Nemirtingos hela ląstelės. Nemirtingos Henrietos Lux ląstelės

IN didelis mokslasšios ląstelės atkeliavo visiškai netikėtai. Jie buvo paimti iš moters, vardu Henrietta LAcks, kuri netrukus mirė. Tačiau ją nužudžiusio auglio ląstelių kultivavimas pasirodė esąs nepakeičiamas įrankis mokslininkams.

Biomedicininiams tyrimams ir naujų gydymo būdų kūrimui dažnai naudojamos laboratorijoje užaugintos žmogaus ląstelių kultūros. Tarp daugelio ląstelių linijų viena garsiausių yra HeLa. Šios ląstelės imituoja žmogaus kūną in vitro(„in vitro“), „amžinas“ - juos galima skirstyti be galo, tyrimų, naudojant juos, rezultatai patikimai atkuriami įvairiose laboratorijose. Jų paviršiuje yra gana universalus receptorių rinkinys, leidžiantis juos naudoti tiriant jų veikimą įvairių medžiagų, nuo paprastų neorganinių iki baltymų ir nukleorūgščių; Jie yra nepretenzingi auginant ir gerai toleruoja užšaldymą ir konservavimą.

Henrietta Lacks

Henrietta Lacks buvo graži juodaodė amerikietė. ( Wild_Katze pastaba: ji iš tikrųjų buvo afroamerikietis, kaip Condoleezza Rice ir Barackas Obama.) Ji gyveno mažame Turnerio miestelyje Pietų Virdžinijoje su vyru ir penkiais vaikais. 1951 m. vasario 1 d. Henrietta nuvyko į Džono Hopkinso ligoninę, nes nerimavo dėl keistų išskyrų, kurias ji periodiškai aptikdavo ant apatinių. Medikų diagnozė buvo baisi ir negailestinga – gimdos kaklelio vėžys. Po aštuonių mėnesių, nepaisant operacijos ir radioterapijos, ji mirė. Jai buvo 31 metai.

Kai Henrietta buvo Hopkinso ligoninėje, gydantis gydytojas išsiuntė biopsijos būdu gautas naviko ląsteles ištirti Hopkinso ligoninės audinių ląstelių tyrimų laboratorijos vadovui George'ui Gay. Tuo metu ląstelių kultivavimas už kūno ribų buvo tik pradinėje stadijoje, ir pagrindinė problemaįvyko neišvengiama ląstelių mirtis – po tam tikra suma padalijimų, mirė visa ląstelių linija.

Paaiškėjo, kad ląstelės, pavadintos „HeLa“ (Henretos Lacks vardo ir pavardės santrumpa), dauginosi daug greičiau nei ląstelės iš normalių audinių. Be to, piktybinė transformacija šias ląsteles pavertė nemirtingomis – jų augimo slopinimo programa buvo išjungta po tam tikro padalijimų skaičiaus. In vitro To dar niekada nebuvo nutikę jokioms kitoms ląstelėms. Tai atvėrė precedento neturinčias perspektyvas biologijoje.

Iš tiesų, niekada iki šiol mokslininkai negalėjo laikyti visiškai patikimais rezultatų, gautų naudojant ląstelių kultūras: visi eksperimentai buvo atlikti su nevienalytėmis ląstelių linijomis, kurios galiausiai mirė – kartais net nespėjus gauti jokių rezultatų. Ir tada mokslininkai tapo pirmosios stabilios ir net amžinos (!) ląstelių linijos, adekvačiai imituojančios kūno savybes, savininkais. Ir kai buvo nustatyta, kad HeLa ląstelės gali išgyventi net siunčiant paštu, Gay išsiuntė jas savo kolegoms visoje šalyje. Labai greitai HeLa ląstelių paklausa išaugo ir jos buvo atkartotos laboratorijose visame pasaulyje. Jie tapo pirmąja „šablono“ ląstelių linija.

Nevalingas Henriettos Lacks indėlis į mediciną yra neįkainojamas: po jos mirties likusios ląstelės daugiau nei pusę amžiaus gelbėjo žmonių gyvybes.

Taip atsitiko, kad Henrietta mirė tą pačią dieną, kai George'as Gay'us kalbėjo prieš televizijos kameras, rankose laikydamas mėgintuvėlį su savo ląstelėmis. Jis sakė, kad prasidėjo naujų vaistų atradimo ir biomedicininių tyrimų perspektyvų era.

Kodėl jos ląstelės tokios svarbios?

Ir jis buvo teisus. Ląstelių linija, identiška visose pasaulio laboratorijose, leido greitai gauti ir savarankiškai patvirtinti vis daugiau naujų duomenų. Galime drąsiai teigti, kad milžinišką molekulinės biologijos šuolį praėjusio amžiaus pabaigoje lėmė gebėjimas kultivuoti ląsteles. in vitro. Pirmosiomis nemirtingosiomis tapo Henrietos Lacks ląstelės žmogaus ląstelės kurie kada nors buvo auginami dirbtinėje maistinėje terpėje. HeLa išmokė tyrėjus kultivuoti šimtus kitų vėžio ląstelių linijų. Ir nors viduje pastaraisiais metais prioritetas šioje srityje yra perėjimas prie normalių audinių ląstelių ir indukuotų pluripotentinių kamieninių ląstelių kultūrų (už suaugusio organizmo ląstelių grąžinimo į embrioninę būseną metodo atradimą gavo japonų mokslininkė Shinya Yamanaka Nobelio premija 2012 m. fiziologijoje ir medicinoje), tačiau vėžio ląstelės išlieka pripažintu biomedicininių tyrimų standartu. Pagrindinis HeLa privalumas yra jos nesustabdomas augimas ant paprastos maistinės terpės, kuri leidžia atlikti didelio masto tyrimus minimaliomis sąnaudomis.
(Wild_Katze pastaba: apibrėžimas iš wiki „Pluripotency (anglų kalba Pluripotency iš lotynų kalbos pluralis – daugybinis, potentia – jėga, galia, galimybė, plačiąja prasme gali būti verčiama kaip „plėtros galimybė pagal skirtingus scenarijus“). Biologinėse sistemose , šis terminas reiškia ląstelių biologiją ir biologinius junginius. Pluripotentinės ląstelės gali diferencijuotis į visų tipų ląsteles, išskyrus neembrioninių organų ląsteles (placentą ir trynio maišelį).)

HeLa ląstelės nufotografuotos naudojant elektroninį mikroskopą (maždaug tūkstantį kartų padidinus)

Nuo Henriettos Lacks mirties jos naviko ląstelės buvo nuolat naudojamos tiriant daugelio molekulių vystymosi modelius. įvairių ligų, įskaitant vėžį ir AIDS, tirti radiacijos ir toksinių medžiagų poveikį, sudaryti genetinius žemėlapius ir didelis kiekis kitos mokslinės užduotys. Biomedicinos pasaulyje HeLa ląstelės išgarsėjo kaip laboratorinės žiurkės ir Petri lėkštelės. 1960 m. gruodį HeLa ląstelės pirmosios išskrido į kosmosą sovietiniu palydovu. Net ir šiandien sovietų genetikų kosmose atliktų eksperimentų mastas yra nuostabus. Rezultatai parodė, kad HeLa gerai veikia ne tik antžeminėmis sąlygomis, bet ir esant nulinei gravitacijai.

Be HeLa ląstelių Jono Salko sukurtos poliomielito vakcinos sukūrimas būtų buvęs neįmanomas. Beje, Salkas buvo taip įsitikinęs gautos vakcinos (susilpnėjusio poliomielito viruso) saugumu, kad, norėdamas įrodyti savo vaisto patikimumą, vakciną suleido sau, žmonai ir trims vaikams.

Nuo tada HeLa buvo naudojamas ir klonavimui (prie HeLa buvo atlikti pirminiai ląstelių branduolių persodinimo eksperimentai prieš klonuojant garsiąją avelę Dolly), metodams kurti. dirbtinis apvaisinimas ir tūkstančiai kitų tyrimų (kai kurie iš jų išvardyti lentelėje).

Keturi eksperimento etapai

Šiandien molekulinėje biologijoje ir farmakologijoje, kaip taisyklė, naudojami šie etapai:

1. HeLa (arba bet kuri kita laboratorinė ląstelių linija).

2. Netransformuotos trumpaamžės ląstelių linijos – odos ląstelės, kraujo ląstelės ir tt Darbas su jomis yra daug sunkesnis, jos greitai žūva, tačiau jei eksperimentas buvo atliktas HeLa, mokslininkai žino, ko ir kur ieškoti. negaiškite laiko plačioms paieškoms.

3. Modeliniai organizmai – pelės, žiurkės, beždžionės. Čia eksperimentai trunka mėnesius ir kainuoja daug daugiau. Tačiau tai yra privalomas veiksmas prieš tikrinant potencialūs vaistai arba žmonių ligų priežasčių tyrimas.

4. Daugiapakopė klinikiniai tyrimai viešai.

Be mokslo...

Pačios Henrietos Lacks asmenybė ilgam laikui nebuvo reklamuojamas. Daktarui Gėjui, žinoma, HeLa ląstelių kilmė nebuvo paslaptis, tačiau jis tikėjo, kad konfidencialumas šiuo klausimu yra prioritetas, ir ilgus metus Lacksų šeima nežinojo, kad Henrietos ląstelės išgarsėjo visame pasaulyje. Paslaptis buvo atskleista tik po daktaro Gėjaus mirties 1970 m.

Prisiminkime, kad sterilumo standartai ir darbo su ląstelių linijomis technikos tuo metu tik atsirado, o kai kurios klaidos išryškėjo tik po metų. Taigi, kalbant apie HeLa ląsteles – po 25 metų mokslininkai nustatė, kad daugelis tyrimams naudojamų ląstelių kultūrų, kilusių iš kitų audinių tipų, įskaitant krūties ir prostatos vėžio ląsteles, buvo užkrėstos agresyvesnėmis ir atkaklesnėmis HeLa ląstelėmis. Paaiškėjo, kad HeLa gali keliauti su dulkių dalelėmis ore arba ant nepakankamai nuplautų rankų ir įsitvirtinti kitų ląstelių kultūrose. Tai sukėlė didelį skandalą. Tikėdamasi išspręsti problemą genotipų nustatymo būdu (sekvenavimas – visiškas genomo nuskaitymas – tuo metu dar buvo planuojamas kaip didelis tarptautinis projektas), viena mokslininkų grupė susekė Henrietos giminaičius ir paprašė šeimos DNR mėginių, kad galėtų sudaryti jų genų žemėlapį. Taip paslaptis paaiškėjo.
(Pastaba iš Wild_Katze: Nereikėtų bijoti, kad galite užsikrėsti HeLa ląstelėmis, skraidančiomis ore ar ant nepakankamai nuplautų rankų, nes šios ląstelės nekontroliuojamai auga ne bet kur ir ne bet kokiomis sąlygomis, o dirbtinėse maistinėse terpėse. tam tikromis sąlygomis ląstelių kultivavimas.)

Beje, amerikiečiams vis dar didesnį nerimą kelia tai, kad Henrietos šeima niekada negavo kompensacijos už HeLa ląstelių naudojimą be donoro sutikimo. Šiai dienai šeima negyvena labai gerose gerovėse, labai praverstų finansinė pagalba. Tačiau visi prašymai atsitrenkia į tuščią sieną – jau seniai nėra respondentų, ir Medicinos akademija ir kiti mokslines struktūras nuspėjama, kad jie nenori diskutuoti šia tema.

Pomirtiniai gyvų ląstelių žygdarbiai

2013 metų kovo 11 dieną žibalo į ugnį įpylė naujas leidinys, kuriame buvo pristatyti pilno HeLa ląstelių linijos genomo sekos nustatymo rezultatai. Vėlgi, eksperimentas buvo atliktas be Henrietos palikuonių sutikimo ir po tam tikrų etinių diskusijų pilna prieiga prieiga prie genominės informacijos buvo apribota profesionalams. Tačiau visa HeLa genomo seka yra labai svarbi tolesniam darbui, todėl ląstelių linija gali būti naudojama būsimuose genominiuose projektuose.
(Wild_Katze pastaba: seka yra nukleorūgščių sekos genome (DNR) nustatymo rezultatas.)

Tikras nemirtingumas?

Piktybinis navikas, kuris nužudė Henrietą, padarė jos ląsteles potencialiai nemirtingomis. Ar ši moteris norėjo nemirtingumo? Ir ar ji gavo? Jei gerai pagalvoji, apima fantastiškas jausmas – gyvo žmogaus dalis, dirbtinai padauginta, ištveria milijonus bandymų, „paragauja“ visus vaistus, prieš patekdama į bandymus su gyvūnais, molekulinės biologijos specialistų nuplėšiama iki pačių pagrindų. visame pasaulyje. ..

Ląstelių rekordininkai

HeLa ląstelių nemirtingumas siejamas su užsikrėtimo žmogaus papilomos virusu ŽPV18 pasekmėmis. Infekcija sukėlė daugelio chromosomų triploidiją (susidarė trys jų kopijos vietoj įprastos poros) ir kai kurios iš jų suskilo į fragmentus. Be to, infekcija padidino daugelio reguliatorių aktyvumą ląstelių augimas, pavyzdžiui, telomerazės genai (ląstelių „mirtingumo“ reguliatorius) ir c-Myc (daugelio baltymų sintezės aktyvumo reguliatorius). Tokie unikalūs (ir atsitiktiniai) pokyčiai padarė HeLa ląsteles augimo greičio ir atsparumo rekordininkėmis net tarp kitų vėžio ląstelių linijų, kurių šiandien yra keli šimtai. Be to, gauti genomo pokyčiai pasirodė labai stabilūs ir per pastaruosius metus laboratorijoje nepakito.

Žinoma, visa tai neturi nieko bendra su „gyvenimu po gyvenimo“. Kvaila manyti, kad HeLa ląstelėse, nuolat kamuojamose nepasotinamų mokslininkų, yra bent dalelė nelaimingos jaunos moters sielos. Be to, šios ląstelės tik iš dalies gali būti laikomos žmonėmis. Kiekvienos HeLa ląstelės branduolyje yra nuo 76 iki 82 chromosomų dėl transformacijos, įvykusios piktybinio naviko proceso metu (normaliose žmogaus ląstelėse yra 46 chromosomos), ir ši poliploidija periodiškai sukelia ginčus dėl HeLa ląstelių tinkamumo kaip pavyzdžiu. žmogaus fiziologija. Net buvo pasiūlyta šias ląsteles izoliuoti į atskirą, artimas žmogui rūšys vadinamos Helacyton gartleri, Stanley Hartlerio, tyrinėjusio šias ląsteles, garbei, tačiau šiandien apie tai rimtai nekalbama.

Tačiau mokslininkai visada atkreipia dėmesį į apribojimus, kuriuos reikia nepamiršti. Pirma, HeLa, nepaisant visų pokyčių, vis dar yra žmogaus ląstelės: visi jų genai ir biologinės molekulės atitinka žmogaus, o molekulinės sąveikos iš esmės yra identiškos sveikų ląstelių biocheminiams keliams. Antra, poliploidija daro šią liniją patogesnę genominiams tyrimams, nes vienoje ląstelėje padidėja genetinės medžiagos kiekis, o rezultatai yra aiškesni ir kontrastingesni. Trečia, platus ląstelių linijų pasiskirstymas visame pasaulyje leidžia nesunkiai pakartoti kolegų eksperimentus ir panaudoti paskelbtus duomenis kaip savo tyrimų pagrindą. Nustatę pagrindinius faktus apie HeLa modelį (ir visi prisimena, kad tai bent jau patogus, bet tik organizmo modelis), mokslininkai bando juos pakartoti adekvatesnėse modelių sistemose. Kaip matote, HeLa ir panašios ląstelės yra viso šiandieninio mokslo pagrindas. Ir, nepaisant etinių ir moralinių ginčų, šiandien noriu pagerbti šios moters atminimą, nes jos nevalingas indėlis į mediciną yra neįkainojamas: paliktos ląstelės išsaugomos ir toliau gelbsti. daugiau gyvybių nei gali padaryti bet kuris gydytojas.

Šių „nemirštančių“ ląstelių gavimo istorija (įamžinimas – ląstelių gebėjimas dalytis neribotą laiką) siejama su neturtinga 31 metų paciente Johnso Hopkinso ligoninėje Baltimorėje – penkių vaikų motina afroamerikiete, vardu Henrietta Lacks. , aštuonis mėnesius sirgusi gimdos kaklelio vėžiu ir taikyta vidinė spinduliuotė (brachiterapija), 1951 metų spalio 4 dieną šioje ligoninėje mirė.

Prieš pat, dėdamas pastangas Henrietai gydyti nuo gimdos kaklelio karcinomos, gydantis gydytojas chirurgas Howardas Wilburas Jonesas paėmė naviko audinio mėginį tyrimui ir perdavė jį į ligoninės laboratoriją, kuriai tuo metu vadovavo gimdos kaklelio bakalauras George'as Otto Gay'us. biologija.

Biopsijos tyrimai pribloškė biologą: audinių ląstelės neišnyko skirtą laiką dėl apoptozės, bet toliau daugėjo ir nuostabiu greičiu. Tyrėjas sugebėjo išskirti vieną konkrečią struktūrinę ląstelę ir ją padauginti. Gautos ląstelės toliau dalijosi ir nustojo mirti mitozinio ciklo pabaigoje.

Ir netrukus po paciento mirties (jo vardas nebuvo atskleistas, bet buvo užšifruotas santrumpos HeLa forma) pasirodė paslaptinga HeLa ląstelių kultūra.

Kai paaiškėjo, kad HeLa ląstelės, esančios už žmogaus kūno ribų, nėra užprogramuotos mirties objektas, jos buvo paklausios. įvairūs tyrimai ir eksperimentų pradėjo daugėti. Ir tolesnis netikėto atradimo komercializavimas lėmė masinės gamybos organizavimą - HeLa ląstelių pardavimą daugeliui mokslo centrai ir laboratorijos.

HeLa ląstelių naudojimas

1955 metais HeLa ląstelės tapo pirmosiomis klonuotomis žmogaus ląstelėmis, o HeLa ląstelės pradėtos naudoti visame pasaulyje: tiriant ląstelių metabolizmą sergant vėžiu; ląstelių senėjimo proceso tyrimas; AIDS priežastys; Žmogaus papilomos viruso ir kt virusinės infekcijos; radiacijos poveikis ir toksiškos medžiagos; genų kartografavimas; bandant naujus farmakologiniai vaistai; testavimas kosmetika ir tt

Kai kuriais duomenimis, šių greitai augančių ląstelių kultūra buvo naudojama 70-80 tūkst. medicininiai tyrimai Visame pasaulyje. Kasmet mokslo reikmėms užauginama apie 20 tonų HeLa ląstelių kultūrų, užregistruota daugiau nei 10 tūkstančių patentų, kuriuose dalyvauja šios ląstelės.

Populiarinti naują laboratorinę biomedžiagą padėjo tai, kad 1954 metais HeLa ląstelių štamą amerikiečių virusologai panaudojo savo sukurtai vakcinai nuo poliomielito išbandyti.

Dešimtmečius HeLa ląstelių kultūra buvo plačiai naudojama kaip paprastas modelis kuriant sudėtingesnių biologinių sistemų vaizdines versijas. O galimybė klonuoti įamžintas ląstelių linijas leidžia daug kartų kartoti genetiškai identiškų ląstelių analizę. būtina sąlyga biomedicininiai moksliniai tyrimai.

Pačioje pradžioje – tų metų medicinos literatūroje – buvo pažymėta šių ląstelių „ištvermė“. Iš tiesų, HeLa ląstelės nenustoja dalytis net įprastame laboratoriniame mėgintuvėlyje. Ir jie tai daro taip agresyviai, kad jei laborantai parodys menkiausią neatsargumą, HeLa ląstelės tikrai prasiskverbs į kitas kultūras ir ramiai pakeis pirmines ląsteles, dėl ko atliekamų eksperimentų grynumas kelia rimtų abejonių.

Beje, vieno tyrimo, atlikto dar 1974 metais, rezultatas buvo eksperimentiškai nustatytas HeLa ląstelių gebėjimas „užteršti“ kitas ląstelių linijas mokslininkų laboratorijose.

HeLa ląstelės: ką parodė tyrimas?

Kodėl HeLa ląstelės taip elgiasi? Nes tai ne paprastos sveikų kūno audinių ląstelės, o naviko ląstelės, gautos iš vėžinio audinio mėginio ir turinčios patologiškai pakitusius genus, skirtus nenutrūkstamai žmogaus vėžinių ląstelių mitozei. Iš esmės tai yra piktybinių ląstelių klonai.

2013 m. Europos molekulinės biologijos laboratorijos (EMBL) mokslininkai pranešė, kad jie nustatė Henrietta Lacks genomo DNR ir RNR seką, naudodami spektrinį kariotipavimą. Ir, palyginę su HeLa ląstelėmis, įsitikinome: tarp HeLa genų ir normalių žmogaus ląstelių yra ryškūs skirtumai...

Tačiau dar anksčiau citogenetinė HeLa ląstelių analizė leido atrasti daugybę chromosomų aberacijų ir dalinę šių ląstelių genominę hibridizaciją. Nustatyta, kad HeLa ląstelės turi hipertriploidinį (3n+) kariotipą ir gamina nevienalytes ląstelių populiacijas. Be to, daugiau nei pusė klonuotų HeLa ląstelių parodė aneuploidiją – chromosomų skaičiaus pasikeitimą: 49, 69, 73 ir net 78 vietoj 46.

Paaiškėjo, kad daugiapolės, policentrinės ar daugiapolės mitozės HeLa ląstelėse yra susijusios su HeLa fenotipo genominiu nestabilumu, chromosomų žymenų praradimu ir papildomų struktūrinių anomalijų susidarymu. Tai yra ląstelių dalijimosi sutrikimai, sukeliantys patologinę chromosomų segregaciją. Jei sveikoms ląstelėms būdingas mitozinis veleno bipoliškumas, tai dalijantis vėžinei ląstelei didesnis skaičius dalijimosi poliai ir verpstės, o abi dukterinės ląstelės gauna skirtingą chromosomų skaičių. Ir veleno daugiapoliškumas ląstelių mitozės metu būdingas bruožas vėžio ląstelės.

Tyrinėdami daugiapolies mitozes HeLa ląstelėse, genetikai priėjo prie išvados, kad visas vėžinių ląstelių dalijimosi procesas iš principo vyksta neteisingai: mitozės fazė trumpesnė, o verpstės formavimas vyksta prieš chromosomų dalijimąsi; Metafazė taip pat prasideda anksčiau, o chromosomos nespėja užimti savo vietos, pasiskirsto atsitiktinai. Na, centrosomų skaičius yra bent du kartus didesnis nei būtina.

Taigi HeLa ląstelės kariotipas yra nestabilus ir įvairiose laboratorijose gali labai skirtis. Vadinasi, daugelio tyrimų rezultatai – prarandant ląstelinės medžiagos genetinį tapatumą – tiesiog negali būti atkurti kitomis sąlygomis.

Mokslas padarė didelę pažangą dėka sugebėjimo manipuliuoti biologiniai procesai kontroliuojamu būdu. Naujausias aiškus pavyzdys yra mokslininkų grupės iš JAV ir Kinijos sukurtas realus vėžinio auglio modelis naudojant 3-D spausdintuvą naudojant HeLa ląsteles.

Gimdos kaklelis pacientei, vardu Henrietta Lacks, kuri nuo šios ligos mirė tų pačių metų spalio 4 d.

Ląstelės iš Henriettos naviko be jos žinios ar sutikimo buvo pašalintos tyrėjo George'o Gay'aus, kuris išsiaiškino, kad jos gali palaikyti gyvybę. Jis sugebėjo išskirti vieną konkrečią ląstelę, ją padauginti ir sukurti ląstelių liniją. Gėjus pavadino jas HeLa ląstelėmis pagal Henriettos Lacks vardo pradines raides. Tai buvo pirmosios laboratorijoje užaugintos žmogaus ląstelės, kurios buvo „nemirtingos“ – po kelių dalijimų nemirė ir galėjo būti panaudotos daugeliui eksperimentų.

Enciklopedinis „YouTube“.

1 / 3

✪ Nemirtingos Henrietta Lacks ląstelės – Robin Bulleri

✪ Kodėl žmonės taip nerimauja dėl matematikos? -Orly Rubinsten

✪ Siaubingi 2017 m. klaidingo supratimo tyrimo rezultatai

Subtitrai

Įsivaizduokite kažką labai mažo, mažesnio už dulkių dalelę, bet vis tiek padedantį geriau suprasti vėžį, virusologiją ir genetiką. Mūsų laimei, yra trilijonai ir trilijonai laboratorijoje užaugintų žmogaus ląstelių, vadinamų HeLa. Grįžkime šiek tiek atgal. Auginamas laboratorijoje žmogaus ląstelės suprasti, kaip jie veikia, ištirti, kaip vystosi ligos, ir išbandyti naujus gydymo būdus nesukeliant pavojaus pacientams. Norint įsitikinti, kad tokius eksperimentus galima pakartoti ir palyginti su kitų mokslininkų rezultatais, reikia daugybės identiškų ląstelių, kurios gali nuolat didinti jų skaičių. Tačiau iki 1951 metų visos žmogaus ląstelės, kurias mokslininkai bandė auginti, po kelių dienų mirė. Tada Johnso Hopkinso universiteto mokslininkas George'as Gay'us gavo ląstelių mėginius iš labai keisto naviko: tamsiai violetinių, blizgių, želė primenančių. Šis pavyzdys buvo ypatingas. Kai kurios iš šių ląstelių toliau dalijosi, dalijasi ir dalijasi. Kai kurioms ląstelėms mirus, jų vietą užėmė naujos kartos ląstelės ir toliau augo. Taip buvo gautas begalinis šaltinis identiškų ląstelių, kurios gyvos ir šiandien. Tai pirmosios nemirtingos žmogaus ląstelės, kurios buvo atrastos. Ląstelės buvo pavadintos HeLa Henriettos Lacks, pacientės, sergančios tuo keistu augliu, garbei. Gimusi tabako ūkyje, ji su vyru ir penkiais vaikais gyveno Baltimorėje. Ji mirė nuo gimdos kaklelio vėžio praėjus keliems mėnesiams po to, kai buvo surinktos naviko ląstelės, ir ji niekada apie jas nežinojo. Taigi kas buvo Henriettos Lacks ląstelėse, dėl kurių jos išgyveno, kai kitos ląstelės mirė? Mes dar nežinome galutinio atsakymo į šį klausimą. Įprastos žmogaus ląstelės paklūsta ypatingai taisyklei. Jie gali dalytis tik 50 kartų, po to ląstelė miršta natūralia mirtimi – tai vadinama apoptoze. Taip išvengiama genetinių klaidų, kurios gali atsirasti po kelių ląstelių dalijimosi, pasikartojimo. Tačiau vėžio ląstelės nepaklūsta šiai taisyklei ir toliau dalijasi, o paskui išstumia sveikas ląsteles. Tačiau dauguma ląstelių miršta, ypač už žmogaus kūno ribų. Bet ne HeLa ląstelės, ir mes negalime paaiškinti, kodėl taip nutinka. Kai daktaras Gėjus suprato, kad pirmą kartą rado nemirtingas žmogaus ląsteles, jis išsiuntė mėginius į visas pasaulio laboratorijas. Netrukus dėl gebėjimo daugintis ląsteles per savaitę buvo pagaminta 6 trilijonai HeLa ląstelių. Tačiau tuo pat metu buvo rimtai pažeista etika – Henrietos ląstelių dėka mokslininkai kūrė karjerą, uždirbo turtus, o jos šeima apie tai sužinojo tik po dešimtmečių. 50-ųjų pradžioje poliomielito epidemija įsibėgėjo. HeLa ląstelės, galinčios lengvai dubliuoti viruso ląsteles, leido Jonui Salkui išbandyti savo vakciną. Ląstelės taip pat buvo naudojamos tiriant ligas, tokias kaip tymai, kiaulytė, ŽIV ir Ebolos virusas. Sužinojome, kad žmogaus ląstelės turi 46 chromosomas, nes dirbdamas su HeLa mokslininkas atrado medžiagą, kuri daro chromosomas matomas. Pačios HeLa ląstelės turi 80 labai mutavusių chromosomų. HeLa taip pat buvo pirmosios klonuotos ląstelės. Jie netgi buvo išsiųsti į kosmosą. Fermentas telomerazė, atkuriantis DNR ir leidžiantis vėžinėms ląstelėms išvengti sunaikinimo, pirmą kartą buvo aptiktas HeLa ląstelėse. Įdomu tai, kad HeLa dėka žinome, kad gimdos kaklelio vėžį gali sukelti žmogaus papilomos virusas, ir dabar turime vakciną. Apie HeLa padarytus atradimus parašyta daug mokslinių straipsnių ir galbūt tokių straipsnių yra daug daugiau, nei žinome. HeLa ląstelės yra tokios gyvybingos, kad gali judėti bet kokiu paviršiumi: laboratorijos padėjėjo ranka, dulkių gabalėliu, gaudančios ir nugalėjusios kitas ląsteles, pavyzdžiui, piktžoles. Patentai, atradimai, pergalės prieš ligas tapo įmanomos Henrietos Lacks dėka.

Ypatumai

HeLa ląstelės vadinamos „nemirtingomis“; jos gali dalytis be galo daug kartų, kitaip nei paprastos ląstelės, turintis Hayflick ribą. Taip yra todėl, kad, kaip ir daugelio tipų vėžiniai navikai, HeLa ląstelės gamina fermentą telomerazę, kuri pratęsia telomerus DNR chromosomų galuose. Esama HeLa ląstelių populiacija yra paveldima iš audinių mėginių, paimtų iš Henrietta Lacks. Šios ląstelės dauginasi neįprastai greitai, net lyginant su kitomis vėžio ląstelėmis. Kartais šios ląstelės užkrečia kitų ląstelių kultūras.

HeLa ląstelės nuo pat pradžių buvo užkrėstos papilomos virusu, kuris dažnai atsitinka su vėžinėmis ląstelėmis, kurios nužudė Henrietą. HeLa ląstelės turi nenormalų kariotipą, o skirtingos HeLa sublinijos turi 49–78 chromosomas, priešingai nei įprastas žmogaus kariotipas, kuriame yra 46 chromosomos.

HeLa ląstelės bėgant metams vystėsi, kad prisitaikytų prie augimo in vitro, o dėl jų padalijimo iškilo kelios šakos. Šiuo metu yra kelios HeLa ląstelių linijos, visos jos kilusios iš bendro protėvio; šios ląstelių linijos yra naudojamos, taip pat kaip vėžinių ląstelių modelis, tiriant signalo perdavimo tarp ląstelių mechanizmus ir kitoms reikmėms.

Šios ląstelės visiškai netikėtai atsidūrė dideliame moksle. Jie buvo paimti iš moters, vardu Henrietta LAcks, kuri netrukus mirė. Tačiau ją nužudžiusio auglio ląstelių kultivavimas pasirodė esąs nepakeičiamas įrankis mokslininkams.

Biomedicininiams tyrimams ir naujų gydymo būdų kūrimui dažnai naudojamos laboratorijoje užaugintos žmogaus ląstelių kultūros. Tarp daugelio ląstelių linijų viena garsiausių yra HeLa. Šios ląstelės imituoja žmogaus kūną in vitro(„in vitro“), „amžinas“ - juos galima skirstyti be galo, tyrimų, naudojant juos, rezultatai patikimai atkuriami įvairiose laboratorijose. Jų paviršiuje yra gana universalus receptorių rinkinys, leidžiantis jais tirti įvairių medžiagų veikimą – nuo paprastų neorganinių medžiagų iki baltymų ir nukleorūgščių; Jie yra nepretenzingi auginant ir gerai toleruoja užšaldymą ir konservavimą.

Henrietta Lacks

Henrietta Lacks buvo graži juodaodė amerikietė. Ji gyveno mažame Turnerio miestelyje Pietų Virdžinijoje su vyru ir penkiais vaikais. 1951 m. vasario 1 d. Henrietta nuvyko į Džono Hopkinso ligoninę, nes nerimavo dėl keistų išskyrų, kurias ji periodiškai aptikdavo ant apatinių. Medikų diagnozė buvo baisi ir negailestinga – gimdos kaklelio vėžys. Po aštuonių mėnesių, nepaisant operacijos ir radioterapijos, ji mirė. Jai buvo 31 metai.

Kai Henrietta buvo Hopkinso ligoninėje, gydantis gydytojas išsiuntė biopsijos būdu gautas naviko ląsteles ištirti Hopkinso ligoninės audinių ląstelių tyrimų laboratorijos vadovui George'ui Gay. Tuo metu ląstelių kultivavimas už kūno ribų buvo tik užuomazgos, o pagrindinė problema buvo neišvengiama ląstelių mirtis – po tam tikro skaičiaus dalijimų žuvo visa ląstelių linija.

Kodėl jos ląstelės tokios svarbios?

Nuo Henriettos Lacks mirties jos naviko ląstelės buvo nuolat naudojamos tirti įvairių ligų, įskaitant vėžį ir AIDS, molekulinius modelius, tirti radiacijos ir toksinių medžiagų poveikį, sudaryti genetinius žemėlapius ir daugybę kitų. mokslines užduotis. Biomedicinos pasaulyje HeLa ląstelės išgarsėjo kaip laboratorinės žiurkės ir Petri lėkštelės. 1960 m. gruodį HeLa ląstelės pirmosios išskrido į kosmosą sovietiniu palydovu. Net ir šiandien sovietų genetikų kosmose atliktų eksperimentų mastas yra nuostabus. Rezultatai parodė, kad HeLa gerai veikia ne tik antžeminėmis sąlygomis, bet ir esant nulinei gravitacijai.

Nuo tada HeLa buvo naudojamas klonavimui (prie HeLa buvo atlikti preliminarūs ląstelių branduolių transplantacijos eksperimentai prieš klonuojant garsiąją avelę Dolly), dirbtinio apvaisinimo metodams kurti ir tūkstančiams kitų tyrimų (kai kurie iš jų parodyti lentelė).

Be mokslo...

Pačios Henriettos Lacks tapatybė ilgą laiką nebuvo reklamuojama. Daktarui Gėjui, žinoma, HeLa ląstelių kilmė nebuvo paslaptis, tačiau jis tikėjo, kad konfidencialumas šiuo klausimu yra prioritetas, ir ilgus metus Lacksų šeima nežinojo, kad Henrietos ląstelės išgarsėjo visame pasaulyje. Paslaptis buvo atskleista tik po daktaro Gėjaus mirties 1970 m.

Beje, amerikiečiams vis dar didesnį nerimą kelia tai, kad Henrietos šeima niekada negavo kompensacijos už HeLa ląstelių naudojimą be donoro sutikimo. Šiai dienai šeima negyvena labai gerose gerovėse, labai praverstų finansinė pagalba. Tačiau visi prašymai atsitrenkia į tuščią sieną – respondentų jau seniai nėra, o Medicinos akademija ir kitos mokslo struktūros, nuspėjamai, nenori diskutuoti šia tema.

2013 metų kovo 11 dieną žibalo į ugnį įpylė naujas leidinys, kuriame buvo pristatyti pilno HeLa ląstelių linijos genomo sekos nustatymo rezultatai. Vėlgi, eksperimentas buvo atliktas be Henrietos palikuonių sutikimo, o po tam tikrų etinių diskusijų visa prieiga prie genominės informacijos buvo apribota profesionalams. Tačiau visa HeLa genomo seka yra labai svarbi tolesniam darbui, todėl ląstelių linija gali būti naudojama būsimuose genominiuose projektuose.

Tikras nemirtingumas?

Piktybinis auglys, nužudęs Henrietą, padarė jos ląsteles potencialiai nemirtingas. Ar ši moteris norėjo nemirtingumo? Ir ar ji gavo? Jei gerai pagalvoji, apima fantastiškas jausmas – gyvo žmogaus dalis, dirbtinai padauginta, ištveria milijonus bandymų, „paragauja“ visus vaistus, prieš patekdama į bandymus su gyvūnais, molekulinės biologijos specialistų nuplėšiama iki pačių pagrindų. visame pasaulyje. ..

Žinoma, visa tai neturi nieko bendra su „gyvenimu po gyvenimo“. Kvaila manyti, kad HeLa ląstelėse, nuolat kamuojamose nepasotinamų mokslininkų, yra bent dalelė nelaimingos jaunos moters sielos. Be to, šios ląstelės tik iš dalies gali būti laikomos žmonėmis. Kiekvienos HeLa ląstelės branduolyje yra nuo 76 iki 82 chromosomų dėl transformacijos, įvykusios piktybinio naviko proceso metu (normaliose žmogaus ląstelėse yra 46 chromosomos), ir ši poliploidija periodiškai sukelia ginčus dėl HeLa ląstelių tinkamumo kaip pavyzdžiu. žmogaus fiziologija. Net buvo pasiūlyta šias ląsteles išskirti į atskirą, artimą žmogui rūšį, vadinamą Helacyton gartleri, Stanley Hartlerio, tyrinėjusio šias ląsteles, garbei, tačiau šiandien apie tai rimtai nekalbama.

Tačiau mokslininkai visada atkreipia dėmesį į apribojimus, kuriuos reikia nepamiršti. Pirma, HeLa, nepaisant visų pokyčių, vis dar yra žmogaus ląstelės: visi jų genai ir biologinės molekulės atitinka žmogaus, o molekulinės sąveikos iš esmės yra identiškos sveikų ląstelių biocheminiams keliams. Antra, poliploidija daro šią liniją patogesnę genominiams tyrimams, nes vienoje ląstelėje padidėja genetinės medžiagos kiekis, o rezultatai yra aiškesni ir kontrastingesni. Trečia, platus ląstelių linijų pasiskirstymas visame pasaulyje leidžia nesunkiai pakartoti kolegų eksperimentus ir panaudoti paskelbtus duomenis kaip savo tyrimų pagrindą. Nustatę pagrindinius faktus apie HeLa modelį (ir visi prisimena, kad tai bent jau patogus, bet tik organizmo modelis), mokslininkai bando juos pakartoti adekvatesnėse modelių sistemose. Kaip matote, HeLa ir panašios ląstelės yra viso šiandieninio mokslo pagrindas. Ir, nepaisant etinių ir moralinių ginčų, šiandien noriu pagerbti šios moters atminimą, nes jos nevalingas indėlis į mediciną yra neįkainojamas: paliktos ląstelės išgelbėjo ir toliau gelbsti daugiau gyvybių, nei gali padaryti bet kuris gydytojas.

Dėkojame portalui biomoleculecula.ru už pagalbą rengiant straipsnį

Kiekvienas žmogus yra savaip unikalus, bet tik nedaugelis iš mūsų nepaprastų sugebėjimų kuri gali pakeisti pasaulį. Mūsų straipsnyje papasakosime apie nuostabiąją Henrietą Lacks, kuri išgelbėjo milijonus gyvybių dėl to, kuo ji skyrėsi iš kitų.

1950-aisiais Johnso Hopkinso ligoninė Baltimorėje pagrįstai buvo laikoma viena geriausių medicinos įstaigų šalyje. Be to, tuo metu tai buvo viena iš nedaugelio ligoninių, kur Medicininė priežiūra Afrikos amerikiečiams buvo leista kreiptis. Henrietta Lacks buvo viena iš jų, todėl ji ten nuvyko 1951-ųjų vasarį, kai ją pradėjo varginti pilvo apatinės dalies skausmai.

Ji papasakojo gydytojui ginekologui Howardui Jonesui apie neįprastą kraujavimą ir skundėsi skausmu. Apžiūrėjęs gydytojas aptiko auglį ir nedelsdamas nusiuntė jo audinio mėginį į daktaro George'o Gay laboratoriją. Tyrimo rezultatai patvirtino, kad auglys buvo piktybinis. Kaip gydymas, pacientui buvo paskirtas radžio švitinimas, tačiau nuo to laiko gydymas vėžio ligos buvo labai ribota, Henrieta mirė po 7 mėnesių.

Daktaras George'as Gay'us ypač atidžiai ištyrė Henrietos audinių mėginį. Jį nepaprastai nustebino pateiktų ląstelių patvarumas ir dauginimosi greitis. Paprastai mėginiai, pristatyti į laboratoriją, miršta per porą valandų, tačiau Laxo ląstelės ne tik gyveno, bet ir toliau dalijosi. Tai paaiškino greitą ir agresyvų auglio augimą – jis augo greičiau, nei galėjo juos nužudyti spinduliuotė.

Daktaras Gėjus nedelsdamas išsiuntė ląstelių mėginius į kelis pažangius tyrimų centrus visoje Amerikoje. Viename iš šių centrų dirbo Jonas Salkas, kuris panaudojo Henrietos ląsteles, kad sukurtų vakciną nuo poliomielito – ateityje tai išgelbėjo milijonus žmonių nuo nepakeliamų kančių ir tikros mirties.

Gydytojas, kuris atrado unikalus turtas ląstelės pavadino jas „HeLa“ – po pirmųjų dviejų Henrietos Lacks vardo ir pavardės raidžių. Taip jis įamžino galingiausią medicinos proveržį sukėlusią moterį.

Tyrinėdami ląstelių genotipą, mokslininkai priėjo prie išvados, kad Henrietos ligos priežastis buvo mutacija, į kurią DNR buvo įtraukti papilomos viruso genai. Be to agresyvus elgesys naviko, ši mutacija prisidėjo prie chromosomų skaičiaus padidėjimo ląstelėse ir jų gebėjimo gaminti telomerazę – fermentą, kuris stabilizavo chromosomas ir apsaugojo jas nuo tolesnių mutacijų. Tai, kas nutiko Henrietai, buvo visiškas nelaimingas atsitikimas; jos vaikų DNR nebuvo rasta panašių mutacijų.

Po kelerių metų Lackų šeima pareikalavo viešo Henrietos indėlio gelbėjimo pripažinimo, nes biologinės medžiagos (kraujas ir ląstelės), kurios prisidėjo prie medicinos pažangos, buvo naudojamos tyrimams be pacientės ar jos artimųjų sutikimo. Praėjusio šimtmečio viduryje visuomenė nebūtų leidusi afroamerikietei suteikti tokios garbės, žinia apie HeLa ląstelių atradimą buvo visų lūpose, tačiau žurnalistams buvo suteiktas netikras vardas - Helen Lane .

2010 m. nepriklausoma mokslo rašytoja Rebecca Skloot išleido knygą „Nemirtingas Henrietos Lacks gyvenimas“, o 2017 m. HBO pristatė to paties pavadinimo filmą su Oprah Winfrey. Jų dėka pasaulis sužinojo apie paprastą moterį, kuri davė medicinai savo nemirtingas ląsteles. HeLa ląstelių tyrimams skirta apie 74 tūkst mokslinius straipsnius, kuriame mokslininkai bandė paaiškinti šio reiškinio prigimtį. Be poliomielito vakcinos išradimo, Henrietos ląstelės buvo naudojamos vėžiui, AIDS ir įvairioms kitoms ligoms tirti, taip pat radiacijos ir toksinių medžiagų poveikiui žmogaus organizmui tirti.