Mga cell ng HeLa

Halos lahat ng siyentipikong pananaliksik sa molecular biology, pharmacology, virology, genetics mula noong simula ng ika-20 siglo ay gumamit ng mga sample ng pangunahing buhay na mga selula, na nakuha mula sa isang buhay na organismo at nilinang ng iba't ibang mga biochemical na pamamaraan, na nagbibigay-daan upang mapalawak ang kanilang posibilidad na mabuhay, iyon ay, ang kakayahang hatiin sa mga kondisyon ng laboratoryo. Sa kalagitnaan ng huling siglo, natanggap ng agham ang mga selulang HeLa, na hindi napapailalim sa natural na biological na kamatayan. At pinahintulutan nito ang maraming pag-aaral na maging isang pambihirang tagumpay sa biology at medisina.

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

Saan nagmula ang mga imortalized na HeLa cells?

Ang kwento ng pagkuha ng mga "hindi namamatay" na mga cell na ito (ang imortalisasyon ay ang kakayahan ng mga cell na mahati nang walang hanggan) ay konektado sa isang mahirap na 31-taong-gulang na pasyente ng Johns Hopkins Hospital sa Baltimore - isang African-American na babae, ina ng limang anak na pinangalanang Henrietta Lacks, na, na nagdusa mula sa cervical cancer sa loob ng walong buwan at sumailalim sa internal radiation (brachytherapy na ito noong Oktubre 14, 15).

Ilang sandali bago ito, habang sinusubukang gamutin si Henrietta para sa cervical carcinoma, ang dumadating na manggagamot, ang surgeon na si Howard Wilbur Jones, ay kumuha ng sample ng tumor tissue para sa pagsusuri at ipinadala ito sa laboratoryo ng ospital, pagkatapos ay pinamumunuan ni George Otto Gey, isang bachelor of biology.

Ang biologist ay natigilan sa pamamagitan ng biopsy: ang mga selula ng tisyu ay hindi namatay pagkatapos ng inilaang oras bilang isang resulta ng apoptosis, ngunit patuloy na dumami, at sa isang kamangha-manghang bilis. Nagawa ng mananaliksik na ihiwalay ang isang partikular na structural cell at i-multiply ito. Ang mga nagresultang selula ay patuloy na nahati at tumigil sa pagkamatay sa dulo ng mitotic cycle.

At sa lalong madaling panahon pagkatapos ng pagkamatay ng pasyente (na ang pangalan ay hindi isiniwalat, ngunit naka-encrypt bilang pagdadaglat na HeLa), lumitaw ang isang misteryosong kultura ng mga selula ng HeLa.

Sa sandaling naging malinaw na ang mga selula ng HeLa - na magagamit sa labas ng katawan ng tao - ay hindi napapailalim sa naka-program na kamatayan, ang pangangailangan para sa mga ito para sa iba't ibang pag-aaral at mga eksperimento ay nagsimulang lumaki. At ang karagdagang komersyalisasyon ng hindi inaasahang pagtuklas ay nagresulta sa organisasyon ng serial production - para sa pagbebenta ng mga HeLa cell sa maraming mga sentrong pang-agham at laboratoryo.

Gamit ang mga HeLa cells

Noong 1955, ang mga selula ng HeLa ang naging unang mga selula ng tao na na-clone, at ang mga selulang HeLa ay ginamit sa buong mundo upang pag-aralan ang metabolismo ng selula sa kanser; ang proseso ng pagtanda; ang mga sanhi ng AIDS; ang mga katangian ng human papillomavirus at iba pang mga impeksyon sa viral; ang mga epekto ng radiation at mga nakakalason na sangkap; pagmamapa ng gene; pagsubok ng mga bagong pharmaceutical; pagsubok sa mga pampaganda, atbp.

Ayon sa ilang data, ang kultura ng mga mabilis na lumalagong mga cell na ito ay ginamit sa 70-80 libong medikal na pag-aaral sa buong mundo. Humigit-kumulang 20 tonelada ng HeLa cell culture ang itinatanim taun-taon para sa mga pang-agham na pangangailangan, at higit sa 10 libong patent na kinasasangkutan ng mga cell na ito ang nairehistro.

Ang pagpapasikat ng bagong biomaterial ng laboratoryo ay pinadali ng katotohanan na noong 1954 ang HeLa cell strain ay ginamit ng mga Amerikanong virologist upang subukan ang bakunang polio na kanilang binuo.

Sa loob ng mga dekada, malawakang ginagamit ang HeLa cell culture bilang isang simpleng modelo para sa paglikha ng higit pang mga visual na bersyon ng mga kumplikadong biological system. At ang kakayahang mag-clone ng mga walang kamatayang linya ng cell ay nagbibigay-daan para sa paulit-ulit na pagsusuri sa mga genetically identical na mga cell, isang kinakailangan para sa biomedical na pananaliksik.

Sa pinakadulo simula - sa medikal na literatura ng mga taong iyon - ang "tibay" ng mga selulang ito ay nabanggit. Sa katunayan, ang mga selula ng HeLa ay hindi tumitigil sa paghahati kahit sa isang regular na tubo ng pagsubok sa laboratoryo. At ginagawa nila ito nang napaka-agresibo na kung ang mga technician ng lab ay nagpapakita ng kaunting kawalang-ingat, ang mga selula ng HeLa ay tiyak na tatagos sa ibang mga kultura at mahinahong papalitan ang mga orihinal na selula, bilang isang resulta kung saan ang kadalisayan ng mga eksperimento ay lubos na kaduda-dudang.

Sa pamamagitan ng paraan, bilang isang resulta ng isang pag-aaral, na isinagawa noong 1974, ang kakayahan ng mga selula ng HeLa na "kontaminahin" ang iba pang mga linya ng cell sa mga laboratoryo ng mga siyentipiko ay itinatag nang eksperimento.

HeLa cells: ano ang ipinakita ng pananaliksik?

Bakit ganito ang kilos ng mga HeLa cells? Dahil ang mga ito ay hindi normal na mga selula ng malusog na mga tisyu ng katawan, ngunit ang mga selulang tumor na nakuha mula sa isang sample ng tumor na tumor tissue at naglalaman ng mga pathologically altered na gene ng tuloy-tuloy na mitosis ng mga selula ng kanser ng tao. Sa esensya, sila ay mga clone ng mga malignant na selula.

Noong 2013, iniulat ng mga mananaliksik sa European Molecular Biology Laboratory (EMBL) na na-sequence nila ang DNA at RNA sa genome ng Henrietta Lacks gamit ang spectral karyotyping. At nang ikumpara nila ito sa mga selulang HeLa, nalaman nilang may mga kapansin-pansing pagkakaiba sa pagitan ng mga gene sa HeLa at ng mga normal na selula ng tao...

Gayunpaman, kahit na mas maaga, ang pagsusuri ng cytogenetic ng mga cell ng HeLa ay humantong sa pagtuklas ng maraming mga chromosomal aberration at bahagyang genomic hybridization ng mga cell na ito. Ito ay lumabas na ang mga selula ng HeLa ay may hypertriploid (3n+) na karyotype at gumagawa ng mga heterogenous na populasyon ng cell. Bukod dito, higit sa kalahati ng mga naka-clone na selula ng HeLa ay natagpuang may aneuploidy - isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome: 49, 69, 73 at kahit 78 sa halip na 46.

Tulad ng nangyari, ang multipolar, polycentric o multipolar mitoses sa HeLa cells ay kasangkot sa genomic instability ng HeLa phenotype, ang pagkawala ng mga chromosome marker at ang pagbuo ng karagdagang mga abnormalidad sa istruktura. Ang mga ito ay mga kaguluhan sa panahon ng cell division, na humahantong sa pathological segregation ng mga chromosome. Kung ang mitotic bipolarity ng division spindle ay katangian ng malusog na mga selula, pagkatapos ay sa panahon ng paghahati ng isang selula ng kanser, ang isang mas malaking bilang ng mga pole at mga spindle ng dibisyon ay nabuo, at ang parehong mga cell ng anak na babae ay tumatanggap ng ibang bilang ng mga chromosome. At ang multipolarity ng spindle sa panahon ng cell mitosis ay isang katangian na katangian ng mga selula ng kanser.

Ang pag-aaral ng multipolar mitoses sa mga selula ng HeLa, ang mga geneticist ay dumating sa konklusyon na ang buong proseso ng paghahati ng selula ng kanser ay, sa prinsipyo, hindi tama: ang prophase ng mitosis ay mas maikli, at ang pagbuo ng division spindle ay nauuna sa paghahati ng mga kromosom; Nagsisimula rin ang metaphase nang mas maaga, at ang mga chromosome ay walang oras na kunin ang kanilang lugar, na namamahagi ng kanilang mga sarili nang hindi sinasadya. Well, ang bilang ng mga centrosomes ay hindi bababa sa dalawang beses na mas malaki kung kinakailangan.

Kaya, ang karyotype ng HeLa cell ay hindi matatag at maaaring mag-iba nang malaki sa pagitan ng mga laboratoryo. Dahil dito, ang mga resulta ng maraming pag-aaral - dahil sa pagkawala ng genetic na pagkakakilanlan ng cellular na materyal - ay imposible lamang na magparami sa ilalim ng ibang mga kondisyon.

Ang agham ay gumawa ng mahusay na mga hakbang sa kakayahan nitong manipulahin ang mga biological na proseso sa isang kontroladong paraan. Ang pinakabagong halimbawa ay ang paglikha ng isang makatotohanang modelo ng isang cancerous na tumor gamit ang mga HeLa cell gamit ang isang 3-D printer ng isang grupo ng mga mananaliksik mula sa US at China.