Κύτταρα HeLa

Σχεδόν όλη η έρευνα στην μοριακή βιολογία, φαρμακολογία, ιολογία, γενετική από την αρχή του ΧΧ αιώνα έχουν χρησιμοποιήσει δείγματα των πρωτογενών κυττάρων διαβίωσης, οι οποίες λαμβάνονται από έναν ζωντανό οργανισμό και να αυξηθούν με διάφορες βιοχημικές μεθόδους μπορεί να παρατείνει τη βιωσιμότητά τους, δηλαδή, η δυνατότητα κοινής χρήσης στο εργαστήριο. Στα μέσα του περασμένου αιώνα, η επιστήμη έλαβε κύτταρα HeLa, τα οποία δεν υπόκεινται σε φυσικό βιολογικό θάνατο. Και αυτό επέτρεψε πολλές έρευνες να γίνουν μια σημαντική ανακάλυψη στη βιολογία και την ιατρική.

[1], [2], [3], [4]

Από πού προέρχονται τα αθανατοποιημένα κύτταρα HeLa;

Η ιστορία της παρασκευής αυτών των «αθάνατη» κύτταρα (διαιωνοποίηση - η ικανότητα των κυττάρων σε ένα απείρως μακρύ τμήμα) συνδέεται με μια φτωχή 31-year-old ασθενή του Johns Hopkins Hospital στη Βαλτιμόρη - αφρικανικός-αμερικανική γυναίκα, μητέρα πέντε παιδιών που ονομάζεται Εριέττα Στερείται (Henrietta Στερείται), η οποία, όντας άρρωστος με καρκίνο τον τράχηλο για οκτώ μήνες και αφού υποβλήθηκε σε εσωτερική ακτινοβολία (βραχυθεραπεία), πέθανε σε αυτό το νοσοκομείο στις 4 Οκτωβρίου 1951.

Λίγο πριν από αυτό, οι προσπάθειες που καταβάλλονται για τη θεραπεία Henrietta του καρκινώματος του τραχήλου, ο γιατρός, χειρουργός Howard Wilbur Jones, πήρε ένα δείγμα του καρκινικού ιστού για εξέταση και παραδόθηκε στο εργαστήριο του νοσοκομείου, με επικεφαλής τη στιγμή της βιολογίας πανεπιστημίου George Otto γκέι.

Οι μελέτες βιοψίας αναισθητοποίησαν τον βιολόγο: τα κύτταρα των ιστών δεν πέθαναν εγκαίρως ως αποτέλεσμα της απόπτωσης, αλλά συνέχισαν να πολλαπλασιάζονται και με εκπληκτικό ρυθμό. Ο ερευνητής κατάφερε να ξεχωρίσει ένα συγκεκριμένο δομικό στοιχείο και να το πολλαπλασιάσει. Τα προκύπτοντα κύτταρα συνέχισαν να διαιρούνται και έπαψαν να πεθαίνουν στο τέλος του μιτωτικού κύκλου.

Και σύντομα μετά το θάνατο του ασθενούς (το όνομα του οποίου δεν αποκαλύφθηκε, αλλά κρυπτογραφημένο ως μείωση του HeLa), εμφανίστηκε μια μυστηριώδης κυτταροκαλλιέργεια HeLa.

Μόλις κατέστη σαφές ότι τα κύτταρα HeLa - προσιτά έξω από το ανθρώπινο σώμα - δεν υπόκεινται σε προγραμματισμένο θάνατο, άρχισε να αυξάνεται η ζήτηση για διάφορες μελέτες και πειράματα. Και η περαιτέρω εμπορευματοποίηση της απροσδόκητης διαπίστωσης οδήγησε στην οργάνωση σειριακής παραγωγής - για την πώληση κυττάρων HeLa σε πολυάριθμα επιστημονικά κέντρα και εργαστήρια.

Η χρήση κυττάρων HeLa

Το 1955, τα κύτταρα HeLa έγιναν τα πρώτα κλωνοποιημένα ανθρώπινα κύτταρα και η χρήση των κυττάρων HeLa ξεκίνησε σε όλο τον κόσμο: στις μελέτες του κυτταρικού μεταβολισμού στον καρκίνο. μελετώντας τη γήρανση των κυττάρων. αιτίες του AIDS · χαρακτηριστικά του ιού των ανθρώπινων θηλωμάτων και άλλων ιογενών λοιμώξεων. τα αποτελέσματα της ακτινοβολίας και των τοξικών ουσιών · γονιδιακή χαρτογράφηση. σε δοκιμές νέων φαρμακολογικών παραγόντων. δοκιμές καλλυντικών κ.λπ.

Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, η καλλιέργεια αυτών των ταχέως αναπτυσσόμενων κυττάρων χρησιμοποιήθηκε σε 70-80.000 ιατρικές μελέτες ανά τον κόσμο. Ετησίως για τις ανάγκες της επιστήμης καλλιεργούνται περίπου 20 τόνοι κυττάρων HeLa, έχουν εγγραφεί περισσότερες από 10 χιλιάδες διπλώματα ευρεσιτεχνίας με τη συμμετοχή αυτών των κυττάρων.

Η δημοτικότητα του νέου εργαστηριακού βιοϋλικού διευκολύνθηκε από το γεγονός ότι το 1954 το στέλεχος των κυττάρων HeLa χρησιμοποιήθηκε από αμερικανούς ιολόγους για να ελεγχθεί το εμβόλιο πολιομυελίτιδας που αναπτύχθηκε από αυτούς .

Για δεκαετίες, η καλλιέργεια των κυττάρων HeLa χρησίμευσε ως ένα απλό μοντέλο για τη δημιουργία πιο διαισθητικών παραλλαγών πολύπλοκων βιολογικών συστημάτων. Και η ικανότητα κλωνοποίησης αθανατοποιημένων κυτταρικών γραμμών σας επιτρέπει να επαναλαμβάνετε επανειλημμένα τις δοκιμές σε γενετικά ταυτόσημα κύτταρα, που είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη βιοϊατρική έρευνα.

Στην αρχή - στην ιατρική βιβλιογραφία εκείνων των ετών - σημειώθηκε η "αντοχή" αυτών των κυττάρων. Πράγματι, τα κύτταρα HeLa δεν σταματούν να διαιρούνται ακόμη και σε συμβατικό εργαστηριακό δοκιμαστικό σωλήνα. Και το κάνουν τόσο επιθετικά ώστε οι τεχνικοί θα πρέπει να δείξει την παραμικρή απροσεξία, τα κύτταρα HeLa που απαιτείται για να διεισδύσει σε άλλους πολιτισμούς και ήσυχα αντικατέστησε τα αρχικά κύτταρα, με αποτέλεσμα chistata τα πειράματα είναι σε σοβαρή αμφιβολία.

Παρεμπιπτόντως, ως αποτέλεσμα μίας μελέτης που διεξήχθη το 1974, η ικανότητα των κυττάρων HeLa να "μολύνουν" άλλες κυτταρικές γραμμές στα εργαστήρια των επιστημόνων, δημιουργήθηκε πειραματικά.

Κύτταρα HeLa: τι έδειξαν οι μελέτες;

Γιατί συμπεριφέρονται τα κύτταρα HeLa με αυτόν τον τρόπο; Επειδή αυτά δεν είναι συνηθισμένα κύτταρα υγιών ιστών του σώματος, αλλά κύτταρα όγκου που λαμβάνονται από δείγμα καρκινικού ιστού και περιέχουν παθολογικά τροποποιημένα γονίδια για τη συνεχή μίτωση ανθρώπινων καρκινικών κυττάρων. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για κλώνους κακοήθων κυττάρων.

Το 2013, ερευνητές στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL) έχουν αναφέρει ότι η χρήση φασματικής καρυότυπο έχουν καθιερώσει μια ακολουθία DNA και RNA στο γονιδίωμα του Henrietta Στερείται. Και, σε σύγκριση με τα κύτταρα HeLa, είμαστε πεπεισμένοι: μεταξύ των γονιδίων HeLa και των φυσιολογικών ανθρώπινων κυττάρων, οι εντυπωσιακές διαφορές ...

Ωστόσο, ακόμη και νωρίτερα, η κυτταρογενετική ανάλυση των κυττάρων HeLa οδήγησε στην ανακάλυψη πολυάριθμων χρωμοσωμικών ανωμαλιών και μερικού γονιδιωματικού υβριδισμού αυτών των κυττάρων. Βρέθηκε ότι τα κύτταρα HeLa κατέχουν υπερτριπλοειδή (3n +) καρυότυπο και παράγουν ετερογενείς πληθυσμούς κυττάρων. Περισσότερα από τα μισά από τα κλωνοποιημένα κύτταρα HeLa έχουν ανευπλοειδισμό - μια αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων: 49, 69, 73 και ακόμη και 78 αντί για 46.

Όπως αποδείχθηκε, να γενωμική αστάθεια φαινοτύπων HeLa, απώλεια χρωμοσωμάτων και το σχηματισμό των πρόσθετων δεικτών δομικές ανωμαλίες εμπλέκονται πολυπολική, πολυκεντρικής ή πολυπολικό μίτωση σε κύτταρα HeLa. Αυτή είναι μια παραβίαση κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, με αποτέλεσμα τον παθολογικό διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων. Εάν zdoroayh κύτταρα που χαρακτηρίζονται μιτωτική διπολικότητα ατράκτου, κατά τη διάρκεια της διαίρεσης των καρκινικών κυττάρων σχηματίζουν ένα μεγάλο αριθμό πόλων και της ατράκτου, και τα δύο θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν ένα διαφορετικό αριθμό χρωμοσωμάτων. Και η πολυπολικότητα του άξονα με μίτωση των κυττάρων είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των καρκινικών κυττάρων.

Μελετώντας πολυπολικό μίτωση σε κύτταρα HeLa, Genetics κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η όλη διαδικασία της διαίρεσης των καρκινικών κυττάρων, κατ 'αρχήν, είναι λάθος: πρόφαση της μίτωσης συντομότερη και σχηματισμό ατράκτου προηγείται διαίρεση των χρωμοσωμάτων? η μεταφάση αρχίζει επίσης νωρίτερα και τα χρωμοσώματα δεν έχουν χρόνο να πάρουν τη θέση τους, κατανέμονται τυχαία. Τα κεντροσώματα είναι τουλάχιστον διπλάσια από την ανάγκη.

Έτσι, ο καρυότυπος του κυττάρου HeLa είναι ασταθής και μπορεί να διαφέρει δραματικά σε διαφορετικά εργαστήρια. Κατά συνέπεια, τα αποτελέσματα πολλών μελετών - σε συνθήκες απώλειας της γενετικής ταυτότητας του κυτταρικού υλικού - απλά δεν μπορούν να αναπαραχθούν σε άλλες συνθήκες.

Η επιστήμη έχει σημειώσει μεγάλη πρόοδο λόγω της ικανότητας χειρισμού βιολογικών διεργασιών με ελεγχόμενο τρόπο. Το τελευταίο προφανές παράδειγμα είναι η δημιουργία από μια ομάδα ερευνητών από τις ΗΠΑ και την Κίνα χρησιμοποιώντας έναν εκτυπωτή 3-D ενός ρεαλιστικού μοντέλου καρκινικού όγκου χρησιμοποιώντας κύτταρα HeLa.