HeLa celler

Nesten all forskning innen molekylær biologi, farmakologi, virologi, har genetikk siden begynnelsen av XX-tallet anvendt prøver av de primære levende celler, som er oppnådd fra en levende organisme og dyrket ved forskjellige biokjemiske metoder kan forlenge deres levedyktighet, det vil si muligheten til å dele i laboratoriet. I midten av forrige århundre vitenskapen har HeLa-celler, er utenfor naturlig biologisk død. Og dette tillot mange undersøkelser å bli et gjennombrudd i biologi og medisin.

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

Hvor kom de immortaliserte HeLa-cellene fra?

Historien om utarbeidelse av disse "udødelige" celler (immortalization - evnen til cellene til en uendelig lang divisjon) er assosiert med en dårlig 31-år gammel pasient fra Johns Hopkins Hospital i Baltimore - afrikansk-amerikansk kvinne, Mangler mor til fem barn som heter Henrietta (Henrietta Lacks), som, etter å ha vært syk med kreft livmorhalsen i åtte måneder og bestått intern stråling (brachyterapi), døde på sykehuset 04.10.1951.

Kort tid før dette, forsøker man å Henrietta behandling av livmorhalskreft, lege, kirurg Howard Wilbur Jones, han tok en prøve av svulsten vev til undersøkelse og leveres på et sykehus laboratorium, ledet på det tidspunktet biologi bachelor George Otto homofil.

Biopsi-studier bedøvet biologen: Vevsceller døde ikke i god tid som et resultat av apoptose, men fortsatte å formere seg, og med en overraskende hastighet. Forskeren klarte å sette ut en bestemt strukturell celle og formere den. De resulterende cellene fortsatte å dele og slutte å dø på slutten av den mitotiske syklusen.

Og kort tid etter pasientens død (hvis navn ikke ble oppgitt, men kryptert som en reduksjon av HeLa), oppstod en mystisk HeLa-cellekultur.

Så snart det ble klart at HeLa-celler - tilgjengelig utenfor menneskekroppen - ikke er utsatt for programmert død, begynte etterspørselen etter dem for ulike studier og eksperimenter å vokse. Og videre kommersialisering av det uventede funnet resulterte i organisering av seriell produksjon - for salg av HeLa-celler til en rekke vitenskapelige sentre og laboratorier.

Bruken av HeLa-celler

I 1955 ble HeLa-celler de første klonede humane cellene, og bruken av HeLa-celler begynte over hele verden: i studier av cellemetabolisme i kreft; studerer aldring av celler; årsaker til aids; egenskaper av humant papillomavirus og andre virusinfeksjoner; effekter av stråling og giftige stoffer; gen kartlegging; i studier av nye farmakologiske midler; testing av kosmetikk, etc.

Ifølge enkelte rapporter ble kulturen til disse raskt voksende cellene brukt i 70-80 000 medisinske studier rundt om i verden. Årlig for behovene til naturvitenskap om 20 tonn HeLa-celler dyrkes kultur, mer enn 10 000 patenter er registrert ved deltakelse av disse cellene.

Popularisering av nytt laboratorium biomateriale tilrettelagt av det faktum at i 1954 belastningen av HeLa-celler ble brukt til å teste de amerikanske virologer de utviklet den poliovaksine.

I flere tiår har kulturen av HeLa-celler virket som en enkel modell for å skape mer intuitive varianter av komplekse biologiske systemer. Og evnen til å klone utødelige cellelinjer gjør at du gjentatte ganger kan gjenta tester på genetisk identiske celler, noe som er en forutsetning for biomedisinsk forskning.

I begynnelsen - i den medisinske litteraturen i de årene - ble "utholdenhet" av disse cellene notert. Faktisk stopper HeLa-celler ikke med å dele selv i et konvensjonelt laboratorietestrør. Og de gjør det så aggressivt at teknikere skal vise den minste uforsiktighet, HeLa-celler som kreves for å trenge inn i andre kulturer og stille erstattet de opprinnelige cellene, noe som resulterer i chistata forsøkene er i alvorlig tvil.

For øvrig, som et resultat av en studie, som ble gjennomført i 1974, ble HeLa-cellens evne til å "forurense" andre cellelinjer i forskerlaboratorier eksperimentelt etablert.

HeLa-celler: Hva viste studiene?

Hvorfor oppfører HeLa-celler seg på denne måten? Fordi disse ikke er vanlige celler av sunne kroppsvev, men tumorceller erholdt fra en prøve av et kreftvev og inneholder patologisk endrede gener for kontinuerlig mitose av humane kreftceller. Faktisk er disse kloner av ondartede celler.

I 2013 rapporterte forskere fra Det europeiske laboratoriet for molekylærbiologi (EMBL) at ved å bruke spektral karyotyping, etablerte de en sekvens av DNA og RNA i Henrietta Lax-genomet. Og etter å ha sammenlignet med HeLa-celler, var vi overbevist om: mellom HeLa-gener og normale humane celler, slående forskjeller ...

Men enda tidligere førte cytogenetisk analyse av HeLa-celler til oppdagelsen av mange kromosomale aberrasjoner og delvis genomisk hybridisering av disse cellene. Det ble funnet at HeLa-celler har hypertriploid (3n +) karyotype og produserer heterogene cellepopulasjoner. Mer enn halvparten av klonte HeLa-celler har aneuploidi - en endring i antall kromosomer: 49, 69, 73 og til og med 78 i stedet for 46.

Som det viste seg, til genomiske ustabilitet fenotyper HeLa, tap av kromosomer og dannelse av ytterligere markører strukturelle uregelmessigheter som er involvert flerpolet, polysentriske eller multipolar mitose i HeLa-celler. Dette er et brudd under celledeling, som fører til patologisk segregering av kromosomer. Hvis zdoroayh cellene karakterisert mitotisk spindel bipolaritet, under delingen av kreftceller danner et stort antall poler og spindelen, og de to dattercellene mottar et annet antall kromosomer. Og spolens multipolaritet med mitose av celler er et karakteristisk trekk ved kreftceller.

Studerer multipolar mitose i HeLa-celler, Genetics konkluderte med at hele prosessen med å dele kreftceller, i prinsippet, er feil: prophase av mitose kortere og spindeldannelse forut for oppdeling av kromosomer; metafasen begynner også tidligere, og kromosomene har ikke tid til å ta sin plass, blir distribuert tilfeldig. Vel, centrosomer er minst dobbelt så mye som trengs.

Karyotypen av HeLa-cellen er således ustabil og kan variere dramatisk i forskjellige laboratorier. Følgelig kan resultatene av mange studier - i forhold til tap av den genetiske identiteten til cellulært materiale - ikke gjengis i andre forhold.

Vitenskapen har gjort store fremskritt på grunn av evnen til å manipulere biologiske prosesser på en kontrollert måte. Det siste åpenbare eksempelet er opprettelsen av en gruppe forskere fra USA og Kina ved hjelp av en 3-D-skriver av en realistisk modell av kreftformet tumor ved hjelp av HeLa-celler.