HeLa-celler

Nästan all forskning inom molekylärbiologi, farmakologi, virologi, har genetik sedan början av XX-talet användes prover av de primära levande celler, som erhålls från en levande organism och vuxit med olika biokemiska metoder kan förlänga deras livskraft, det vill säga möjligheten att dela i laboratoriet. I mitten av förra seklet fick vetenskap HeLa-celler, som inte är föremål för naturlig biologisk död. Och detta medgav att många undersökningar kunde bli ett genombrott i biologi och medicin.

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

Var kommer de odödliga HeLa-cellerna från?

Historien om beredningen av dessa "odödliga" celler (immortalisering - cellernas förmåga till en oändligt lång division) är förknippad med en dålig 31-årig patient med Johns Hopkins Hospital i Baltimore - afroamerikanska kvinna, mor till fem barn som heter Henrietta Lacks (Henrietta Lacks), som efter att ha varit sjuk i cancer livmoderhalsen i åtta månader och passerade intern strålning (brachyterapi), dog på sjukhuset 4 oktober, 1951.

Strax innan detta försöker man Henrietta behandling av livmoderhalscancer, läkare, kirurg Howard Wilbur Jones tog han ett prov av tumörvävnad för undersökning och lämnade på ett sjukhus laboratorium, leds vid tidpunkten för biologi kandidat George Otto gay.

Biopsi-studier bedövade biologen: vävnadsceller dör inte i god tid till följd av apoptos, men fortsatte att föröka sig och i en förvånande takt. Forskaren lyckades enkelt ut en specifik strukturcell och multiplicera den. De resulterande cellerna fortsatte att dela och upphörde att dö i slutet av den mitotiska cykeln.

Och strax efter patientens död (vars namn inte avslöjades men krypterades som en reduktion av HeLa) uppträdde en mystisk HeLa-cellodling.

Så snart det blev klart att HeLa-celler - tillgängliga utanför människokroppen - inte är föremål för programmerad död, började efterfrågan på dem för olika studier och experiment växa. Och ytterligare kommersialisering av det oväntade resultatet resulterade i organisering av seriell produktion - för försäljning av HeLa-celler till många vetenskapliga centra och laboratorier.

Användningen av HeLa-celler

1955 blev HeLa-celler de första klonade humana cellerna, och användningen av HeLa-celler började runt om i världen: i studier av cellulär metabolism i cancer; studera åldrandet av celler; orsaker till aids egenskaper hos humant papillomvirus och andra virusinfektioner; effekter av strålning och giftiga ämnen; genkartläggning; i försök av nya farmakologiska medel; testning av kosmetika etc.

Enligt vissa rapporter användes kulturen hos dessa snabbt växande celler i 70-80 tusen medicinska studier runt om i världen. Årligen för vetenskapens behov ca 20 ton HeLa-celler odlas odlas mer än 10 tusen patenter med deltagande av dessa celler.

Populariteten hos det nya laboratoriebiomaterialet underlättades av att 1954 stammen av HeLa-celler användes av amerikanska virologer för att testa det poliovaccin som utvecklats av dem .

I årtionden har kulturen av HeLa-celler fungerat som en enkel modell för att skapa mer intuitiva varianter av komplexa biologiska system. Och förmågan att klona immortaliserade cellinjer gör att du upprepade gånger kan upprepa tester på genetiskt identiska celler, vilket är en förutsättning för biomedicinsk forskning.

I början - i den medicinska litteraturen i dessa år - noterades "uthållighet" av dessa celler. Faktum är att HeLa-celler inte slutar dela även i ett konventionellt laboratoriet provrör. Och de gör det så aggressivt att tekniker ska visa den minsta slarv, HeLa-celler som krävs för att tränga in i andra kulturer och tyst ersatt de ursprungliga cellerna, vilket resulterar i chistata experimenten i allvarliga tvivel.

Förresten, som en följd av en studie, som genomfördes 1974, var HeLa-cellernas förmåga att "förorena" andra cellinjer i forskarlaboratorierna experimentellt etablerade.

HeLa-celler: vad visade studierna?

Varför uppträder HeLa-celler på det här sättet? Eftersom dessa inte är vanliga celler av friska kroppsvävnader, men tumörceller erhållna från ett prov av en cancervävnad och innehållande patologiskt förändrade gener för den kontinuerliga mitosen av humana cancerceller. Faktum är att dessa är kloner av maligna celler.

År 2013 rapporterade forskare från European Molecular Biology Laboratory (EMBL) att genom att använda spektral karyotyping etablerade de en sekvens av DNA och RNA i Henrietta Lax genomet. Och med att ha jämfört med HeLa-celler var vi övertygade: mellan HeLa-generna och normala mänskliga celler, slående skillnader ...

Men ännu tidigare ledde cytogenetisk analys av HeLa-celler till upptäckten av många kromosomavvikelser och delvis genomisk hybridisering av dessa celler. Man fann att HeLa-celler har hypertriploid (3n +) karyotyp och producerar heterogena cellpopulationer. Mer än hälften av klonade HeLa-celler har aneuploidi - en förändring av antalet kromosomer: 49, 69, 73 och jämn 78 istället för 46.

Som det visade sig, att genomisk instabilitet fenotyper HeLa, förlust av kromosomer och bildning av ytterligare markörer strukturella abnormaliteter involverade flerpolig, polycentrisk eller multipolär mitos i HeLa-celler. Detta är ett brott vid celldelning, vilket leder till patologisk segregering av kromosomer. Om zdoroayh celler känne mitotiska spolen bipolariteten, under delning av cancerceller bildar ett stort antal poler och spindeln, och de två dottercellerna erhåller ett annat antal kromosomer. Och multipolariteten hos spindeln med mitos av celler är en karakteristisk egenskap hos cancerceller.

Studerar multipolär mitos i HeLa-celler, Genetics slutsatsen att hela processen med uppdelning cancerceller, i princip, är fel: profas av mitosen kortare och spolbildning föregår uppdelning av kromosomer; börjar också tidigare metafas och kromosomer har inte tid att ta deras plats, distribueras på måfå. Tja, centrosomer är minst dubbelt så mycket som behövs.

Således är karyotypen av HeLa-cellen ostabil och kan skilja sig dramatiskt i olika laboratorier. Följaktligen kan resultaten av många studier - under förhållanden för förlust av den genetiska identiteten hos cellulärt material - helt enkelt inte reproduceras under andra förhållanden.

Vetenskapen har gjort stora framsteg på grund av förmågan att manipulera biologiska processer på ett kontrollerat sätt. Det sista uppenbara exemplet är skapandet av en grupp forskare från USA och Kina med hjälp av en 3-D-skrivare av en realistisk cancermodell med hjälp av HeLa-celler.