Celule HeLa

Aproape toate activitatile de cercetare in biologie moleculara, farmacologie, virologie, genetica de la începutul secolului XX au folosit probe de celule vii primare, care sunt obținute dintr-un organism viu și crescute prin diferite metode biochimice pot prelungi viabilitatea lor, adică posibilitatea de partajare în laborator. La mijlocul secolului trecut, știința a primit celule HeLa, care nu sunt supuse unei moarte biologice naturale. Și acest lucru a permis numeroase cercetări pentru a deveni un progres în biologie și medicină.

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

De unde provin celulele HeLa imortalizate?

Istoria prepararea acestor celule „nemuritoare“ (imortalizarea - capacitatea celulelor la o diviziune infinit de lungă) este asociat cu un biet pacient în vârstă de 31 de ani, de la Spitalul Johns Hopkins din Baltimore - femeie afro-americană, mama a cinci copii pe nume Henrietta Lacks (Henrietta Lacks), care, fiind bolnav de cancer cervix timp de opt luni și după ce a suferit o iradiere internă (brahiterapie), a murit în acest spital la 4 octombrie 1951.

La scurt timp înainte de aceasta, se fac eforturi pentru tratamentul Henrietta al carcinomului de col uterin, medic, chirurg Howard Wilbur Jones, el a luat o mostră de țesut tumoral pentru examinare și a predat într - un laborator de spital, a condus la momentul biologiei burlac George Otto gay.

Studiile de biopsie au uimit biologul: celulele tisulare nu au murit la timp, ca rezultat al apoptozei, dar au continuat să se înmulțească și într-o rată uluitoare. Cercetătorul a reușit să identifice o celulă structurală specifică și să o multiplice. Celulele rezultate au continuat să se divid și au încetat să moară la sfârșitul ciclului mitotic.

Și la scurt timp după moartea pacientului (al cărui nume nu a fost divulgat, dar criptat ca o reducere a HeLa), a apărut o misterioasă cultură de celule HeLa.

De îndată ce a devenit clar că celulele HeLa - accesibile în afara corpului uman - nu sunt supuse la moarte programată, cererea pentru diferite studii și experimente a început să crească. Și comercializarea în continuare a constatării neașteptate a dus la organizarea producției de serie - pentru vânzarea celulelor HeLa către numeroase centre științifice și laboratoare.

Utilizarea celulelor HeLa

În 1955, celulele HeLa au devenit primele celule umane clonate, iar utilizarea celulelor HeLa a început în întreaga lume: în studiile privind metabolismul celular în cancer; studierea îmbătrânirii celulelor; cauzele SIDA; caracteristici ale papilomavirusului uman și ale altor infecții virale; efectele radiațiilor și substanțelor toxice; maparea genei; în studiile de noi agenți farmacologici; testarea produselor cosmetice etc.

Potrivit unor rapoarte, cultura acestor celule cu creștere rapidă a fost utilizată în 70-80 de mii de studii medicale din întreaga lume. Anual, pentru nevoile științei, se cultivă circa 20 de tone de celule HeLa, mai mult de 10 mii de brevete sunt înregistrate cu participarea acestor celule.

Popularitatea noului biomaterial de laborator a fost facilitată de faptul că, în 1954, tulpina celulelor HeLa a fost utilizată de virologi americani pentru a testa vaccinul polio dezvoltat de aceștia .

Timp de decenii, cultura celulelor HeLa a servit ca un model simplu pentru crearea de variante mai intuitive ale sistemelor biologice complexe. Și capacitatea de a clona liniile de celule imortalizate vă permite să repetați în mod repetat teste pe celule identice genetic, ceea ce este o condiție prealabilă pentru cercetarea biomedicală.

Încă de la început - în literatura medicală din acei ani - a fost observată "rezistența" acestor celule. Într-adevăr, celulele HeLa nu se opresc divizând nici măcar într-un tub convențional de laborator. Și o fac atât de agresiv încât tehnicienii ar trebui să arate cea mai mică nepăsarea, celulele HeLa necesare pentru a pătrunde în alte culturi și în liniște înlocuiesc celulele originale, rezultând în chistata experimente este în îndoieli serioase.

Apropo, ca rezultat al unui studiu, care a fost efectuat in 1974, capacitatea celulelor HeLa de a "contamina" alte linii celulare in laboratoarele de cercetatori a fost stabilita experimental.

Celulele HeLa: ce au arătat studiile?

De ce se comportă celulele HeLa în acest fel? Deoarece acestea nu sunt celule obișnuite ale țesuturilor corporale sănătoase, dar celulele tumorale obținute dintr-o mostră de țesut canceros și conținând gene modificate patologic pentru mitoza continuă a celulelor canceroase umane. De fapt, acestea sunt clone de celule maligne.

În 2013, cercetătorii de la Laboratorul European de Biologie Moleculară (EMBL) au raportat că prin utilizarea cariotipurilor spectrale, au stabilit o secvență de ADN și ARN în genomul Henrietta Lax. Și, având în comparație cu celulele HeLa, am fost convinși: între genele HeLa și celulele umane normale, diferențele izbitoare ...

Cu toate acestea, chiar mai devreme, analiza citogenetică a celulelor HeLa a dus la descoperirea numeroaselor aberații cromozomiale și hibridizarea parțială genomică a acestor celule. S-a descoperit că celulele HeLa posedă cariotip de hipertriploid (3n +) și produc populații de celule heterogene. Mai mult de jumătate din celulele HeLa clonate au aneuploidie - o modificare a numărului de cromozomi: 49, 69, 73 și chiar 78 în loc de 46.

După cum sa dovedit, la instabilitate genomica fenotipuri HeLa, pierderea de cromozomi și formarea unor markeri suplimentare anomalii structurale implicate mitoze multipolare, policentrică sau multipolar în celule HeLa. Aceasta este o încălcare în timpul diviziunii celulare, ceea ce duce la segregarea patologică a cromozomilor. În cazul în care celulele zdoroayh caracterizat prin bipolaritatea fusului mitotic, în timpul diviziunii celulelor cancerului formeaza un numar mare de poli și ax, iar cele două celule fiice a primi un număr diferit de cromozomi. Și multipolaritatea axului cu mitoză a celulelor este o caracteristică caracteristică a celulelor canceroase.

Studierea mitoza multipolar în celule HeLa, Genetica ajuns la concluzia că întregul proces de divizarea celulelor canceroase, în principiu, este greșit: profaza mitozei mai scurte și formarea axului precede diviziunea cromozomilor; metafaza începe, de asemenea, mai devreme, iar cromozomii nu au timp să-și ia locul, fiind distribuite întâmplător. Ei bine, centrozomii sunt de cel puțin două ori mai mult decât este necesar.

Astfel, cariotipul celulei HeLa este instabil și poate diferi dramatic în diferite laboratoare. În consecință, rezultatele multor studii - în condițiile pierderii identității genetice a materialului celular - pur și simplu nu pot fi reproduse în alte condiții.

Știința a făcut mari progrese datorită capacității de manipulare a proceselor biologice într-o manieră controlată. Ultimul exemplu evident este crearea de către un grup de cercetători din SUA și China utilizând o imprimantă 3-D a unui model realist de cancer folosind celule HeLa.