Henrietta Lacks ir jos nemirtingos ląstelės. Pirmasis ir vienintelis nemirtingas žmogus Gela vėžio ląstelės

06.03.2020 -

MASKVA, rugpjūčio 7 d. – RIA Novosti.„Nemirtingų“ HeLa vėžio ląstelių genomo sekos nustatymas, kurį mokslininkai naudoja įvairioms ligoms tirti ir vaistams tirti, sukėlė ginčų, kai mokslininkai išplatino stenogramą visuomenei, teigiama žurnale „Nature“ paskelbtame straipsnyje.

Ši istorija gali paskatinti Amerikos įstatymų pakeitimus ir sudaryti sąlygas naudoti žmogaus biologinius audinius moksliniai tyrimai griežtesnė, mano leidinio autoriai.

nemirtingos ląstelės

1951 m. Johns Hopkins ligoninės Baltimorėje, Merilando valstijoje, JAV gydytojai paėmė auglio mėginį iš gimdos kaklelio vėžiu sergančios afroamerikietės Henrietos Lacks. Lax mirė nuo vėžio, o iš jos ląstelių atsirado pirmoji „nemirtinga“ žmogaus ląstelių linija, žinoma kaip HeLa. Iki tol visi bandymai auginti žmogaus ląsteles kultūroje baigdavosi jų mirtimi, o HeLa gyvuoja iki šiol.

Šios ląstelės tapo „bandymų poligonu“ daugybei tyrimų visame pasaulyje, kurie prasidėjo nuo poliomielito vakcinos bandymų. Su jų pagalba jie tiria vėžį, AIDS ir daugelį kitų ligų, taip pat radiacijos ir toksinių medžiagų poveikį žmogaus ląstelėms. 1960 metais „HeLa“ iškeliavo į kosmosą sovietiniu palydovu. Dabar apie juos paminėta apie 74 tūkstančius mokslinių straipsnių.

Hela genomo iššifravimas

2013 metais dvi mokslininkų grupės iššifravo „nemirtingų“ ląstelių genomą. Pirmieji tai padarė vokiečių mokslininkai, vadovaujami Larso Steinmetzo iš Europos molekulinės biologijos laboratorijos Heidelberge, Vokietijoje. Išanalizavę duomenis, jie nustatė, kad HeLa genomas gerokai skiriasi nuo įprastų žmogaus ląstelių genomo: jose daug mutacijų, papildomų genų kopijų ir persitvarkymų. Taip yra iš dalies dėl to, kad HeLa ląstelės yra vėžinės, o dalis pakitimų susikaupė per ilgus auginimo laboratorijoje metus.

JAV Aukščiausiasis Teismas uždraudžia patentuoti žmogaus genomąNatūraliai atsiradusi DNR yra „gamtos kūrinys ir negali būti patentuotas, nes buvo izoliuotas“, nurodė teismas.

Tada mokslininkų grupė iš Vašingtono universiteto Sietle (JAV), vadovaujama Jay Shendure'o, taip pat sudarė HeLa genomo nuorašą ir nustatė priežastį, kodėl Luxas susirgo vėžiu. Jie tyrinėjo žmogaus papilomos viruso genų įtraukimą į HeLa genomą. Šis virusas pats turi aibę genų, kurie prisideda prie vėžio išsivystymo, be to, jis yra integruotas šalia onkogeno, kurio mutacijos lemia vėžinių navikų vystymąsi. Mokslininkai mano, kad papilomos viruso genų artumas prie onkogeno buvo priežastis, dėl kurios išsivystė labai agresyvi forma vėžys.

„Tai tikriausiai yra pats blogiausias scenarijus, kaip papilomos virusas galėjo integruotis į jos genomą“, – sakė vienas iš tyrimo autorių Andrew Adey (Andrew Adey) iš Vašingtono universiteto.

Tyrimas be leidimo

XX amžiaus viduryje mokslininkams nereikėjo nei pačios Henrietos, nei jos artimųjų leidimo naudoti ląsteles tyrimuose. Štai kodėl ilgam laikui Lackų šeimos nariai nežinojo apie Henrietos ląstelių vaidmenį mokslo raidoje. Tačiau sužinoję apie HeLa ląstelių panaudojimą tyrimuose, jos artimieji pasipiktino, kad visa tai vyksta jiems nežinant.

2012 m. kovo mėn., kai Steinmetzas ir jo kolegos paskelbė HeLa ląstelės genomo dekodavimą mokslo bendruomenei prieinamose duomenų bazėse, ši tema sulaukė naujo plėtros etapo.

Genomų dekodavimo rezultatai paprasti žmonės negali būti skelbiami kartu su savo asmens duomenimis. Tačiau HeLa atveju mokslininkai nepažeidė jokių įstatymų ir neįžvelgė nieko smerktino: šios ląstelės jau seniai tapo žinomu tyrimų objektu. Tačiau Lackų šeima pasipiktino. Nors HeLa skiriasi nuo sveikų žmogaus ląstelių, jos gali atskleisti kai kuriuos šeimos paveldimus bruožus. Genomo seka buvo pašalinta iš duomenų bazių, tačiau tai neišsprendė problemos.

HeLa ląstelės genomo tyrimo, kurį atliko Shendur grupė, rezultatai buvo priimti publikuoti žurnale Nature. Tai reiškia, kad privaloma skelbti tyrimo duomenis. HeLa genomo dekodavimo konfidencialumo problema vėl tapo aktuali.

Norėdami rasti išeitį iš šios situacijos, JAV nacionalinio sveikatos instituto direktorius Francisas Collinsas ir direktoriaus pavaduotoja Kathy Hudson susitiko su Lacksų šeimos atstovais. Kartu jie nusprendė paskelbti HeLa genomo nuorašą, apribodami prieigą prie jo. Mokslininkai, norintys pamatyti šiuos duomenis, turės susisiekti su Nacionaliniais sveikatos institutais, kur bus svarstomas jų prašymas, įskaitant Lacksų šeimos atstovus. Tokiu būdu Trūkai žinos, kas ir kokiais tikslais naudoja šiuos duomenis bei galės nustatyti jų naudojimo sąlygas. Shendur tyrimas buvo pirmasis, kuris buvo paskelbtas gavus lakų sutikimą.

Žinoma, išlieka galimybė atkurti HeLa genomą iš duomenų, paskelbtų per ilgus ląstelių tyrimų metus, arba dar kartą iššifruoti ir vėl paskelbti internete. JAV nacionaliniai sveikatos institutai negalės daryti įtakos tiems tyrėjams, kurių darbo nefinansuoja, rašo instituto vadovai tame pačiame „Nature“ numeryje, kuriame buvo publikuotas Shendur tyrimas. Tačiau jie paragino mokslo bendruomenę gerbti Lacksų šeimos teises.

Teisės aktų pakeitimai

Šis atvejis yra unikalus, pabrėžia Nacionalinių sveikatos institutų lyderystę, todėl svarstomas individualiai. Tačiau jis atkreipė visuomenės dėmesį į biologinių mėginių panaudojimo sąlygas moksliniams tyrimams.

Dabartiniai JAV įstatymai suteikia galimybę gauti remiantis tokiu pavyzdžiu pilnas nuorašasžmogaus genomą be jo žinios. Vienintelis apribojimas – pavyzdys turi būti anoniminis. Tačiau kompiuterinio duomenų apdorojimo amžiuje tokia apsauga yra labai sąlyginė, pripažįsta Nacionalinio sveikatos instituto vadovybė.

„Be to, mokslininkų ir tyrimo dalyvių santykiai vystosi: prašyme dėl leidimo pabrėžiama, kad dalyviai yra (mokslininkų) partneriai, o ne tik tyrimo objektas“, – rašo Collinsas ir Hudsonas.

Dabar Nacionalinių sveikatos institutų vadovybė rengia pasiūlymus dėl JAV įstatymų pataisų. Jei šie pakeitimai bus priimti, mokslininkai turės gauti biologinių audinių „donorų“ leidimą naudoti medžiagą, nepaisant tyrimo anonimiškumo.

Laboratorijoje išaugintos žmogaus ląstelių kultūros dažnai naudojamos biomedicininiams tyrimams ir kuriant naujus gydymo būdus. Tarp daugelio ląstelių linijų viena iš geriausiai žinomų yra HeLa, gimdos endotelio ląstelės. Šios ląstelės, imituojančios supaprastintą „žmogų“. laboratoriniai tyrimai, yra „amžini“ – gali dalytis neribotai, ištverti dešimtmečius šaldiklyje, gali būti skirstomi į dalis skirtingomis proporcijomis. Savo paviršiuje jie turi gana universalų receptorių rinkinį, kuris leidžia juos panaudoti tiriant įvairių citokinų veikimą; jie nėra labai įnoringi auginant; jie labai gerai toleruoja šaldymą ir konservavimą. Šios ląstelės į didelį mokslą pateko gana netikėtai. Jie buvo paimti iš moters, vardu Henrietta Lacks, kuri netrukus mirė. Pažvelkime į visą istoriją atidžiau.

Henrietta Lacks

1 pav. Henrietta Lacks su vyru Davidu.

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

Kol Henrietta buvo Hopkinso ligoninėje, gydantis gydytojas nusiuntė jos auglį (gimdos kaklelio biopsiją) ištirti George'ui Gay ( Džordžas Gejus) yra Hopkinso ligoninės audinių ląstelių tyrimų laboratorijos vadovas. Prisiminkite, kad tuo metu ląstelių kultivavimas už kūno buvo tik formavimosi stadijoje, o pagrindinė problema buvo iš anksto nulemta ląstelių mirtis – po tam tikro skaičiaus dalijimų mirė visa ląstelių linija.

Paaiškėjo, kad ląstelės, pavadintos „HeLa“ (Henrietos Lacks vardo ir pavardės akronimas), dauginosi dvigubai greičiau nei ląstelės iš normalių audinių. To niekada nebuvo nutikę su jokiomis kitomis ląstelėmis. in vitro. Be to, transformacija padarė šias ląsteles nemirtingas – jos išjungė augimo slopinimo programą po tam tikro dalijimų skaičiaus. Tai atvėrė precedento neturinčias perspektyvas biologijoje.

Iš tiesų, niekada anksčiau mokslininkai negalėjo laikyti ląstelių kultūrų rezultatų tokiais patikimais: anksčiau visi eksperimentai buvo atliekami su nevienalytėmis ląstelių linijomis, kurios ilgainiui mirė – kartais dar nespėjus gauti jokių rezultatų. Ir tada mokslininkai gavo pirmąjį stabilų ir lygų amžinas(!) Ląstelių linija, adekvačiai imituojanti organizmo esmę. 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.

Taip atsitiko, kad Henrietta mirė tą pačią dieną, kai George'as Gay'us, laikydamas mėgintuvėlį su savo ląstelėmis rankose, kalbėjo per televizijos kameras ir paskelbė, kad prasidėjo nauja medicinos tyrimų era – naujų perspektyvų ieškant narkotikai ir gyvenimo studijos.

Kodėl jos ląstelės tokios svarbios?

be narvų HeLa linijos būtų buvę neįmanoma sukurti Jono Salko sukurtos vakcinos nuo poliomielito ( Jonas Salkas). Beje, Salkas buvo taip įsitikinęs gautos vakcinos (susilpninto poliomielito viruso) saugumu, kad norėdamas įrodyti savo vaisto patikimumą, pirmiausia vakciną suleido sau, žmonai ir trims vaikams.

Nuo Henrietos Lacks mirties jos auglio ląstelės buvo nuolat naudojamos tiriant ligas, tokias kaip vėžys, AIDS, tiriant radiacijos ir toksinių medžiagų poveikį, rengiant genetinius žemėlapius ir daugybei kitų mokslinių užduočių. Biomedicinos pasaulyje HeLa ląstelės tapo tokios pat žinomos kaip laboratorinės žiurkės ir Petri lėkštelės. 1960 m. gruodį HeLa ląstelės pirmosios išskrido į kosmosą sovietiniu palydovu. Beje, net ir šiandien stebina sovietinių genetikų kosmose atliktų eksperimentų mastai (žr. šoninę juostą).

Rezultatai parodė, kad HeLa gerai jaučiasi ne tik antžeminėmis sąlygomis, bet ir nesvarumo būsenoje. Nuo tada HeLa buvo naudojamas klonavimui (preliminarūs branduolio perdavimo eksperimentai prieš klonuojant garsiąją avelę Dolly buvo atlikti HeLa), genetiniams žemėlapiams sudaryti, dirbtiniam apvaisinimui ir tūkstančiams kitų tyrimų (žr. 2 pav. ).

Kosminė genetika SSRS

Trečiajame erdvėlaivyje-palydove (1960-12-01) skrido dar daugiau gyvų objektų: du šunys - Pchelka ir Mushka, du jūrų kiaulytės, dvi baltos laboratorinės žiurkės, 14 juodųjų C57 linijos pelių, septynios hibridinės pelės iš CBA ir C57 pelių ir penkios baltos išvedžiotos pelės. Ten buvo dedamos šešios kolbos su labai kintamomis ir septynios kolbos su mažai kintančiomis Drosophila linijomis, taip pat šešios kolbos su hibridais. Be to, dvi kolbos su muselėmis buvo padengtos papildoma apsauga - 5 g/cm 2 storio švino sluoksniu. Be to, laivas gabeno žirnių, kviečių, kukurūzų, grikių, arklio pupų sėklas. Specialiame dėkle skraidė svogūnų ir nigelų sėklų daigai. Laive buvo keli mėgintuvėliai su aktinomicetais, ampulės su žmogaus audinių kultūra termostate ir už termostato ribų, šeši mėgintuvėliai su chlorela skystoje terpėje. Ebonito kasetėse buvo sandarios ampulės su Escherichia coli bakterijų kultūra ir dviejų tipų fagais – T3 ir T4. Specialiuose prietaisuose buvo HeLa ląstelių kultūra, žmogaus plaučių amniono audinys, fibroblastai, ląstelės kaulų čiulpai triušis, taip pat indas su kiaušinėliais ir varlių sperma. Taip pat buvo dedamos įvairios tabako mozaikos virusų ir gripo virusų padermės.

Iš N. Delaunay straipsnio „Kosmoso genetikos ištakose“ („Mokslas ir gyvenimas“, 2008 m. Nr. 4).

Už mokslo ribų...

3 pav. HeLa ląstelės po skenuojančiu mikroskopu pseudospalvomis.

Steve'as Gschmeissneris/Science Photo Library

Pačios Henriettos Lacks tapatybė ilgą laiką nebuvo reklamuojama. Daktaras Gay tikrai žinojo apie HeLa ląstelių kilmę, tačiau jis manė, kad šiuo klausimu konfidencialumas yra prioritetas, ir daugelį metų Lacks šeima nežinojo, kad būtent jos ląstelės išgarsėjo visame pasaulyje. Po daktaro Gėjaus mirties 1970 m. paslaptis buvo atskleista. Tai atsitiko tokiu būdu. Prisiminkite, kad sterilumo standartai ir darbo su ląstelių linijomis metodai buvo tik ankstyvoje stadijoje, o kai kurios klaidos pasirodė tik po metų. Taigi, kalbant apie HeLa ląsteles, po 25 metų mokslininkai nustatė, kad daugelis ląstelių kultūrų, kilusių iš kitų tipų audinių, įskaitant pieno liaukų ląsteles ir prostatos s, pasirodė užkrėsti agresyvesnėmis ir atkaklesnėmis HeLa ląstelėmis. Paaiškėjo, kad HeLa gali judėti su dulkių dalelėmis ore arba ant nepakankamai nuplautų rankų ir įsitvirtinti kitų ląstelių kultūrose. Tai sukėlė didelį skandalą. Tikėdamiesi išspręsti problemą genotipų nustatymo būdu (genomo sekos nustatymas, mes prisimename, dar nebuvo išrastas), viena mokslininkų grupė susekė Henrietos giminaičius ir paprašė duoti jiems šeimos DNR pavyzdžius, kad būtų galima nustatyti genus. Taip paslaptis paaiškėjo.

Beje, dabar amerikiečiams didesnį nerimą kelia tai, kad Henrietos šeima negavo kompensacijos už HeLa ląstelių panaudojimą be donoro sutikimo. Be to, iki šiol šeima gyvena ne itin gerose gerovėse, o materialinė pagalba labai praverstų. Bet visi prašymai bėga į tuščią sieną – jau seniai nėra respondentų, ir Medicinos akademija ir kitos mokslinės struktūros nenori tęsti pokalbio ...

Tikras nemirtingumas?

piktybinis navikas, kuris nužudė Henrietą, padarė jos ląsteles potencialiai nemirtingomis. Ar ši moteris norėjo nemirtingumo? Ir ar ji gavo? Palyginus pirmąją ir paskutinę šio straipsnio nuotraukas, apima jausmas, kaip mokslinės fantastikos romane - gyvo žmogaus dalis, dirbtinai padauginta, ištveria milijonus išbandymų, „paragauja“ visus vaistus, kol patenka į vaistinę. , yra sudraskyta iki pačių blogiausių dalykų. Visame pasaulyje yra molekulinių biologų pamatai...

Žinoma, visa tai neturi nieko bendra su „gyvenimu po gyvenimo“. Nepripažįstame, kad HeLa kamerose, ištisus metus po laboratorijų laminarais kankinamose nepasotinamų abiturientų, yra bent dalelė nelaimingos jaunos moters sielos. Nepaisant to, noriu pagerbti šios moters atminimą, nes jos nevalingas indėlis į mediciną yra neįkainojamas – po jos likusios ląstelės išgelbėjo ir toliau gelbsti gyvybes daugiau, nei gali padaryti bet kuris gydytojas.

Literatūra

Zielinski S. (2010). Henrietta Lacks „nemirtingos“ ląstelės. Smithsonian žurnalas;
Smithas V. (2002). Stebuklinga moteris. Baltimorės miesto laikraštis.

Šios ląstelės į didelį mokslą pateko gana netikėtai. Jie buvo paimti iš moters, vardu Henrietta Lacks, kuri netrukus mirė. Tačiau ją pražudžiusio auglio ląstelių kultūra pasirodė esanti nepakeičiama priemonė mokslininkams.

Laboratorijoje išaugintos žmogaus ląstelių kultūros dažnai naudojamos biomedicininiams tyrimams ir kuriant naujus gydymo būdus. Tarp daugelio ląstelių linijų viena garsiausių yra HeLa. Šios ląstelės imituoja žmogaus kūną in vitro(„in vitro“), „amžinas“ – gali dalytis neribotą laiką, tyrimų, naudojant juos, rezultatai patikimai atkuriami skirtingose laboratorijose. Jų paviršiuje yra gana universalus receptorių rinkinys, leidžiantis juos naudoti tiriant įvairių medžiagų, nuo paprastų neorganinių iki baltymų ir nukleino rūgštys; jie yra nepretenzingi auginant ir gerai toleruoja šaldymą bei konservavimą.

Henrietta Lacks

Henrietta Lacks buvo graži juodaodė amerikietė. ( Wild_Katze Pastaba: ji iš tikrųjų buvo afroamerikietė, 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 Johns Hopkins ligoninę – jai nerimavo keistos išskyros, kurias periodiškai rasdavo ant apatinių. Medikų diagnozė buvo baisi ir negailestinga – gimdos kaklelio vėžys. Po aštuonių mėnesių, nepaisant operacijos ir radioterapijos, ji mirė. Jai buvo 31 metai.

Kol Henrietta buvo Hopkinse, gydantis gydytojas išsiuntė naviko ląsteles iš biopsijos ištirti Hopkinso audinių ląstelių tyrimų laboratorijos vadovui George'ui Gay'ui. Tuo metu ląstelių kultivavimas už kūno ribų buvo tik formavimosi stadijoje, o pagrindinė problema buvo neišvengiama ląstelių mirtis – po tam tikro dalijimų skaičiaus žuvo visa ląstelių linija.

Paaiškėjo, kad ląstelės, pavadintos „HeLa“ (Henretos Laks vardo ir pavardės akronimas), dauginosi daug greičiau nei ląstelės iš normalių audinių. Be to, piktybinė transformacija padarė šias ląsteles nemirtingas – jos išjungė augimo slopinimo programą po tam tikro padalijimų skaičiaus. In vitro to dar niekada nebuvo nutikę su jokiomis kitomis ląstelėmis. Tai atvėrė precedento neturinčias perspektyvas biologijoje.

Iš tiesų iki šiol mokslininkai negalėjo laikyti, kad rezultatai, gauti naudojant ląstelių kultūras, yra visiškai patikimi: visi eksperimentai buvo atlikti su nevienalytėmis ląstelių linijomis, kurios ilgainiui mirė – kartais net nespėjus gauti jokių rezultatų. Ir tada mokslininkai tapo pirmosios stabilios ir net amžinos (!) ląstelių linijos, adekvačiai imituojančios organizmo 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 Henrietos Lacks indėlis į mediciną yra neįkainojamas: po jos mirties likusios ląstelės daugiau nei pusę amžiaus gelbsti žmonių gyvybes.

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

Kodėl jos ląstelės tokios svarbios?

Ir jis buvo teisus. Ląstelių linija, kuri yra 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. Henrietta Lacks ląstelės buvo pirmosios nemirtingos žmogaus ląstelės, kurios kada nors buvo auginamos dirbtinėje maistinėje terpėje. HeLa išmokė tyrėjus kultivuoti šimtus kitų vėžio ląstelių linijų. Ir nors pastaraisiais metais prioritetas šioje srityje buvo perkeltas į normalių audinių ląstelių kultūras ir indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles (už suaugusio organizmo ląstelių grąžinimo į embrioninę būseną metodo atradimą, japonų mokslininkė Shinya Yamanaka gavo Nobelio premija 2012 m. fiziologijoje arba medicinoje), tačiau vėžio ląstelės išlieka pripažintu biomedicininių tyrimų standartu. Pagrindinis HeLa privalumas yra jos nesustabdomas augimas paprastose maistinėse terpėse, kurios leidžia atlikti didelio masto tyrimus minimaliomis sąnaudomis.
(Pastaba Wild_Katze: apibrėžimas iš wiki "Pluripotencija (angl. Pluripotency iš lot. pluralis - daugiskaita, potentia - jėga, galia, galimybė, in plačiąja prasme gali būti išverstas kaip „plėtros pagal skirtingus scenarijus galimybė“). AT biologines sistemasšis terminas reiškia ląstelių biologija ir biologiniai junginiai. Pluripotentinės ląstelės gali diferencijuotis į visų tipų ląsteles, išskyrus neembrioninių organų ląsteles (placentą ir trynio maišelį).)

HeLa ląstelės nufotografuotos elektroniniu mikroskopu (maždaug 1000 kartų padidinimas)

Nuo Henrietos Lacks mirties jos naviko ląstelės buvo nuolat naudojamos tiriant daugelio ląstelių vystymosi molekulinius modelius. įvairių ligų, įskaitant vėžį ir AIDS, ištirti radiacijos ir toksinių medžiagų poveikį, sudaryti genetinius žemėlapius ir atlikti daugybę kitų mokslinių užduočių. 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 stebina sovietų genetikų kosmose atliktų eksperimentų mastai. Rezultatai parodė, kad HeLa gerai jaučiasi ne tik antžeminėmis sąlygomis, bet ir nesvarumo būsenoje.

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

Nuo tada HeLa taip pat buvo naudojamas klonavimui (preliminarūs transplantacijos eksperimentai ląstelių branduoliai prieš klonuojant garsiąsias Dolly avis buvo atliktas HeLa), išbandyti dirbtinio apvaisinimo metodus ir tūkstančius kitų tyrimų (kai kurie iš jų išvardyti lentelėje).

Keturi eksperimento etapai

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

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

2. Netransformuotos trumpaamžės ląstelių linijos – odos ląstelės, kraujo ląstelės ir tt Su jomis dirbti daug sunkiau, jos greitai žūva, tačiau jei eksperimentas bus baigtas HeLa, mokslininkai žino, ko ir kur ieškoti ir negaiškite laiko plačiajai paieškai.

3. Modeliniai organizmai – pelės, žiurkės, beždžionės. Čia jau eksperimentai trunka mėnesius ir kainuoja eilėmis brangiau. Tačiau tai yra privalomas žingsnis prieš bandant galimus vaistus arba tiriant žmonių ligų priežastis žmonėms.

4. Daugiapakopis klinikiniai tyrimai ant žmonių.

Už mokslo ribų...

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, o Lacksų šeima daug metų nežinojo, kad Henrietos ląstelės išgarsėjo visame pasaulyje. Paslaptis buvo atskleista tik po daktaro Gėjaus mirties 1970 m.

Prisiminkite, kad sterilumo standartai ir darbo su ląstelių linijomis metodai tuo metu buvo tik kūdikystėje, o kai kurios klaidos iškilo 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 judėti su dulkių dalelėmis ore arba ant nepakankamai kruopščiai nuplautų rankų ir įsitvirtinti kitų ląstelių kultūrose. Tai sukėlė didelį skandalą. Tikėjimasis problemą išspręsti genotipų nustatymu (sekvenavimas – pilnas genomo nuskaitymas – tuo metu dar buvo planuojamas kaip grandiozinis tarptautinis projektas), viena mokslininkų komanda susekė Henrietos giminaičius ir paprašė šeimos DNR mėginių, kad galėtų nustatyti genus. Taip paslaptis paaiškėjo.
(Wild_Katze pastaba: Nereikėtų bijoti, kad galite užsikrėsti HeLa ląstelėmis, skraidančiomis ore ar ant nepakankamai kruopščiai nuplautų rankų, nes šios ląstelės nekontroliuojamai auga ne bet kur ir bet kokiomis sąlygomis, o dirbtinėje mitybinėje terpėje tam tikromis ląstelių auginimo sąlygomis. .)

Beje, amerikiečiams vis dar didesnį nerimą kelia tai, kad Henrietos šeima negavo kompensacijos už HeLa ląstelių panaudojimą be donoro sutikimo. Iki šiol šeima gyvena ne itin gerose gerovėse, labai praverstų materialinė pagalba. Tačiau visi prašymai bėga į tuščią sieną – ilgą laiką nėra respondentų, o Medicinos akademija ir kitos mokslo struktūros, nuspėjama, nenori diskutuoti šia tema.

Pomirtinis gyvų ląstelių išnaudojimas

2013 metų kovo 11 dieną žibalo į ugnį įpylė naujas leidinys, kuriame pristatomi HeLa ląstelių linijos viso genomo sekos nustatymo rezultatai. Vėlgi, eksperimentas buvo atliktas be Henrietos palikuonių sutikimo, o po trumpų etinių debatų visa prieiga prie genominės informacijos buvo apribota profesionalams. Tačiau pilnas HeLa genomo sekos nustatymas yra labai svarbus būsimam darbui, leidžiantis ląstelių liniją naudoti būsimuose genominiuose projektuose.
(Wild_Katze pastaba: seka yra nukleorūgščių sekos genome (DNR) nustatymo rezultatas.)

Tikras nemirtingumas?

Piktybinis auglys, nužudęs Henrietą, padarė jos ląsteles potencialiai nemirtingas. Ar ši moteris norėjo nemirtingumo? Ir ar ji gavo? Gerai pagalvojus, kyla fantastiškas jausmas - dalis gyvo žmogaus, dirbtinai padauginta, ištveria milijonus bandymų, „paragauja“ visus vaistus, kol nepatenka į bandymus su gyvūnais, yra suplėšyta iki pat pamatų viso pasaulio molekulinių biologų. ...

Mobiliojo ryšio čempionai

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, dėl infekcijos padidėjo daugelio ląstelių augimo reguliatorių, tokių kaip telomerazės genai (ląstelių mirties reguliatorius) ir c-Myc (daugelio baltymų sintezės aktyvumo reguliatorius), aktyvumas. Dėl šių unikalių (ir atsitiktinių) pokyčių HeLa ląstelės tapo greičiausiai augančiomis ir atspariausiomis net iš šimtų kitų vėžio ląstelių linijų. Be to, dėl to atsiradę genomo pokyčiai buvo labai stabilūs ir laboratorinėmis sąlygomis per pastaruosius metus nepakito.

Žinoma, visa tai neturi nieko bendra su „gyvenimu po gyvenimo“. Kvaila manyti, kad HeLa ląstelėse, nuolat kamuojamose nepasotinamų mokslininkų, slypi bent dalis nelaimingos jaunos moters sielos. Be to, šios ląstelės gali būti laikomos tik iš dalies žmonėmis. Kiekvienos HeLa ląstelės branduolyje yra nuo 76 iki 82 chromosomų dėl piktybinių navikų metu įvykusios transformacijos (normaliose žmogaus ląstelėse yra 46 chromosomos), o ši poliploidija periodiškai sukelia ginčus dėl HeLa ląstelių tinkamumo žmogaus fiziologijos modeliu. Net buvo pasiūlyta šias ląsteles išskirti į atskiras, artimas žmogui natūra paskambino Helacyton gartleri, Stenlio Gartlerio, kuris tyrinėjo 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 tiek išlieka žmogaus ląstelėmis: visi jų genai ir biologinės molekulės atitinka žmogaus, o molekulinė sąveika didžiąja dalimi atvejų yra identiška sveikų ląstelių biocheminiams keliams. Antra, poliploidija daro šią liniją patogesnę genominiams tyrimams, nes padidėja genetinės medžiagos kiekis vienoje ląstelėje, 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: po jos likusios ląstelės buvo išsaugotos ir tebesaugomos. daugiau gyvybių nei gali padaryti bet kuris gydytojas.

Vienu nuostabiausių ir svarbiausių įvykių per visą medicinos ir mikrobiologijos istoriją pagrįstai galima laikyti iš pažiūros niekuo neišsiskiriančios afroamerikietės Henriettos Lacks gyvenimą ir mirtį. Ji gimė JAV 1920 m didelė šeima, netrukus mirė jos mama, o ją kartu su devyniais broliais ir seserimis užaugino vienas tėvas, kuris šeimą perkėlė pas gimines.

Pirmą kartą Henrietta tapo mama būdama 12 metų ir pagimdė pirmąjį bei keturis vėlesnius savo vaikus. pusbrolis. Būdama 14 metų ji ištekėjo už jo, jau turėdama du vaikus, o kitus penkiolika metų gyveno visiškai įprastą gyvenimą, žinoma, pritaikytą prie to meto gana sunkios afroamerikiečių padėties Amerikoje. Per tą laiką ji susilaukė dar trijų vaikų, tačiau sulaukusi 30 metų ji pastebėjo sistemingas išskyras iš apatinių drabužių, dėl kurių ji kreipėsi į Johns Hopkins ligoninę.

HeLa ląstelių tyrimas

Atlikus tyrimus paaiškėjo, kad Henrietta susirgo gimdos kaklelio vėžiu, kurį paūmėjo papilomos virusas. Nenuostabu, kad nepaisant viso siūlomo gydymo, Henrietta mirė po 8 mėnesių. Tačiau jos istorija tuo nesibaigė, o atvirkščiai. Faktas yra tas, kad net Henrietos gyvenimo metu jos gydantis gydytojas dalį jos vėžinio naviko ląstelių perdavė vietos audinių ląstelių tyrimų skyriaus vadovui George'ui Guy'ui. Ir būtent jis atkreipė dėmesį į unikalią Henrietos ląstelių prigimtį, nes iš tikrųjų jos buvo nemirtingos.

Faktas yra tas, kad paprastos ląstelės Žmogaus kūnas ir kiti gyvi organizmai turi tam tikrą baigtinį padalijimų skaičių, vadinamąją Hayflicko ribą. Taip yra dėl to, kad dalijimosi procese ląstelių chromosomų galuose telomerai nuolat mažėja, kol ląstelė visiškai praranda gebėjimą dalytis. Tačiau daugumoje ląstelių ribinis padalijimų skaičius yra skirtingas Žmogaus kūnas daugiausiai – 52 divizijos.

Tuo pačiu metu Henrietta Lacks ląstelės neturėjo Hayflick ribos ir galėjo neribotą laiką dalytis maistiniame tirpale. Tiesą sakant, taip nutinka todėl, kad vėžiniai navikai Gana dažnai augimo metu gaminasi telomerazė – specialus fermentas, leidžiantis telomerams nuolat išlaikyti pradinį dydį ir nesumažėti. Be to, Henrietos ląstelės puikiai prisitaikė prie beveik bet kokios aplinkos ir dalijasi daug greičiau nei dauguma vėžio ląstelių. Taip pat verta paminėti, kad vėžio ląstelės, vėliau pavadintos HeLa (donoro santrumpa), turi nenormalų kariotipą ir jei ląstelės paprastas žmogus yra 46 chromosomos, HeLa ląstelėse šis skaičius svyruoja nuo 49 iki 78 chromosomų, o tai savaime labai domina mokslą.

Nemirtingų ląstelių naudojimas

Gavęs savo žinioje tokias unikalias ląsteles, George'as Guy'us greitai suprato jų potencialą ir pradėjo kurti sąlygas jų masiniam padalijimui ir vystymuisi. Faktas yra tas, kad Guy tyrimų skyrius, kaip ir daugelis kitų mokslo institucijose visame pasaulyje daugiau nei 10 metų aktyviai dirbo kurdami ląstelių linijas, kurioms atlikti reikėjo tiesiog didžiulio kiekio medicininiai tyrimai. Tačiau iki HeLa ląstelių atsiradimo visos pastangos buvo bergždžios, Hayflick ribos įveikti nepavyko, ląstelių auginimo procesas buvo ilgas, o jų transportavimas tapo tikra problema. Tuo pat metu Henrietta Lacks ląstelės leido akimirksniu padaryti tikrą proveržį medicinoje ir mikrobiologijoje, nes viso pasaulio mokslininkai gavo be galo daug medžiagos, su kuria galėtų dirbti.

Visų pirma, šios ląstelės leido sukurti vakciną nuo tuo metu Amerikoje siautėjusio poliomielito. Tuo metu, kai atsirado HeLa ląstelės, vakciną nuo jo jau buvo sukūręs Jonas Salkas, tačiau be daugybės tyrimų jis tiesiog negalėjo jos panaudoti gyviems žmonėms. Na, kadangi HeLa ląstelės buvo daug jautresnės poliomielito virusui, tinkamos medžiagos klausimas buvo visiškai išspręstas.

Žinoma, poreikis dideliais kiekiais tyrimų medžiaga paskatino Guy'us spręsti masinės šių ląstelių gamybos ir jų transportavimo klausimus. Kaip netrukus paaiškėjo, HeLa ląstelės aplinkai pasirodė labai nereiklios. Jei paprastos ląstelės gali augti tik maistinio tirpalo ir oro terpės sandūroje, sudarydamos plėvelę, tai HeLa ląstelės tyliai vystosi bet kokiame maistinės terpės tūryje, todėl jų gamyba yra daug kartų pigesnė. Be to, po kelių bandymų ir bandymų paaiškėjo, kad tokių ląstelių transportavimas nėra didelė problema, nes jos pasirodė daug atsparesnės ir atsparesnės įvairioms temperatūroms ir kitoms sąlygoms. išorinis veiksnys. Dėl to HeLa ląstelės buvo pradėtos gabenti paštu, o anksčiau paprastos ląstelės buvo gabenamos į specialios sąlygos lėktuvuose, nes laiko faktorius suvaidino labai didelį vaidmenį.

HeLa ląstelės egzistuoja ir vis dar naudojamos, tačiau kadangi jos buvo daug kartų atskirtos, iš karto yra kelios šakos, kurios turi skirtingos savybės ir funkcijos. Šios ląstelės buvo naudojamos tiriant vėžį, AIDS ir dešimtis virusinės ligos, jie buvo naudojami bandymams atominė bomba, jie ne kartą lankėsi kosmose, pasėjo gyvų būtybių ir augalų genus, užkrėtė jais kitas ląsteles ir nuveikė daug kitų svarbių dalykų.

Be to, pati Henrietta, būtent unikalios ląstelės, net norėjo būti izoliuota kaip atskira ir visiškai nauja biologinė rūšis dėl nenormalaus chromosomų skaičiaus. Ir nors ši iniciatyva nebuvo oficialiai įgyvendinta, daugelis tyrinėtojų laikosi idėjos apie visiškai unikalų HeLa ląstelių prigimtį. Tuo pačiu metu donorė Henrieta labai ilgai liko šešėlyje. Ji mirė 1951 m., o ją gydantis gydytojas manė, kad papasakoti savo šeimai apie jos ląstelių tyrimus yra medicininės paslapties pažeidimas. Tiesa jiems paaiškėjo gerokai vėliau, kai mokslininkams reikėjo ištirti visus šeimos narius, ir jie ilgus metus bergždžiai stengėsi gauti bent šiek tiek pinigų už tyrimus, atliekamus su motinos ląstelėmis.

Nacionalinės portretų galerijos Vašingtone kolekcija, kurioje eksponuojami garsių amerikiečių portretai, pasipildė dar vienu paveikslu. Lankytojai dabar galės pamatyti Henrietta Lacks, jaunos Virginijos, kurios indėlis į šiuolaikinė medicina labai svarbu.

Ne, ji nebuvo gydytoja, neišrado naujų gydymo metodų ir nekūrė vaistų. Henrieta buvo pacientė. 1951 metais ji, penkių vaikų motina afroamerikietė, buvo gydoma. Ji kreipėsi į gydytojus po to, kai ją pradėjo trikdyti išskyros iš apatinių. Atlikdami tyrimus gydytojai paėmė naviko audinio fragmentą tolesniam tyrimui. Henrieta, kuri praėjo terapija radiacija, apie tai nežinojo. Gydymas, deja, nepasiteisino – būdama 31 metų mirė Henrietta Lacks.

Paaiškėjo, kad iš jos auglio paimtos ląstelės turi nuostabių savybių. Jie buvo išsiųsti paštu į kitą laboratoriją ir ne tik išgyveno po perdavimo, bet ir toliau greitai ir stabiliai dalijosi. Juos nuostabios savybės atrado Džordžo Hopkinso ligoninės Ląstelių tyrimų laboratorijos vadovas George'as Gay'us.

Vėliau ląstelių linija, gauta iš ląstelių, paimtų iš Henrietta Lacks, buvo pavadinta HeLa. Dabar šios linijos ląstelės yra prieinamos beveik kiekvienoje laboratorijoje, dalyvaujančioje molekulinių genetinių tyrimų metu. Eksperimentų, atliktų naudojant šias ląsteles, rezultatus galima palyginti tarpusavyje – eksperimentai su HeLa ląstelių linija yra savotiškas standartas.

Prieš tai mokslininkai tokių stabilių ląstelių linijų savo arsenale neturėjo – po kelių dalijimų ląstelės žuvo, dažnai tyrėjai net nespėjo užbaigti eksperimento. Dabar, atsiradus HeLa linijai, tai tapo įmanoma, o net skirtingose laboratorijose gautus rezultatus būtų galima palyginti.

Ši linija buvo naudojama gaminant vaistus pacientams, sergantiems hemofilija, leukemija ir herpesu, o eksperimentų, kuriuose ji buvo naudojama, skaičius yra nesuskaičiuojamas. HeLa ląstelės netgi buvo išsiųstos į kosmosą, kur buvo tiriamas nesvarumo poveikis jų dalijimuisi ir vystymuisi. Šiuo metu būtent su jais atliekami eksperimentai kuriant vaistus Ebolos virusui gydyti.

Nepaisant to, kad daugelis pastarųjų dešimtmečių medicinos atradimų nebūtų buvę įmanomi HeLa ląstelės, iki 1975 m. nė vienas Henriettos Lacks šeimos narys net nežinojo, kad tokia ląstelių linija egzistuoja. Taip pat liko neatsakytas klausimas dėl kompensacijos už donorinių ląstelių panaudojimą moksliniams tyrimams – iki to laiko mirė ne tik Henrieta, bet ir apie ląstelių šaltinį žinantis gydytojas.

Henrietos Lacks portreto pasirodymas Nacionalinėje portretų galerijoje – duoklė šios moters atminimui ir pagarbai jai. Kadiro Nelsono sukurtame paveiksle ji pavaizduota raudona suknele. Ant jo trūksta kelių mygtukų – tai simbolizuoja be jos leidimo paimtus narvus. Fone yra tapetai su šešiakampių raštu. Kiekvienos jų viduje keistos susuktos figūros – nemirtingumo simbolis.

Portretą jau matė Henrietos anūkai, kurie jį pripažino žavingu. Muziejaus vadovybė mano, kad paveikslo atsiradimas muziejuje padės dar kartą iškelti klausimą, kad daugelis dabar jau beveik užmirštų prisidėjo prie mokslo.