Najnovejši ilustrativen primer je izdelava skupine raziskovalcev iz ZDA in Kitajske s 3-D tiskalnikom realističnega modela rakavega tumorja z uporabo celic HeLa.

Laboratorijsko pridelane kulture človeških celic se pogosto uporabljajo v biomedicinskih raziskavah in pri razvoju novih zdravljenj. Med številnimi celičnimi linijami je ena najbolj znanih HeLa, endotelijske celice maternice. Te celice, ki v laboratorijskih študijah posnemajo poenostavljenega »človeka«, so »večne« – delijo se lahko neomejeno, zdržijo desetletja v zamrzovalniku, lahko jih razdelimo na dele v različnih razmerjih. Na svoji površini nosijo dokaj vsestranski nabor receptorjev, kar jim omogoča, da jih uporabimo za preučevanje delovanja različnih citokinov; pri gojenju niso zelo muhasti; zelo dobro prenašajo zamrzovanje in konzerviranje. Te celice so prišle v veliko znanost precej nepričakovano. Vzeli so jih od ženske po imenu Henrietta Lacks, ki je kmalu zatem umrla. Poglejmo si celotno zgodbo podrobneje.

Henrietta Lacks

Slika 1. Henrietta Lacks z možem Davidom.

Henrietta Lacks je bila lepa temnopolta Američanka. Živela je v mestecu Turner v Južni Virginiji z možem in petimi otroki. 1. februarja 1951 je Henrietta Lacks odšla v bolnišnico Johns Hopkins - skrbeli so jo zaradi čudnega izcedka, ki ga je občasno našla na spodnjem perilu. Zdravniška diagnoza je bila grozna in neusmiljena - rak materničnega vratu. Osem mesecev pozneje je kljub operaciji in izpostavljenosti sevanju umrla. Stara je bila 31 let.

Medtem ko je bila Henrietta v bolnišnici Hopkins, je lečeči zdravnik njen tumor (biopsijo materničnega vratu) poslal na analizo Georgeu Gayu ( George Gey) je vodja laboratorija za raziskave tkivnih celic v bolnišnici Hopkins. Spomnimo se, da je bila takrat gojenje celic zunaj telesa šele v fazi nastajanja, glavna težava pa je bila vnaprej določena smrt celic - po določenem številu delitev je odmrla celotna celična linija.

Izkazalo se je, da so se celice, označene z "HeLa" (kratica za ime in priimek Henrietta Lacks), razmnožile dvakrat hitreje kot celice iz normalnih tkiv. To se še nikoli ni zgodilo z nobeno drugo celico. in vitro. Poleg tega je transformacija te celice naredila nesmrtne – program za zatiranje rasti so izklopili po določenem številu delitev. To je v biologiji odprlo možnosti brez primere.

Dejansko še nikoli prej raziskovalci niso mogli šteti rezultatov, pridobljenih na celičnih kulturah, tako zanesljivih: prej so bili vsi poskusi izvedeni na heterogenih celičnih linijah, ki so sčasoma odmrle – včasih še preden so bili rezultati možni. In potem so znanstveniki dobili prvo stabilno in enakomerno večna(!) celična linija, ki ustrezno posnema bistvo organizma. In ko je bilo ugotovljeno, da celice HeLa lahko celo preživijo pošiljanje po pošti, jih je Gay poslal svojim kolegom po vsej državi. Zelo kmalu je povpraševanje po celicah HeLa naraslo in so bile replicirane v laboratorijih po vsem svetu. Postali so prva "predložna" celična linija.

Zgodilo se je, da je Henrietta umrla prav na dan, ko je George Gay govoril pred televizijskimi kamerami in držal epruveto s celicami v rokah in napovedal, da se je začelo novo obdobje v medicinskih raziskavah – obdobje novih perspektiv v iskanju droge in študij življenja.

Zakaj so njene celice tako pomembne?

Brez celične linije HeLa bi bil razvoj cepiva proti otroški paralizi, ki ga je razvil Jonas Salk, nemogoč ( Jonas Salk). Mimogrede, Salk je bil tako prepričan v varnost prejetega cepiva (oslabljen virus otroške paralize), da je cepivo najprej vbrizgal sebi, svoji ženi in trem otrokom, da bi dokazal zanesljivost svojega zdravila.

Od smrti Henriette Lacks so njene tumorske celice nenehno uporabljale za preučevanje bolezni, kot so rak, AIDS, za preučevanje učinkov sevanja in strupenih snovi, za izdelavo genetskih zemljevidov in za ogromno drugih znanstvenih nalog. V biomedicinskem svetu so celice HeLa postale tako znane kot laboratorijske podgane in petrijevke. Decembra 1960 so celice HeLa prve poletele v vesolje s sovjetskim satelitom. Mimogrede, še danes je presenetljiv obseg eksperimentov, ki so jih izvedli sovjetski genetiki v vesolju (glej stransko vrstico).

Rezultati so pokazali, da se HeLa dobro počuti ne le v zemeljskih razmerah, ampak tudi v breztežnosti. Od takrat se HeLa uporablja za kloniranje (predhodni poskusi prenosa jedra pred kloniranjem slavne ovce Dolly so bili izvedeni na HeLa), za sestavljanje genetskih kart, za izvajanje umetne oploditve in na tisoče drugih študij (glej sliko 2). ).

Vesoljska genetika v ZSSR

Na tretjem satelitu (01.12.1960) je poletelo še več živih predmetov: dva psa - Pchelka in Mushka, dva morska prašička, dve beli laboratorijski podgani, 14 črnih miši linije C57, sedem hibridnih miši iz miši SBA in C57 in pet belih brezkrmnih miši. Tam smo postavili šest bučk z močno spremenljivimi in sedem bučk z nizko spremenljivimi linijami drozofile ter šest bučk s hibridi. Poleg tega sta bili dve bučki z muhami pokriti z dodatno zaščito - plastjo svinca debeline 5 g/cm 2. Poleg tega je ladja prevažala semena graha, pšenice, koruze, ajde, fižola. Sadike čebule in semena črnice so letele v posebnem pladnju. Na krovu ladje je bilo več epruvet z aktinomiceti, ampule s kulturo človeškega tkiva v in iz termostata, šest epruvet s klorelo v tekočem mediju. Ebonitni vložki so vsebovali zaprte ampule z bakterijsko kulturo Escherichia coli in dvema vrstama faga - T3 in T4. Posebne naprave so vsebovale celično kulturo HeLa, človeško pljučno amnijsko tkivo, fibroblaste, celice zajčjega kostnega mozga ter posodo z žabjimi jajčeci in semenčico. Postavljeni so bili tudi različni sevi virusov tobačnega mozaika in virusa gripe.

Iz članka N. Delaunayja »Ob izvoru vesoljske genetike« (»Znanost in življenje«, št. 4, 2008).

Mimo znanosti ...

Slika 3. HeLa celice pod skenirnim mikroskopom v psevdobarvah.

Steve Gschmeissner/Science Photo Library

Identiteta same Henriette Lacks se dolgo ni oglašala. Dr. Gay je zagotovo vedel za izvor celic HeLa, vendar je menil, da je zasebnost prednostna naloga in družina Lacks dolga leta ni vedela, da so prav njene celice postale znane po vsem svetu. Po smrti dr. Gaya leta 1970 je bila skrivnost razkrita. Zgodilo se je na naslednji način. Spomnimo, da so bili standardi sterilnosti in tehnike dela s celičnimi linijami šele v povojih, nekatere napake pa so se pojavile šele leta pozneje. Torej v primeru celic HeLa – po 25 letih so znanstveniki ugotovili, da so bile številne celične kulture, pridobljene iz drugih vrst tkiv, vključno s celicami dojk in prostate, okužene z bolj agresivnimi in trdoživimi celicami HeLa. Izkazalo se je, da se HeLa lahko premika s prašnimi delci v zraku ali na premalo dobro umitih rokah in se ukorenini v kulturah drugih celic. To je povzročilo velik škandal. V upanju, da bodo problem rešili z genotipizacijo (sekvenciranje genoma, spomnimo, še ni bilo izumljeno), je ena skupina znanstvenikov izsledila Henriettine sorodnike in jih prosila, naj jim dajo vzorce DNK družine, da bi preslikali gene. Tako je skrivnost postala jasna.

Mimogrede, zdaj Američane bolj skrbi dejstvo, da Henriettina družina ni prejela nadomestila za uporabo celic HeLa brez soglasja darovalca. Poleg tega družina še danes živi v ne zelo blaginji in materialna pomoč bi bila zelo koristna. Toda vse prošnje zaidejo v prazen zid - odgovorov že dolgo ni, Medicinska akademija in druge znanstvene strukture ne želijo nadaljevati pogovora ...

Resnična nesmrtnost?

Maligni tumor, ki je ubil Henrietto, je naredil njene celice potencialno nesmrtne. Je ta ženska želela nesmrtnost? In ga je dobila? Če primerjaš prvo in zadnjo fotografijo tega članka, dobiš občutek, kot v znanstvenofantastičnem romanu - del živega človeka, umetno razmnožen, prestane milijone poskusov, »okusi« vsa zdravila, preden pridejo v lekarno. , je raztrgan do najhujšega.po vsem svetu obstajajo temelji molekularnih biologov...

Seveda pa nič od tega nima nobene zveze z »življenjem za življenjem«. Ne priznamo, da je v celicah HeLa, ki jih vse leto mučijo nenasitni podiplomski študenti pod laminarji laboratorijev, vsaj del duše nesrečne mladenke. Kljub temu bi rad počastil spomin na to žensko, saj je njen neprostovoljni prispevek k medicini neprecenljiv - celice, ki so ostale po njej, so se rešile in še naprej rešujejo življenja več, kot zmore kateri koli zdravnik.

Literatura

Zielinski S. (2010). "nesmrtne" celice Henriette Lacks. Revija Smithsonian;
Smith V. (2002). čudežna ženska. Baltimore City Paper.

Nekako smo se o tem pogovarjali z vami, a poglejte, kakšne zanimive informacije sem pravkar našel o tem vas.

Laboratorijsko pridelane kulture človeških celic se pogosto uporabljajo v biomedicinskih raziskavah in pri razvoju novih zdravljenj. Med številnimi celičnimi linijami je ena najbolj znanih HeLa. Te celice, ki posnemajo človeško telo in vitro ("in vitro"), so "večne" - lahko se delijo za nedoločen čas, rezultati študij z njihovo uporabo se zanesljivo reproducirajo v različnih laboratorijih. Na svoji površini nosijo dokaj vsestranski nabor receptorjev, kar jim omogoča, da jih uporabimo za preučevanje delovanja različnih snovi, od preprostih anorganskih do beljakovin in nukleinskih kislin; so nezahtevni pri gojenju in dobro prenašajo zmrzovanje in konzerviranje.

Izvedemo več o tem ...

Henrietta Lacks

Pravzaprav do tega trenutka raziskovalci niso mogli šteti, da so rezultati, pridobljeni na celičnih kulturah, popolnoma zanesljivi: vsi poskusi so bili izvedeni na heterogenih celičnih linijah, ki so sčasoma odmrle - včasih še preden je bilo mogoče dobiti kakršne koli rezultate. In potem so znanstveniki postali lastniki prve stabilne in celo večne (!) celične linije, ki ustrezno posnema lastnosti telesa. In ko je bilo ugotovljeno, da celice HeLa lahko celo preživijo pošiljanje po pošti, jih je Gay poslal svojim kolegom po vsej državi. Zelo kmalu je povpraševanje po celicah HeLa naraslo in so bile replicirane v laboratorijih po vsem svetu. Postali so prva "predložna" celična linija.

Zakaj so njene celice tako pomembne?

Mimo znanosti ...

Mimogrede, Američane še vedno bolj skrbi dejstvo, da Henriettina družina ni prejela nadomestila za uporabo celic HeLa brez soglasja darovalca. Še danes družina živi v ne zelo blaginji in materialna pomoč bi bila zelo koristna. Toda vse prošnje se zaletijo v prazen zid - odgovorov že dolgo ni, Medicinska akademija in druge znanstvene strukture pa predvidljivo ne želijo razpravljati o tej temi.

Resnična nesmrtnost?

Seveda pa nič od tega nima nobene zveze z »življenjem za življenjem«. Neumno je verjeti, da je v celicah HeLa, ki jih nenehno mučijo nenasitni znanstveniki, vsaj del duše nesrečne mladenke. Poleg tega lahko te celice le delno štejemo za človeške. Jedro vsake celice HeLa vsebuje od 76 do 82 kromosomov zaradi transformacije, ki je nastala med malignomom (normalne človeške celice vsebujejo 46 kromosomov), ta poliploidija pa občasno sproža polemike o primernosti celic HeLa kot modela človeške fiziologije. Predlagali so celo, da bi te celice izolirali v ločeno, človeku podobno vrsto, imenovano Helacyton gartleri, v čast Stanleyja Gartlerja, ki je preučeval te celice, vendar se o tem danes resno ne razpravlja.

Vendar pa se raziskovalci vedno zavedajo omejitev, ki jih je treba upoštevati. Prvič, HeLa kljub vsem spremembam še vedno ostaja človeške celice: vsi njihovi geni in biološke molekule ustrezajo človeškim, molekularne interakcije pa so v veliki večini primerov identične biokemijskim potem zdravih celic. Drugič, poliploidija naredi to linijo bolj priročno za genomske študije, saj se količina genskega materiala v eni celici poveča, rezultati pa so jasni in bolj kontrastni. Tretjič, široka porazdelitev celičnih linij po vsem svetu omogoča enostavno ponovitev eksperimentov kolegov in uporabo objavljenih podatkov kot osnovo za lastne raziskave. Po ugotovitvi osnovnih dejstev o modelu HeLa (in vsi se spomnijo, da je to vsaj priročen, a le model organizma), jih znanstveniki poskušajo ponoviti na bolj ustreznih modelnih sistemih. Kot lahko vidite, so HeLa in podobne celice temelj za vso znanost danes. In kljub etičnim in moralnim sporom želim danes počastiti spomin na to žensko, saj je njen neprostovoljni prispevek k medicini neprecenljiv: celice, ki so ostale po njej, so rešile in še naprej rešujejo več življenj, kot lahko stori kateri koli zdravnik.

Celični prvaki

Nesmrtnost celic HeLa je povezana s posledicami okužbe s humanim papiloma virusom HPV18. Okužba je povzročila triplodijo številnih kromosomov (nastajanje treh njihovih kopij namesto običajnega para) in razcepitev nekaterih na fragmente. Poleg tega se je zaradi okužbe povečala aktivnost številnih regulatorjev celične rasti, kot so geni telomeraze (regulator celične smrti) in c-Myc (regulator aktivnosti sinteze številnih beljakovin). Zaradi teh edinstvenih (in naključnih) sprememb so celice HeLa postale najhitreje rastoče in najbolj odporne od celo stotine drugih celičnih linij raka. Poleg tega so se nastale spremembe v genomu izkazale za zelo stabilne in v laboratorijskih pogojih v zadnjih letih ostajajo nespremenjene.

Tukaj je poglavje iz knjige Rebecce Skloot Nesmrtno življenje Henriette Lacks

Kmalu po Henriettini smrti je bila ustanovljena tovarna HeLa, ogromno podjetje, ki bi omogočilo tedensko pridelavo na trilijone celic HeLa. Tovarna je bila zgrajena samo iz enega razloga - da bi ustavili otroško paralizo.

Do konca leta 1951 je svet zajela največja epidemija otroške paralize v zgodovini. Šole so se zapirale, starši so bili v paniki. Nujno je bilo potrebno cepivo. Februarja 1952 je Jonas Salk z Univerze v Pittsburghu objavil, da je razvil prvo cepivo proti otroški paralizi na svetu, vendar ga ni mogel ponuditi otrokom, dokler ni temeljito preizkusil njegove varnosti in učinkovitosti. To je zahtevalo kultivirane celice v obsegu, ki še nikoli ni bil proizveden.

Nacionalna fundacija za otroško paralizo (NFIP), dobrodelna ustanova, ki jo je ustanovil predsednik Franklin Delano Roosevelt, ki je bil sam ohromljen zaradi otroške paralize, je pripravljala največje terensko preskušanje cepiva proti otroški paralizi v zgodovini medicine. Načrt je bil, da Salk cepi dva milijona otrok in da jim NFIP odvzame kri, da bi ugotovil, ali so imuni. Vendar pa bi bilo treba opraviti na milijone nevtralizacijskih testov, ko se krvni serum cepljenih otrok pomeša z živimi virusi otroške paralize in gojenimi celicami. Če je cepivo delovalo, bi moral krvni serum cepljenih otrok blokirati virus otroške paralize in zaščititi celice. V nasprotnem primeru bo virus okužil celice in povzročil škodo, ki jo lahko znanstveniki vidijo pod mikroskopom.

Težava je bila v tem, da so bile opičje celice uporabljene za nevtralizacijske teste, ki so med to reakcijo poginile. To je bil problem – ne zato, ker so skrbeli za živali (takrat o tem ni bilo govora, za razliko od našega časa), ampak zato, ker so bile opice drage. Milijoni nevtralizacijskih reakcij z opičjimi celicami bi stali milijone dolarjev, zato je NFIP mrzlično iskal celico kulture, ki bi se lahko množično razmnoževala in stala manj kot opičje celice.

NFIP se je za pomoč obrnil na Guya in nekatere druge strokovnjake za celično kulturo in Guy je spoznal, da je to res prava bonanca. Kot rezultat človekoljubja je NFIP prejel povprečno 50 milijonov dolarjev donacij letno, večino tega zneska pa je njegov direktor želel nameniti celičnim kultivatorjem, da bi lahko našli način za množično proizvodnjo celic, o čemer so mnogi sanjali. let.

Ponudba je prišla ob pravem času: po sreči je Guy kmalu po klicu NFIP z prošnjo za pomoč ugotovil, da Henriettine celice ne rastejo kot nobene človeške celice, ki jih je srečal doslej.

Večina celic v kulturi raste v eni plasti kot strdek na površini stekla, kar pomeni, da prostega prostora hitro zmanjka. Povečanje števila celic zahteva veliko dela: znanstveniki morajo vedno znova strgati celice iz epruvete in jih razporediti v več novih posod, da celicam omogočijo nov prostor za rast. Kot se je izkazalo, so celice HeLa zelo nezahtevne: za rast niso potrebovale steklene površine, lahko so rasle tako, da so lebdile v gojišču, ki ga je nenehno mešala "čarobna naprava" - pomembna tehnologija, ki jo je razvil Guy, danes jo se imenuje gojenje suspenzije. To je pomenilo, da celice HeLa niso bile omejene s prostorom kot vse druge; lahko so se delili, dokler je ostalo gojišče. Večja kot je posoda z gojiščem, več celic je raslo. To odkritje je pomenilo, da če bi bile celice HeLa dovzetne za virus otroške paralize (ker so nekatere celice nanj neobčutljive), bi to rešilo problem množične proizvodnje celic in pomagalo preprečiti testiranje cepiva na milijonih opičjih celic.

Tako sta aprila 1952 Guy in njegov kolega član svetovalnega odbora NFIP William Scherer, mladi raziskovalec na Univerzi v Minnesoti, ki je pred kratkim končal doktorat, poskušala okužiti Henriettine celice z virusom otroške paralize. Nekaj dni pozneje so ugotovili, da je HeLa dejansko bolj dovzetna za virus kot katera koli druga gojena celica do zdaj. In ugotovili so, da so našli točno tisto, kar potrebuje NFIP.

Prav tako so razumeli, da morajo pred množično proizvodnjo katere koli celice najti nov način za njihov transport. Pošiljka za shranjevanje na letalu, ki jo je Guy uporabil, je bila odlična za pošiljanje nekaj vial kolegom, vendar je bila predraga za velike količine. Milijarde zraslih celic ne bodo koristile, če teh celic ne bo mogoče dostaviti na pravo mesto. In znanstveniki so začeli eksperimentirati.

Leta 1952, na dan spomina, je Guy vzel več epruvet HeLa z dovolj gojitvenega medija, da je zdržalo nekaj dni, da so celice živele, in jih dal v pločevinasto posodo, obloženo s pluto in napolnjeno z ledom, da se prepreči pregrevanje. Ko je vse to priskrbel s podrobnimi navodili za nego, je poslal Mary na pošto, da bi Schererju v Minnesoti poslala paket epruvet. V zvezi s praznikom so bile zaprte vse pošte v Baltimoru, razen centralne pisarne v središču mesta. Da bi prišla tja, je morala Mary zamenjati več tramvajev, a je na koncu prišla tja. Pa tudi celice: štiri dni pozneje je paket prispel v Minneapolis. Scherer je celice postavil v inkubator in začel rasti. Žive celice so prvič uspešno preživele pošiljanje po pošti.

V naslednjih mesecih sta Guy in Scherer z letalom, vlakom in tovornjakom po državi od Minneapolisa v Norwich v New Yorku pošiljala cevi HeLa, da bi zagotovila, da bodo celice preživele dolgo pot v vseh podnebnih razmerah. Celice so umrle samo v eni epruveti.

Ko je NFIP izvedel, da je HeLa dovzetna za virus otroške paralize in jo je mogoče gojiti v velikih količinah po nizki ceni, je bil takoj sklenjen dogovor z Williamom Schererjem, da bo nadzoroval razvoj distribucijskega centra HeLa na univerzi Tuskegee, eni najprestižnejših univerz. na deželi za črno. NFIP je za ta projekt izbral univerzo Tuskegee zaradi Charlesa Bynuma, direktorja Negro Activities fundacije. Bynum, učitelj naravoslovja in borec za državljanske pravice ter prvi temnopolti direktor fundacije v državi, je želel locirati center v Tuskegeeju za več sto tisoč dolarjev financiranja, več delovnih mest in priložnosti za usposabljanje mladih temnopoltih znanstvenikov.

V nekaj mesecih je skupina šestih temnopoltih znanstvenikov in laboratorijskih tehnikov zgradila tovarno v Tuskegeeju, kakršne še nikoli niso videli: obloženo z industrijskimi jeklenimi avtoklavi za parno sterilizacijo, vrstice ogromnih posod z mehansko pretresenimi gojitvami, inkubatorji, polni steklenic za celične kulture in avtomatski razpršilniki celic so visoki, z dolgimi tankimi kovinskimi ročaji, ki vbrizgavajo celice HeLa v epruveto za cevjo. Skupina Tuskegee je vsak teden pripravila na tisoče litrov Guyevega gojišča, ki je mešala soli, minerale in krvni serum, odvzetih od številnih študentov, vojakov in kmetov bombaža, ki so se odzvali na oglase v lokalnem časopisu za darovanje krvi.

Več laboratorijskih pomočnikov je delovalo kot cevovod za nadzor kakovosti in si je vsak teden pod mikroskopom ogledalo na stotine tisoče celičnih kultur HeLa, da bi se prepričalo, da so sposobne preživeti in zdrave. Drugi so celice po načrtu poslali raziskovalcem po vsej državi v 23 centrih za testiranje cepiva proti otroški paralizi.

Sčasoma je ekipa Tuskegee narasla na 35 znanstvenikov in laboratorijskih tehnikov, ki vsak teden proizvedejo 20.000 epruvet HeLa – približno 6 bilijonov celic. To je bila prva tovarna celic in začela se je z eno samo vialo HeLa, ki jo je Guy poslal Schererju v prvi poskusni pošiljki kmalu po Henriettini smrti.

S temi celicami so znanstveniki lahko dokazali učinkovitost cepiva Salk. Kmalu notri New York Times Pojavile so se fotografije temnopoltih žensk, ki se sklanjajo nad mikroskopi in pregledujejo celice in v svojih črnih rokah držijo epruvete HeLa. Naslov se je glasil:

TUSKEGEE OFFICE POMAGA V BOJU POLIO
Negroška štipendija igra ključno vlogo
pri razvoju cepiva dr. Salka
HELA CELICE RASTE

Temnopolti znanstveniki in laboratorijski tehniki, veliko med njimi ženske, so uporabili celice temnopolte ženske v imenu reševanja življenj milijonov Američanov - od katerih je bila večina belcev. In prav na isti univerzi in hkrati so vladni uradniki izvajali zloglasno raziskavo sifilisa.

Sprva je center Tuskegee dobavljal celice HeLa le laboratorijem, ki so testirali cepiva proti otroški paralizi. Ko pa je postalo jasno, da je celic HeLa dovolj za vse, so jih začeli pošiljati vsem znanstvenikom, ki so jih bili pripravljeni kupiti za deset dolarjev plus strošek pošiljanja letalske pošte. Ko so znanstveniki želeli ugotoviti, kako bi se celice obnašale v določenem okolju, kako bi reagirale na določeno kemikalijo ali kako bodo zgradile določen protein, so se obrnili na celice HeLa. Čeprav so bile rakave, so imele vse temeljne značilnosti normalnih celic: gradile so beljakovine in komunicirale med seboj kot normalne celice, delile in proizvajale energijo, prenašale in uravnavale genetski material, bile so dovzetne za okužbe, zaradi česar so bile optimalno orodje. za sintezo in preučevanje vsega, kar je mogoče – vključno z bakterijami, hormoni, beljakovinami in predvsem virusi.

Virusi se razmnožujejo tako, da "vbrizgajo" delce svojega genskega materiala v živo celico. Celica korenito spremeni svoj program in namesto sebe začne razmnoževati virus. Ko je šlo za rast virusov, kot v mnogih drugih primerih, jih je maligna narava HeLa le naredila bolj uporabne. HeLa celice so rasle veliko hitreje kot normalne celice in so zato hitreje prinesle rezultate. Celice HeLa so bile delovni konj - odporne, poceni in vseprisotne.

Čas je bil pravi. V zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja so znanstveniki šele začeli razumeti naravo virusov, in ko so se Henriettine celice pojavile v laboratorijih po vsej državi, so jih raziskovalci začeli okužiti z vsemi vrstami virusov – herpesom, ošpicami, mumpsom, noricami, konjskim encefalitisom – za študij. kako je virus prodrl v celice, se v njih razmnoževal in širil.

Henriettine celice so pomagale postaviti temelje za virologijo, a to je bil šele začetek. V prvih letih po Henriettini smrti, s prvimi epruvetami, ki so vsebovale njene celice, so raziskovalci po vsem svetu lahko naredili več pomembnih znanstvenih odkritij. Najprej je skupina znanstvenikov uporabila HeLa za razvoj metod za zamrzovanje celic, ne da bi jih poškodovali ali spremenili. S temi metodami so bile celice poslane po vsem svetu na dobro uveljavljen in standardiziran način, ki se je uporabljal za transport zamrznjene hrane in zamrznjenega semena za vzrejo. To je tudi pomenilo, da bi znanstveniki lahko shranili celice med poskusi, ne da bi skrbeli za njihovo prehrano in sterilnost. Vendar pa je znanstvenike najbolj razveselilo dejstvo, da je zmrzovanje omogočilo "popravljanje" celic v njihovih različnih stanjih.

Celica je bila zamrznjena kot s pritiskom na gumb »pavza«: delitev, presnova in vsi drugi procesi so se po odmrzovanju ustavili in nadaljevali, kot da bi samo pritisnili na gumb »start«. Znanstveniki so lahko zdaj med poskusom kadar koli začasno ustavili razvoj celic, da bi primerjali odziv določenih celic na zdravilo po enem, dveh ali šestih tednih. Opazovali so lahko stanje istih celic v različnih obdobjih razvoja: znanstveniki so upali, da bodo videli, na kateri točki normalna celica, ki raste v kulturi, postane maligna – pojav, imenovan spontana preobrazba.

Zamrzovanje je bilo prvo na seznamu presenetljivih napredkov v tkivni kulturi zahvaljujoč HeLa. Še en preboj lahko štejemo za standardizacijo procesa celične kulture – področje, na katerem je do takrat vladala stalna zmeda. Guy in njegovi kolegi so se pritožili, da so porabili preveč časa za pripravo gojišča in ohranjanje celic pri življenju. Predvsem pa jih je skrbelo, da je bilo, ker so vsi pri oblikovanju gojišča uporabljali različne sestavine, različne recepte, različne celice in različne tehnike ter le malo ljudi vedelo za metode kolegov, je bilo poskus težko ali skoraj nemogoče ponoviti. naredil kdorkoli. In ponavljanje je nujen del znanosti: odkritje se ne šteje za veljavno, razen če lahko drugi ponovijo in dobijo enake rezultate. Guy in drugi znanstveniki so se bali, da bi lahko tkivna kultura stagnirala brez standardizacije metod in materialov.

Dolgo časa so znanstveniki verjeli, da človeške celice vsebujejo oseminštirideset kromosomov – verige DNK znotraj celic, ki vsebujejo vse naše genetske informacije. Vendar so se kromosomi zlepili in jih ni bilo mogoče natančno prešteti. Leta 1953 je teksaški genetik pomotoma zmešal napačno tekočino s HeLa in nekaterimi drugimi celicami. Ta nesreča se je izkazala za srečno. Kromosomi v celicah so nabrekli in se ločili drug od drugega, znanstveniki pa so lahko prvič podrobno preučili vsakega od njih. To naključno odkritje je bilo prvo v nizu odkritij, ki je dvema raziskovalcema iz Španije in Švedske omogočilo, da odkrijeta, da normalna človeška celica vsebuje šestinštirideset kromosomov.

Zdaj vemo, koliko kromosomov bi moral da bi imeli osebo, bi znanstveniki lahko povedali, da jih je nekdo imel več ali manj, in s pomočjo teh informacij diagnosticirali genetske bolezni. Kmalu so raziskovalci po vsem svetu začeli ugotavljati kromosomske nepravilnosti. Tako je bilo ugotovljeno, da so imeli bolniki z Downovim sindromom dodaten kromosom v enaindvajsetem paru, tisti, ki so trpeli za Klinefelterjevim sindromom, so imeli dodaten spolni x-kromosom, bolniki s Shereshevsky-Turnerjevim sindromom pa so imeli ta kromosom odsoten ali je bil okvarjen.

Z vsemi temi novostmi je povpraševanje po celicah HeLa raslo in center Tuskegee ga ni več mogel zadovoljiti. Lastnik Microbiological Associates, vojaški mož po imenu Samuel Reeder, ni razumel znanosti, vendar je bil njegov poslovni partner Monroe Vincent sam raziskovalec in je razumel, kako velik je potencialni trg za celice. Številni znanstveniki so potrebovali celice in le malo jih je imelo čas ali sposobnost, da bi jih sami gojili v zadostnih količinah. Raziskovalci so želeli preprosto kupiti celice, zato sta se Reeder in Vincent odločila uporabiti HeLa kot "odskočno desko" za zagon prvega industrijskega komercialnega centra za oskrbo s celicami.

Vse se je začelo s tovarno celic – kot jo je imenoval Reeder. V Bethesdi v Marylandu je sredi obsežnega skladišča, ki je bilo nekoč Fritosova tovarna čipov, zgradil zastekljen objekt in namestil premikajoči se tekoči trak s stotinami vgrajenih regalov za epruvete. Zunaj steklene sobe je bilo vse organizirano skoraj kot Tuskegee - ogromne kadi s kulturnim medijem, le večje. Ko so bile kletke pripravljene za odpremo, je zazvonil glasen zvonec in vsi tovarniški delavci, vključno z zaposlenimi v poštnem oddelku, so prekinili svoje tekoče poslovanje, se umili v sterilizacijski sobi, si nadeli haljo in kapo ter se postavili v vrsto pri tekočem traku. pas. Nekateri so epruvete napolnili, drugi so jih zaprli z gumijastimi zamaški, zapečatili ali dali v prenosni inkubator, kjer so jih hranili do pakiranja za pošiljanje.

Največje stranke Microbiological Associates so bili laboratoriji, kot je Nacionalni inštitut za zdravje, ki je dosledno naročal na milijone celic HeLa po določenem urniku. Vendar so znanstveniki od koder koli na svetu lahko naročili, plačali manj kot petdeset dolarjev, Microbiological Associates pa jim je takoj poslal epruvete s celicami HeLa. Reader je imel dogovor z več večjimi letalskimi družbami, zato je kurir, ne glede na to, od kod je prišlo naročilo, celice poslal na naslednji let, prevzeli so jih na letališču in s taksijem dostavili v laboratorije. Tako se je korak za korakom rodila več milijard dolarjev vredna industrija prodaje človeških biomaterialov.

Henriettine celice ženskemu vratu niso mogle povrniti mladosti, vendar so jih kozmetična in farmacevtska podjetja v Evropi in ZDA začela uporabljati namesto laboratorijskih živali za testiranje novih izdelkov in zdravil, ki so povzročila uničenje ali poškodbe celic. Znanstveniki so celice HeLa prepolovili in dokazali, da so celice sposobne živeti po odstranitvi jedra, uporabili so jih za razvoj metod za injiciranje snovi v celico, ne da bi jo ubili. HeLa je bil uporabljen za razumevanje učinkov steroidov, kemoterapije z zdravili, hormonov, vitaminov in okoljskega stresa; bili so okuženi s tuberkulozo, salmonelo in bakterijami, ki povzročajo vaginitis.

Leta 1953 je Guy na zahtevo ameriške vlade vzel Henriettine celice s seboj na Daljni vzhod, da bi preučeval hemoragično mrzlico, ki je ubijala ameriške vojake. Podganam je vbrizgal HeLa in opazoval, ali imajo raka. Večinoma pa je poskušal preiti s HeLa na rast normalnih in rakavih celic istega pacienta, da bi jih primerjal med seboj. Ni se mogel izogniti navidez neskončnim vprašanjem drugih znanstvenikov o HeLa in celični kulturi. Znanstveniki so vsak teden večkrat obiskali njegov laboratorij in jih prosili, naj jih naučijo tehnike, in pogosto je moral potovati po celem svetu, da bi pomagal vzpostaviti delo pri reprodukciji celic.

Mnogi Guyjevi kolegi so vztrajali, da objavi svojo raziskavo in dobi priznanje, ki si ga zasluži, vendar se je vedno opravičeval, da je zaposlen. Celo noč je delal doma. Zamujal je pri pripravi dokumentov za dotacijo, pogosto je potreboval mesece, da je odgovarjal na pisma, in enkrat je plačal plačo pokojnemu zaposlenemu tri mesece, preden je kdo opazil. Mary in Margaret sta leto dni godrnjali, da bi George objavil karkoli o gojenju HeLa; na koncu je napisal kratek odstavek za konferenco. Po tem je o njegovem delu namesto njega pisala sama Margaret in se mučila zaradi objave.

Do sredine petdesetih let prejšnjega stoletja so številni znanstveniki že delali s celičnimi kulturami in Guy je bil utrujen. Prijateljem in kolegom je pisal: "Nekdo mora ugotoviti, kako bi poimenovali to, kar se zdaj dogaja, recimo: "Svet je znorel s tem rastjo tkiva in njegovimi možnostmi." Upam, da ima vsaj nekaj tega klepetanja o tkivni kulturi nekaj podlage in koristi za ljudi ... predvsem pa si želim, da ta hype malo utihne ...«

Guya je jezil hype okoli HeLa. Navsezadnje so bile druge celice, vključno s tistimi, ki jih je sam vzgojil: A.Fi. in D-1 Re, poimenovana po bolnikih, pri katerih je bil vzet originalni vzorec. Guy jih je ves čas ponujal znanstvenikom, vendar je bilo te celice težje gojiti in zato nikoli niso uživale priljubljenosti Henriettinih celic. Guy HeLa ni več distribuiral, saj so nalogo prevzela podjetja, vendar mu ni bilo všeč, da je gojenje HeLa popolnoma izven njegovega nadzora.

Odkar je proizvodni obrat Tuskegee vzpostavljen in deluje, Guy pošilja pisma znanstvenikom, ki poskušajo omejiti uporabo celic HeLa. Nekoč se je v pismu svojemu staremu prijatelju Charlesu Pomrathu pritožil, da so vsi okoli njega, vključno s Poumrathovim laboratorijem, uporabljali HeLa za raziskave, ki jih je Guy »bolje zmogel« in nekateri so jih že naredili, vendar še niso objavili rezultatov. Poumrath je odgovoril:

Kar se tiče tvojega ... neodobravanja seva HeLa, ki se obsežno preučuje, ne vidim, kako si lahko upaš, da boš upočasnil stvari, saj si sam ta sev tako razširil, da ga je zdaj mogoče kupiti za denar. To je skoraj enako kot prositi ljudi, naj ne eksperimentirajo z zlatimi hrčki!.. Razumem, da so HeLa celice postale dostopne javnosti le po vaši prijaznosti. Torej, zakaj pravzaprav zdaj mislite, da si vsi želijo zgrabiti košček?

Poumrath je verjel, da bi moral Guy dokončati lastno raziskavo o HeLa, preden jo "spusti širši javnosti, saj potem kultura postane znanstvena last vseh."

Vendar Guy ni. Takoj ko so celice HeLa postale "znanstvena javna last", so se ljudje začeli spraševati, kdo je njihov donator.

Originalni članek je na spletni strani InfoGlaz.rf Povezava do članka, iz katerega je narejena ta kopija -

Laboratorijsko pridelane kulture človeških celic se pogosto uporabljajo v biomedicinskih raziskavah in pri razvoju novih zdravljenj. Med številnimi celičnimi linijami je ena najbolj znanih HeLa. Te celice posnemajo človeško telo in vitro("in vitro"), "večno" - lahko se delijo za nedoločen čas, rezultati študij z njihovo uporabo se zanesljivo reproducirajo v različnih laboratorijih. Na svoji površini nosijo dokaj vsestranski nabor receptorjev, kar jim omogoča, da jih uporabimo za preučevanje delovanja različnih snovi, od preprostih anorganskih do beljakovin in nukleinskih kislin; so nezahtevni pri gojenju in dobro prenašajo zmrzovanje in konzerviranje.

Henrietta Lacks

Izkazalo se je, da so se celice, označene z "HeLa" (akronim za ime in priimek Henrietta Lacks), razmnožile veliko hitreje kot celice iz normalnih tkiv. Poleg tega je maligna transformacija te celice naredila nesmrtne – po določenem številu delitev so izklopile program zaviranja rasti. In vitro to se še nikoli ni zgodilo z nobeno drugo celico. To je v biologiji odprlo možnosti brez primere.

Zakaj so njene celice tako pomembne?

In imel je prav. Celična linija, ki je enaka v vseh laboratorijih na svetu, je omogočala hitro pridobivanje in neodvisno potrjevanje vedno več novih podatkov. Mirno lahko rečemo, da je bil velikanski preskok molekularne biologije ob koncu prejšnjega stoletja posledica sposobnosti gojenja celic. in vitro. Celice Henriette Lacks so bile prve nesmrtne človeške celice, ki so jih kdaj gojili na umetnem hranilnem mediju. HeLa je raziskovalce naučil, kako kultivirati na stotine drugih celičnih linij raka. In čeprav se v zadnjih letih prednost na tem področju preusmerja na celične kulture normalnih tkiv in inducirane pluripotentne matične celice (japonski znanstvenik Shinya Yamanaka je leta 2012 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za odkritje metode za vračanje celic odraslega organizma do embrionalnega stanja), kljub temu rakave celice ostajajo sprejet standard v biomedicinskih raziskavah. Glavna prednost HeLa je njegova neustavljiva rast na enostavnih hranilnih medijih, kar omogoča izvedbo obsežnih študij z minimalnimi stroški.

Mimo znanosti ...

Mimogrede, Američane še vedno bolj skrbi dejstvo, da Henriettina družina ni prejela nadomestila za uporabo celic HeLa brez soglasja darovalca. Še danes družina živi v ne zelo blaginji in materialna pomoč bi bila zelo koristna. Toda vse prošnje se zaletijo v prazen zid - odgovorov že dolgo ni, Medicinska akademija in druge znanstvene strukture pa predvidljivo ne želijo razpravljati o tej temi.

Resnična nesmrtnost?

Seveda pa nič od tega nima nobene zveze z »življenjem za življenjem«. Neumno je verjeti, da je v celicah HeLa, ki jih nenehno mučijo nenasitni znanstveniki, vsaj del duše nesrečne mladenke. Poleg tega lahko te celice le delno štejemo za človeške. Jedro vsake celice HeLa vsebuje od 76 do 82 kromosomov zaradi transformacije, ki je nastala med malignomom (normalne človeške celice vsebujejo 46 kromosomov), ta poliploidija pa občasno sproža polemike o primernosti celic HeLa kot modela človeške fiziologije. Predlagali so celo, da bi te celice izolirali v ločeno vrsto, ki je blizu ljudem, imenovana Helacyton gartleri, v čast Stanleyja Gartlerja, ki je preučeval te celice, vendar se o tem danes resno ne razpravlja.

Vendar pa se raziskovalci vedno zavedajo omejitev, ki jih je treba upoštevati. Prvič, HeLa kljub vsem spremembam še vedno ostaja človeške celice: vsi njihovi geni in biološke molekule ustrezajo človeškim, molekularne interakcije pa so v veliki večini primerov identične biokemijskim potem zdravih celic. Drugič, poliploidija naredi to linijo bolj priročno za genomske študije, saj se količina genskega materiala v eni celici poveča, rezultati pa so jasni in bolj kontrastni. Tretjič, široka porazdelitev celičnih linij po vsem svetu omogoča enostavno ponovitev eksperimentov kolegov in uporabo objavljenih podatkov kot osnovo za lastne raziskave. Po ugotovitvi osnovnih dejstev o modelu HeLa (in vsi se spomnijo, da je to vsaj priročen, a le model organizma), jih znanstveniki poskušajo ponoviti na bolj ustreznih modelnih sistemih. Kot lahko vidite, so HeLa in podobne celice temelj za vso znanost danes. In kljub etičnim in moralnim sporom želim danes počastiti spomin na to žensko, saj je njen neprostovoljni prispevek k medicini neprecenljiv: celice, ki so ostale po njej, so rešile in še naprej rešujejo več življenj, kot lahko stori kateri koli zdravnik.

Zahvaljujemo se portalu biomolecula.ru za pomoč pri pripravi članka.