Неизвестная чернокожая женщина и ее знаменитые клетки: История Генриетты Лакс. Генриетта лакс - первый и единственный бессмертный человек Гела раковые клетки
» с Опрой Уинфри в одной из главных ролей. Лакс, афроамериканка из семьи с десятком детей, окончила только шесть классов школы, родила первого ребёнка в четырнадцать и умерла чуть старше тридцати в полной безвестности. Тем не менее именно эта женщина оказалась идеальным донором, чьим клеткам современная медицина и биохимия обязаны своим развитием. Разбираемся, как так вышло и почему история Генриетты Лакс стала известна много лет спустя.
Кадр из фильма HBO «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс»
«Бессмертные»
клетки
Человеческие клетки, которые способны были бы дольше нескольких дней выживать отдельно от материнского организма, были мечтой многих исследователей. Такие клетки позволили бы снизить затраты на тестирование веществ, сделав процесс более эффективным и гуманным (проверять биохимическую реакцию на быстро погибающих
клетках бессмысленно, а на животных - и дорого, и жестоко). С двадцатых годов XX века учёные изобретали разные питательные среды, пытаясь выращивать клетки отдельно от многоклеточных организмов - но ничего не работало. Доктор Джордж Отто Гэй, цитолог из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, как и многие другие, день за днём исследовал образцы тканей пациентов в охоте за мутацией, которая позволила бы клеткам быть более живучими.
8 августа 1951 года в больницу Джонса Хопкинса (лучшего госпиталя для афроамериканцев в Балтиморе) с жалобами на боли в животе поступила пациентка Генриетта Лакс. Лечащий врач Говард Джонс диагностировал ей злокачественную опухоль шейки матки, и Генриетте назначили лучевую терапию. Во время лечения доктор Гэй изъял образцы поражённой и здоровой ткани Генриетты и передал на исследования. Собранные в лаборатории клетки маркировались по первым буквам имени пациента: образец ткани Генриетты получил имя HeLa (от английского «Henrietta Lacks»).
Рак Генриетты Лакс развивался очень быстро, и уже 4 октября 1951 года она скончалась в госпитале. В это самое время в цитологической лаборатории случилось настоящее чудо: клетки умершей Лакс не только оказались живучими, но и активно размножались, удваиваясь каждые сутки. Поражённый своим открытием доктор Джонс рассылал своим коллегам клетки для тестов, и новости о них стремительно распространились по учёному сообществу. В то время как Генриетту Лакс похоронили без могильного камня на семейном кладбище около избушки, оставшейся со времён рабства, клетки HeLa были признаны «бессмертными »: в отличие от обычных клеток они не погибали после нескольких делений, а размножались бесконечно.
Тайна имени и расовая сегрегация
Скоро сенсационная новость о «бессмертных» клетках стала достоянием общественности, и журналисты захотели узнать, кто же будет участвовать в будущем развитии всей последующей медицины и биохимии. Сотрудники Университета Джонса Хопкинса были поставлены в трудное положение. Клетки были изъяты у пациентки без её
согласия и ведома - но в то время практики согласия на исследования ткани ещё не было и мало какие заборы пробы тканей получали такой общественный резонанс. С другой стороны, 50-е годы всё ещё были временем жёсткой сегрегации , когда афроамериканцам запрещалось сидеть, пить или есть рядом с белыми. Что бы могло сказать такое общество в ответ на предложение поставить Генриетту Лакс на пьедестал биохимии, можно только догадываться. Кроме того, она была очевидной иллюстрацией жестокости американского общества по отношению к таким, как она: проведя детство в деревянной избушке в Кловере со своим дедом и двоюродным братом, она не смогла окончить школу из-за ежедневных нападений белых детей и родила первого ребёнка всего в 14 лет от своего кузена и соседа по комнате.
По словам знавших её людей, Генриетта была образцом милосердия и любви к ближнему: выхаживала больных, кормила голодных рабочих, с которыми вместе трудился её муж, и была оптимистична. Однако этих добродетелей по-расистки брезгливой общественности не хватило бы. Поэтому журналистам было выдано поддельное имя Хелен Лейн, которое и появилось в заголовках газет. В атмосфере секретности исследователи связывались с детьми Генриетты и довели осиротевшую семью до нервных расстройств недомолвками и бесконечными заборами крови: они хотели выследить мутации в их ДНК, но им это так и не удалось.
Только в 1976 году настоящая история клеток HeLa была рассказана Майклом Роджерсом на страницах журналов Rolling Stone и Detroit Free Press - спустя 25 лет после смерти Генриетты. В 1998 году Адам Кёртис сделал первый документальный фильм об истории Генриетты Лакс . А в 2010 году медицинская журналистка Ребекка Склут с помощью младшей дочери Генриетты, Дебры, написала книгу «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс », победившую на многих конкурсах нон-фикшна и попавшую в списки лучших книг года более чем 60 изданий. Спустя семь лет книгу для HBO экранизировал Джон Вульф («Дьявол носит Prada»).
Книга Ребекки Склут и проблема этики в медицине
Работа Ребекки Склут над историей Генриетты Лакс стартовала в начале нулевых, когда она обнаружила, что о доноре клеток для линии HeLa неизвестно ровным счётом ничего, и написала свои первые статьи . Для Америки вопрос этики в сфере медицины особенно болезнен: относительно недавно пациентов африканского происхождения принимали в отдельных больницах, а уж о вопросах
этики в их отношении и подавно мало кто задумывался. Белые продюсеры заимствовали их музыкальные произведения и создавали своих «королей», не заботясь об авторских выплатах, а в медицине того времени никому бы в голову не пришло заботиться о доноре-афроамериканце или его семье. Кроме того, условия содержания в специальных больницах для афроамериканского населения были крайне строгими, если не сказать жестокими. Генриетте приходилось проделывать путь от кровати до окна, чтобы посмотреть на играющих на лужайке перед больницей детей, которых приводил муж (в здание больницы их не пускали). С каждой неделей этот пусть становился для неё всё труднее, но даже тогда, когда она уже не смогла вставать с постели, детям не позволили проститься с матерью.
Именно чуткий разбор проблемы медицинской этики в разрезе социального статуса (в сочетании, разумеется, с мощным научно-просветительским потенциалом) принёс славу Ребекке Склут, а также некоторое успокоение потомкам Генриетты Лакс (и даже частичные права на принятие решений по обнародованию ДНК HeLa). Помимо науки и этики в книге Склут есть и трудная история семьи Лакс, со всеми подробностями жизни в расистской Америке ХХ века, а кроме того, трогательное сочетание научных фактов с религиозными представлениями детей Генриетты о незримом присутствии её духа и буквальном бессмертии.
Фильм HBO и признание вклада афроамериканцев в науку
Выход одноимённого фильма на HBO едва ли имеет большое значение для популяризации науки, о которой в фильме сказано довольно мало. В центре внимания оказывается коллективная память и проблема интеграции соцменьшинств в историю достижений человечества.
Как и в большей части фильмов про афроамериканцев, присутствует «белый вожак» - сама Ребекка Склут, - без
которого «подобные детям» афроамериканцы не справились бы с такими трудными материями, как научные факты из популярных статей, юридические тонкости и взаимодействие с медиками. Действительно, трудно преуспеть, являясь наследниками угнетаемого класса - тем более в науках и других сложных материях, - но привычка в очередной раз делать акцент на «белом спасителе» в кино о «чёрных проблемах» должна уйти в прошлое.
Впрочем, гораздо важнее то, что американское общество наконец признало роль Генриетты Лакс в науке и медицине. В 1996 году в Школе медицины Морхауз - бывшем колледже для освобождённых рабов, одним из выпускников которого был борец за права афроамериканцев Мартин Лютер Кинг - была организована озаглавленная в её честь конференция по женскому здоровью и был признан ценный вклад афроамериканцев в медицинские исследования и клиническую практику. Обогатившийся за счёт Генриетты Университет Джона Хопкинса только
производство клеток было поставлено на фабричные рельсы. На HeLa исследовали течение опухолевых заболеваний, динамику ВИЧ и воздействие на человеческий организм токсичных веществ и радиации. Клей, косметика и другие виды продукции своей безопасностью для человека обязаны клеткам Генриетты Лакс, кроме того, генетическое картирование развивалось во многом благодаря исследованиям именно клеток HeLa.
Существует идея (не поддерживаемая серьёзными биологами), что HeLa - первый живой организм, выращенный искусственно, и в этом смысле открывает новую биологическую историю Земли. Оснований для этого несколько: во-первых, HeLa обладает уникальным набором хромосом - в разных «семейных линиях» их от 49 до 78 (в отличие от человеческих 46). Во-вторых, HeLa живёт в своей собственной (правда, лабораторной) экологической нише, как и любой другой вид. В-третьих, HeLa размножается в условиях, в которых не могут множиться обычные человеческие клетки.
Кроме того, HeLa ведёт себя крайне агрессивно в лабораторных условиях и при неправильном обращении заражает другие образцы в лаборатории, перемещаясь с частицами пыли или на плохо вымытых руках. На этом свойстве клеток Лакс даже построена отдельная конспирологическая теория об участии HeLa в разжигании холодной войны между СССР и США: автор научпопа Майкл Голд утверждает, что сотрудничество Никсона с Хрущёвым по борьбе с раком обострилось из-за заражения образцов клеток HeLa. При этом писатель утверждает, что заражение - это следствие недосмотра исследователей, а истории о сверхагрессивности HeLa как нового вида - просто спекуляции, покрывающие обычную халатность.
Мы как то с вами обсуждали , а вот смотрите какую интересную информацию по этой тебе я только что нашел.
В биомедицинских исследованиях и при разработке новых видов лечения часто используют выращенные в лаборатории культуры человеческих клеток. Среди множества клеточных линий одна из самых известных - HeLa. Эти клетки, имитирующие организм человека in vitro («в пробирке»), «вечны» - они могут бесконечно делиться, результаты исследований с их использованием достоверно воспроизводятся в разных лабораториях. На своей поверхности они несут достаточно универсальный набор рецепторов, что позволяет использовать их для исследования действия различных веществ, от простых неорганических до белков и нуклеиновых кислот; они неприхотливы в культивировании и хорошо переносят заморозку и консервацию.
В большую науку эти клетки попали совершенно неожиданно. Они были взяты у женщины по имени Генриетта Лакс (HEnrietta LAcks), которая вскоре после этого умерла. Но культура клеток убившей ее опухоли оказалась незаменимым инструментом для ученых.
Давайте узнаем об этом подробнее…
Генриетта Лакс
Генриетта Лакс была красивой чернокожей американкой. Она жила в небольшом городке Тернер в Южной Виргинии вместе с мужем и пятью детьми. 1 февраля 1951 года Генриетта обратилась в госпиталь Джонса Хопкинса - ее беспокоили странные выделения, которые она периодически обнаруживала на своем нижнем белье. Медицинский диагноз был страшен и беспощаден - рак шейки матки. Восемь месяцев спустя, несмотря на хирургию и радиотерапию, она умерла. Ей был 31 год.
Пока Генриетта лежала в госпитале Хопкинса, лечащий врач отправил полученные с помощью биопсии клетки опухоли на анализ Джорджу Гею - руководителю лаборатории исследования клеток тканей в госпитале Хопкинса. В то время культивирование клеток вне организма было только на стадии становления, и главной проблемой была неизбежная гибель клеток - после определенного количества делений вся клеточная линия погибала.
Оказалось, что клетки, обозначенные «HeLa» (акроним имени и фамилии Генриетты Лакс), размножались гораздо быстрее клеток из нормальных тканей. Кроме того, злокачественная трансформация сделала эти клетки бессмертными - у них отключилась программа подавления роста после определенного количества делений. In vitro такого прежде не происходило ни с какими другими клетками. Это открывало небывалые перспективы в биологии.
Действительно, никогда до этого момента исследователи не могли считать результаты, полученные на клеточных культурах, полностью достоверными: все опыты проводились на разнородных клеточных линиях, которые в конце концов погибали - иногда даже прежде, чем удавалось получить какие-нибудь результаты. И тут ученые стали обладателями первой стабильной и даже вечной (!) клеточной линии, адекватно имитирующей свойства организма. А когда обнаружилось, что клетки HeLa способны пережить даже пересылку по почте, Гей разослал их своим коллегам по всей стране. Очень скоро спрос на клетки HeLa вырос, и их растиражировали в лабораториях по всему миру. Они стали первой «шаблонной» клеточной линией.
Так получилось, что Генриетта умерла именно в тот день, когда Джордж Гей выступал перед телевизионными камерами, держа в руках пробирку с ее клетками. Он заявил, что началась эпоха новых перспектив в поиске лекарств и медико-биологических исследованиях.
Почему ее клетки так важны?
И он был прав. Линия клеток, идентичная во всех лабораториях мира, позволила быстро получать и независимо подтверждать все новые и новые данные. Можно смело сказать, что гигантский прыжок молекулярной биологии в конце прошлого века был обусловлен возможностью культивировать клетки in vitro. Клетки Генриетты Лакс стали первыми бессмертными человеческими клетками, которые когда-либо были выращены на искусственной питательной среде. HeLa научили исследователей культивировать сотни других линий раковых клеток. И хотя в последние годы приоритет в этой области смещается в сторону культур клеток нормальных тканей и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (за открытие метода возвращения клеток взрослого организма в эмбриональное состояние японский ученый Синья Яманака получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2012 года), тем не менее раковые клетки остаются общепринятым стандартом в медико-биологических исследованиях. Основное преимущество HeLa - неудержимый рост на простых питательных средах, что позволяет проводить масштабные исследования при минимуме затрат.
С момента смерти Генриетты Лакс клетки ее опухоли непрерывно использовались для исследования молекулярных закономерностей развития самых разных заболеваний, в том числе рака и СПИДа, для изучения воздействия радиации и токсичных веществ, составления генетических карт и огромного количества других научных задач. В мире биомедицины клетки HeLa стали столь же известны, как лабораторные крысы и чашки Петри. В декабре 1960 года клетки HeLa первыми полетели в космос в советском спутнике. Даже сегодня поражает размах экспериментов, проводившихся тогда советскими генетиками в космосе. Результаты показали, что HeLa хорошо себя чувствуют не только в земных условиях, но и в невесомости.
Без клеток линии HeLa стала бы невозможной разработка вакцины против полиомиелита, созданной Джонасом Солком. Кстати, Солк был настолько уверен в безопасности полученной вакцины (ослабленного вируса полиомиелита), что в доказательство надежности своего лекарства вколол вакцину себе, своей жене и троим детям.
С тех пор HeLa использовали и для клонирования (предварительные опыты по пересадке клеточных ядер перед клонированием знаменитой овцы Долли проводились на HeLa), для отработки методов искусственного оплодотворения и тысяч других исследований (некоторые из них приведены в таблице).
Помимо науки…
Личность самой Генриетты Лакс долгое время не афишировалась. Для доктора Гея, конечно, происхождение клеток HeLa не было тайной, но он полагал, что конфиденциальность в этом вопросе является приоритетом, и в течение многих лет семья Лакс не знала, что клетки Генриетты прославились на весь мир. Тайна раскрылась только после смерти доктора Гея в 1970 году.
Напомним, что стандарты стерильности и техники работы с клеточными линиями в то время только зарождались, и некоторые ошибки всплывали лишь спустя годы. Так и в случае с клетками HeLa - через 25 лет ученые выяснили, что множество используемых в исследованиях клеточных культур, происходящих из других типов тканей, включая клетки рака молочной и предстательной желез, оказались зараженными более агрессивными и живучими клетками HeLa. Оказалось, что HeLa могут перемещаться с частицами пыли в воздухе или на недостаточно тщательно вымытых руках и приживаться в культурах других клеток. Это вызвало большой скандал. В надежде решить проблему путем генотипирования (секвенирование - полное прочтение генома - в то время пока еще только планировалось как грандиозный международный проект), одна группа ученых разыскала родственников Генриетты и попросила образцы ДНК семьи, для того чтобы составить карту генов. Таким образом тайное и стало явным.
Кстати, американцы и сейчас переживают больше по поводу того, что семья Генриетты так и не получила компенсацию за использование клеток HeLa без согласия донора. По сей день семья живет в не очень-то хорошем достатке, и материальная помощь была бы очень кстати. Но все запросы упираются в глухую стену - ответчиков давно уж нет, а Медицинская академия и другие научные структуры предсказуемо не желают обсуждать эту тему.
11 марта 2013 года масла в огонь подлила новая публикация, где были представлены результаты полного сиквенса генома клеточной линии HeLa. Опять же, эксперимент был проведен без согласия потомков Генриетты, и после непродолжительных этических споров полный доступ к геномной информации был разрешен только для профессионалов. Тем не менее, полный геномный сиквенс HeLa имеет огромное значение для последующих работ, позволяя использовать клеточную линию в будущих геномных проектах.
Реальное бессмертие?
Злокачественная опухоль, убившая Генриетту, сделала ее клетки потенциально бессмертными. Хотела ли эта женщина бессмертия? И получила ли она его? Если задуматься, возникает фантастическое ощущение - часть живого человека, искусственно размноженная, терпит миллионы испытаний, «пробует на вкус» все лекарства перед тем, как они попадут в испытания на животных, раздраконивается до самых что ни на есть основ молекулярными биологами во всем мире…
Конечно, все это не имеет никакого отношения к «жизни после жизни». Глупо полагать, что в клетках HeLa, беспрестанно мучимых ненасытными учеными, существует хоть какая-то частичка души несчастной молодой женщины. Тем более что человеческими эти клетки можно считать лишь отчасти. В ядре каждой клетки HeLa - от 76 до 82 хромосом из-за происшедшей в процессе озлокачествления трансформации (нормальные человеческие клетки содержат 46 хромосом), и эта полиплоидность периодически вызывает споры о пригодности клеток HeLa как модели человеческой физиологии. Было даже предложено выделить эти клетки в отдельный, близкий человеку вид, под названием Helacyton gartleri, в честь Стенли Гартлера, исследовавшего эти клетки, однако всерьез это сегодня не обсуждается.
Тем не менее исследователи всегда помнят об ограничениях, которые необходимо иметь в виду. Во-первых, HeLa, несмотря на все изменения, все еще остаются человеческими клетками: все их гены и биологические молекулы соответствуют человеческим, а молекулярные взаимодействия в подавляющем большинстве случаев идентичны биохимическим путям здоровых клеток. Во-вторых, полиплоидия делает эту линию более удобной для геномных исследований, так как количество генетического материала в одной клетке увеличено, и результаты получаются более четкими и контрастными. В-третьих, широкое распространение клеточных линий по миру позволяет без проблем повторять опыты коллег и использовать опубликованные данные как фундамент для собственных исследований. Установив основные факты на модели HeLa (а все помнят, что это хоть удобная, но только модель организма), ученые пытаются повторить их на более адекватных модельных системах. Как видно, HeLa и подобные им клетки представляют собой фундамент для всей науки и сегодня. И, несмотря на этические и моральные споры, сегодня хочется почтить память этой женщины, поскольку ее невольный вклад в медицину неоценим: клетки, оставшиеся после нее, спасли и продолжают спасать больше жизней, чем это может сделать любой врач.
Клеточные рекордсмены
Бессмертность клеток линии HeLa связывают с последствиями инфицирования вирусом папилломы человека HPV18. Инфекция вызывала триплодию многих хромосом (образование трех их копий вместо обычной пары) и расщепление некоторых из них на фрагменты. Кроме того, в результате инфекции повысилась активность ряда регуляторов клеточного роста, таких как гены теломеразы (регулятор «смертности» клетки) и с-Myc (регулятор активности синтеза многих белков). Такие уникальные (и случайные) изменения сделали клетки HeLa рекордсменами по скорости роста и устойчивости даже среди других линий раковых клеток, которых на сегодня насчитывается несколько сотен. Кроме того, полученные изменения генома оказались очень стабильными и в лабораторных условиях остаются неизменными на протяжении всех прошедших лет.
Вот глава из книги Ребекки Склут «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс «
Вскоре после смерти Генриетты стали создавать фабрику HeLa - масштабное предприятие, которое дало бы возможность еженедельно выращивать триллионы клеток HeLa. Фабрику построили по одной-единственной причине - чтобы остановить полиомиелит.
К концу 1951 года мир охватила крупнейшая в истории эпидемия полиомиелита. Закрывались школы, родители были в панике. Срочно требовалась вакцина. В феврале 1952 года Джонас Солк из Университета Питтсбурга объявил, что он разработал первую в мире вакцину против полиомиелита, но не может предлагать ее детям, пока не проверит всесторонне ее безопасность и эффективность. Для этого требовались культивируемые клетки в таких огромных промышленных объемах, в каких их никогда прежде не производили.
Национальный фонд детского паралича (NFIP) - благотворительная организация, созданная президентом Франклином Делано Рузвельтом, который сам был поражен параличом в результате полиомиелита - готовил крупнейшие в истории медицины полевые испытания вакцины от полиомиелита. Планировалось, что Солк сделает прививки двум миллионам детей, а NFIP возьмет у них кровь, чтобы проверить, появился ли иммунитет. Однако придется провести миллионы тестов нейтрализации, когда сыворотка крови привитых детей смешивается с живыми вирусами полиомиелита и культивируемыми клетками. Если вакцина сработала, то сыворотка крови привитых детей должна заблокировать вирус полиомиелита и защитить клетки. В противном случае вирус инфицирует клетки и вызовет повреждения, которые ученые смогут увидеть под микроскопом.
Сложность заключалась в том, что для тестов нейтрализации использовали клетки обезьян, которые в процессе этой реакции погибали. Это было проблемой - не потому, что заботились о животных (об этом тогда, в отличие от нашего времени речь не шла), но потому, что обезьяны стоили дорого. Миллионы реакций нейтрализации с клетками обезьян обошлись бы в миллионы долларов, поэтому NFIP стал лихорадочно искать такую клетку для культивирования, которая была бы способна массово размножаться и которая стоила бы дешевле, нежели клетки обезьян.
NFIP обратился за помощью к Гаю и к некоторым другим специалистам по культивированию клеток, и Гай понял, что это поистине золотое дно. В результате благотворительности NFIP ежегодно получал в среднем 50 миллионов долларов пожертвований, и большую часть этой суммы его директор хотел передать клеточным культиваторам, чтобы те нашли способ массового производства клеток, о чем все мечтали уже многие годы.
Предложение поступило как нельзя вовремя: по счастливой случайности вскоре после звонка от NFIP с просьбой о помощи Гай понял, что клетки Генриетты растут не так, как любые человеческие клетки, которые он до сих пор встречал.
Большинство клеток в культуре растут в один слой в виде сгустка на поверхности стекла, а это означает, что быстро заканчивается свободное пространство. Увеличение числа клеток требует больших трудозатрат: ученым нужно вновь и вновь соскребать клетки из пробирки и распределять их по нескольким новым емкостям, чтобы дать клеткам новое пространство для роста. Как выяснилось, клетки HeLa очень неприхотливы: для роста им не требовалась стеклянная поверхность, они могли расти, плавая в культуральной среде, которую непрерывно помешивало «волшебное устройство» - важная технология, разработанная Гаем, сегодня ее именуют выращиванием в суспензии. Это означало, что клетки HeLa не были ограничены пространством, как все прочие; они могли делиться до тех пор, пока оставалась культуральная среда. Чем больше емкость с культуральной средой, тем больше вырастало клеток. Это открытие означало, что, если клетки HeLa чувствительны к вирусу полиомиелита (ибо некоторые клетки к нему нечувствительны), это решило бы проблему массового производства клеток и помогло бы избежать испытания вакцины на миллионах обезьяньих клеток.
И вот в апреле 1952 года Гай и его коллега из совещательного комитета NFIP Уильям Шерер - молодой научный сотрудник из Университета Миннесоты, недавно защитивший диссертацию - попытались инфицировать клетки Генриетты вирусом полиомиелита. Через несколько дней они обнаружили, что HeLa на самом деле более чувствительны к вирусу, нежели любые другие до сих пор культивированные клетки. И они поняли, что нашли именно то, что требовалось NFIP.
Они также понимали, что, прежде чем начать массовое производство любых клеток, нужно найти новый способ их транспортировки. Отправка в багажном отсеке самолета, которой пользовался Гай, отлично подходила для того, чтобы переслать несколько пробирок коллегам, но была слишком дорогостоящей для больших объемов. Миллиарды выращенных клеток не принесут пользы, если эти клетки нельзя будет доставить в нужное место. И ученые начали экспериментировать.
В 1952 году, в День поминовения, Гай взял несколько пробирок с HeLa и с достаточным объемом питательной среды, так чтобы хватило на несколько дней для жизни клеток, и поместил их в жестяную емкость, выстланную пробкой и наполненную льдом во избежание перегрева. Снабдив все это подробными инструкциями по уходу, он послал Мэри на почту отправить посылку с пробирками Шереру в Миннесоту. В связи с праздником все почтовые отделения Балтимора были закрыты, кроме центрального офиса в деловой части города. Чтобы попасть туда, Мэри пришлось сменить несколько трамваев, но в конце концов она добралась. Равно как и клетки: спустя четыре дня посылка прибыла в Миннеаполис. Шерер поместил клетки в инкубатор и начал выращивать. Впервые живые клетки успешно перенесли отправку почтой.
В последующие месяцы, чтобы удостовериться, что клетки могут перенести длительное путешествие в любом климате, Гай и Шерер отправляли пробирки с HeLa самолетом, поездом и в грузовом автомобиле по всей стране - из Миннеаполиса в Норвич (штат Нью-Йорк) и обратно. Клетки погибли только в одной пробирке.
Когда в NFIP узнали, что HeLa чувствительны к вирусу полиомиелита и могут выращиваться в больших количествах при невысоких затратах, немедленно был заключен договор с Уильямом Шерером, и он стал контролировать развитие Центра распространения HeLa в Университете Таскиги - в одном из самых престижных в стране университетов для черных. NFIP выбрал для этого проекта Университет Таскиги из-за Чарльза Байнума, директора «Мероприятий для негров» (Negro Activities) этого фонда. Байнум - учитель-естественник и активист борьбы за гражданские права, первый в стране черный директор фонда - хотел разместить центр в Таскиги ради сотен тысяч долларов финансирования, множества рабочих мест и возможности обучения для молодых черных ученых.
Уже через несколько месяцев команда из шести черных ученых и лаборантов построила в Таскиги фабрику, невиданную ранее: вдоль стен выстроились промышленные стальные автоклавы для паровой стерилизации, рядами стояли огромные чаны с механически перемешиваемой культуральной средой, инкубаторы, полные стеклянных бутылей для клеточных культур, и автоматические дозаторы клеток - высокие, с длинными тонкими металлическими ручками, впрыскивающими клетки HeLa в одну пробирку за другой. Каждую неделю команда в Таскиги готовила тысячи литров культуральной среды по рецепту Гая, смешивая соли, минералы и сыворотку крови, взятой у множества учащихся, солдат и фермеров-хлопкоробов, откликнувшихся на объявления в местной газете о сдаче крови за деньги.
Несколько лаборантов выполняли функции конвейера контроля качества и каждую неделю просматривали в микроскопы сотни тысяч культур клеток HeLa, чтобы убедиться в их жизнеспособности и здоровье. Другие строго по расписанию отправляли клетки исследователям по всей стране в 23 центра тестирования вакцины против полиомиелита.
В конце концов штат команды в Таскиги вырос до 35 ученых и лаборантов, которые производили еженедельно 20 тысяч пробирок с HeLa - около 6 триллионов клеток. Это была самая первая фабрика по производству клеток, и началась она с одной-единственной пробирки HeLa, которую Гай отправил Шереру в первой пробной посылке вскоре после смерти Генриетты.
С помощью этих клеток ученые смогли доказать эффективность вакцины Солка. Вскоре в New York Times появились фотографии склонившихся над микроскопами черных женщин, которые рассматривали клетки и держали в своих черных руках пробирки с HeLa. Заголовок гласил:
ОТДЕЛЕНИЕ В ТАСКИГИ ПОМОГАЕТ БОРОТЬСЯ С ПОЛИОМИЕЛИТОМ
Коллектив ученых-негров играет ключевую роль
в разработке вакцины доктора Солка
КЛЕТКИ HELA РАСТУТ
Черные ученые и лаборанты, многие из них были женщинами, использовали клетки черной женщины во имя спасения жизней миллионов американцев - большинство из которых были белыми. И происходило это в том самом университете и в то же самое время, когда государственные официальные лица проводили исследование сифилиса, получившее позорную известность.
Поначалу центр в Таскиги поставлял клетки HeLa только в лаборатории, которые испытывали вакцины от полиомиелита. Однако, когда стало ясно, что клеток HeLa хватит на всех, их стали отправлять всем ученым, готовым их приобрести за десять долларов плюс стоимость доставки авиапочтой. Если ученые хотели выяснить, как будут вести себя клетки в той или иной среде, как они отреагируют на определенный химический препарат или как они строят определенный белок, то обращались к клеткам HeLa. Хотя они и были раковыми, у них были все основополагающие характеристики нормальных клеток: они строили белок и сообщались между собой, подобно нормальным клеткам, делились и продуцировали энергию, переправляли генетический материал и регулировали этот процесс, были чувствительны к инфекциям, что делало их оптимальным инструментом для синтеза и изучения всего, что только можно, - в том числе бактерий, гормонов, белков и особенно вирусов.
Вирусы размножаются путем «впрыскивания» в живую клетку частиц своего генетического материала. Клетка радикальным образом меняет свою программу и начинает воспроизводить вирус вместо самой себя. Когда дело дошло до выращивания вирусов, то - как и во многих других случаях - злокачественная природа HeLa лишь делала их более полезными. Клетки HeLa росли намного быстрее нормальных и поэтому быстрее приносили результаты. Клетки HeLa были «рабочей лошадкой» - выносливой, недорогой и вездесущей.
Время было самое подходящее. В начале 1950-х годов ученые только начинали понимать природу вирусов, и когда клетки Генриетты появились в лабораториях по всей стране, исследователи принялись заражать их всевозможными вирусами - герпесом, корью, свинкой, ветрянкой, лошадиным энцефалитом, - чтобы изучить, каким образом вирус проникает в клетки, размножается в них и распространяется.
Клетки Генриетты помогли заложить основы вирусологии, однако это было только началом. В первые годы после смерти Генриетты, получив первые пробирки с ее клетками, исследователи по всему миру смогли сделать несколько важных научных открытий. Во-первых, группа ученых использовала HeLa для разработки методов заморозки клеток без их повреждения или изменения. Благодаря этим методам клетки стали пересылать по всему миру отработанным и стандартизированным способом, который использовался для транспортировки замороженных пищевых продуктов и замороженной спермы для разведения скота. Это также означало, что ученые могут сохранять клетки и в промежутках между экспериментами, не беспокоясь об их питании и стерильности. Однако больше всего ученых порадовал тот факт, что заморозка позволяла «зафиксировать» клетки в их самых разных состояниях.
Клетка замораживалась подобно нажатию кнопки «пауза»: деление, метаболизм и все прочие процессы останавливались и возобновлялись после разморозки, как если бы просто нажали кнопку «пуск». Теперь ученые могли приостанавливать развитие клеток с любой периодичностью на протяжении эксперимента, чтобы сравнить реакцию тех или иных клеток на лекарственный препарат через одну, две или шесть недель. Они могли наблюдать состояние одних и тех же клеток в разные периоды развития: ученые надеялись увидеть, в какой именно момент нормальная клетка, растущая в культуре, становится злокачественной - феномен, названный спонтанной трансформацией .
Заморозка стала первой в списке поразительных усовершенствований, которые появились в сфере культивирования тканей благодаря HeLa. Еще одним прорывом можно считать стандартизацию процесса культивирования клеток - область, в которой до той поры наблюдалась сплошная неразбериха. Гай с коллегами жаловались, что тратят чересчур много времени на приготовление питательной среды и на то, чтобы клетки оставались живыми. Однако более всего их беспокоило, что, поскольку все пользовались разными ингредиентами при составлении питательной среды, разными рецептами, разными клетками и разными техниками и мало кто знал о методах коллег, было сложно или практически невозможно повторить проведенный кем-либо эксперимент. А повторение - необходимая часть науки: открытие не считается действительным, если другие не могут повторить и получить те же результаты. Гай и другие ученые опасались, что без стандартизации методов и материалов может наступить застой в области культивирования тканей.
Долгое время ученые считали, что человеческие клетки содержат сорок восемь хромосом - нитей ДНК внутри клеток, в которых собрана вся наша генетическая информация. Однако хромосомы слипались вместе, и точно сосчитать их не удавалось. В 1953 году один генетик из Техаса по ошибке смешал не ту жидкость с HeLa и некоторыми другими клетками. Эта случайность оказалась счастливой. Хромосомы в клетках набухли и отделились друг от друга, и ученые впервые смогли подробно рассмотреть каждую из них. Это случайное открытие стало первым в череде открытий, позволивших двум исследователям из Испании и Швеции обнаружить, что нормальная человеческая клетка содержит сорок шесть хромосом.
Теперь, зная, сколько хромосом должен иметь человек, ученые могли сказать, что у кого-то их больше или меньше, и с помощью этой информации диагностировать генетические заболевания. Довольно скоро исследователи во всем мире начали выявлять хромосомные нарушения. Так, было выяснено, что у больных с синдромом Дауна была дополнительная хромосома в двадцать первой паре, страдавшие синдромом Клайнфельтера имели лишнюю половую x-хромосому, а у пациентов с синдромом Шерешевского - Тернера эта хромосома отсутствовала или была дефектной.
С появлением всех этих новых разработок спрос на клетки HeLa вырос, и центр в Таскиги уже был не в состоянии его удовлетворить. Владелец Microbiological Associates - военный по имени Сэмюел Ридер - в науке не разбирался, однако его деловой партнер Монро Винсент сам был исследователем и понимал, насколько велик потенциальный рынок клеток. Клетки требовались множеству ученых, и мало кто из них имел время или возможность самостоятельно выращивать их в достаточных количествах. Исследователи хотели просто покупать клетки, и поэтому Ридер и Винсент решили использовать HeLa в качестве «трамплина» для запуска первого промышленного коммерческого центра по поставке клеток.
Все началось с фабрики клеток - как ее называл Ридер. В городе Бетезда, штат Мэриленд, посреди просторного склада, бывшего некогда фабрикой по производству чипсов Fritos, он соорудил огороженное стеклом помещение и установил движущийся ленточный конвейер с сотнями встроенных штативов для пробирок. За пределами стеклянной комнаты все было организовано почти как в Таскиги - огромные чаны с культуральной средой, только еще больших размеров. Когда клетки были готовы к отгрузке, раздавался громкий звонок и все рабочие фабрики, включая служащих отдела почтовых отправлений, прерывали текущие дела, как следует мылись в стерилизационной, надевали халат и шапочку и выстраивались у ленты конвейера. Одни наполняли пробирки, другие закрывали их резиновыми пробками, запечатывали или помещали их в переносной инкубатор, где те хранились до момента упаковки к отправке.
Крупнейшими клиентами Microbiological Associates стали лаборатории вроде Национального института здравоохранения, они постоянно заказывали миллионы клеток HeLa по установленному графику. Однако ученые из любой точки мира могли сделать заказ, заплатить менее чем пятьдесят долларов, и Microbiological Associates тотчас высылала им пробирки с клетками HeLa. Ридер заключил договор с несколькими крупными авиакомпаниями, и поэтому, откуда бы ни поступил заказ, курьер отправлял клетки ближайшим рейсом, в аэропорту их забирали и доставляли в лаборатории на такси. Так шаг за шагом зарождалась многомиллиардная отрасль по продаже человеческих биоматериалов.
Клетки Генриетты не могли вернуть молодость женским шеям, однако косметические и фармацевтические компании Европы и США начали использовать их вместо лабораторных животных для испытания новой продукции и лекарств, вызывавших разрушение или повреждение клеток. Ученые резали клетки HeLa пополам, и доказали, что клетки способны жить после удаления ядра, они использовали их для разработки методов впрыскивания веществ в клетку, не убивая ее. HeLa использовали, чтобы понять, как влияют стероиды, лекарственная химиотерапия, гормоны, витамины и экологический стресс; их заражали туберкулезом, сальмонеллами и бактериями, вызывающими вагинит.
В 1953 году по просьбе правительства США Гай взял клетки Генриетты с собой на Дальний Восток для изучения геморрагической лихорадки, убивавшей американских солдат. Он впрыскивал HeLa крысам и смотрел, заболеют ли они раком. Однако по большей части он пытался перейти от HeLa к выращиванию нормальных и раковых клеток одного пациента, чтобы сравнить их между собой. Ему не удавалось избежать, как казалось, бесконечных вопросов о HeLa и культивировании клеток от других ученых. Каждую неделю в его лабораторию неоднократно наведывались ученые с просьбами обучить их технике, и ему часто приходилось разъезжать по всему свету, помогая наладить работу по размножению клеток.
Многие из коллег Гая настаивали, чтобы он опубликовал данные исследований и получил заслуженное признание, однако он всегда отговаривался занятостью. Он работал дома все ночи напролет. Он опаздывал со сроком подготовки документов для гранта, зачастую месяцами тянул с ответами на письма, а однажды три месяца платил зарплату умершему сотруднику, прежде чем кто-то заметил это. Мэри и Маргарет ворчали целый год, чтобы Джордж хоть что-нибудь опубликовал о выращивании HeLa; в конце концов он написал коротенький абзац для конференции. После этого Маргарет сама писала о его работе вместо него и хлопотала о публикации.
К середине 1950-х годов уже многие ученые стали работать с культурами клеток, и Гай устал. Он писал друзьям и коллегам: «Кто-нибудь должен придумать, как обозвать то, что сейчас происходит, скажем: «Мир сошел с ума с этим выращиванием тканей и его возможностями». Надеюсь, что хотя бы какая-то часть этой болтовни про культивирование тканей имеет под собой основание и принесла людям пользу… а больше всего мне хочется, чтобы эта шумиха немного улеглась…»
Гая раздражала шумиха вокруг HeLa. В конце концов, были и другие клетки, в том числе и те, которые он сам вырастил: A.Fi. и D-1 Rе, названные по имени пациентов, у которых был взят исходный образец. Гай все время предлагал их ученым, однако эти клетки было сложнее выращивать и потому они никогда не пользовались такой популярностью, как клетки Генриетты. Гай больше не распространял HeLa, так как эту задачу взяли на себя компании, однако ему не нравилось, что культивация HeLa полностью вышла из-под его контроля.
С тех пор как была пущена производственная фабрика в Таскиги, Гай рассылал письма ученым, пытаясь ограничить сферы использования клеток HeLa. Он как-то пожаловался в письме своему старому другу Чарлзу Поумрэту, что все кругом, в том числе и сотрудники лаборатории Поумрэта, использовали HeLa для исследований, провести которые Гай «был более способен», а некоторые уже и провел, но еще не опубликовал результаты. Поумрэт написал в ответ:
Что касается твоего… неодобрения широкого изучения штамма HeLa, не понимаю, как ты можешь надеяться замедлить развитие событий, ибо ты сам распространил этот штамм настолько широко, что теперь его можно приобрести за деньги. Это почти то же самое, что просить людей не проводить эксперименты на золотистых хомячках!.. Я понимаю, что лишь благодаря твоему добросердечию клетки HeLa стали общедоступными. Поэтому, почему, собственно, теперь ты считаешь, что каждый хочет урвать себе кусок?
Поумрэт полагал, что Гай должен был закончить свое собственное исследование HeLa, прежде чем «выпускать в широкую публику, ибо после этого культура становится всеобщей научной собственностью».
Однако Гай этого не сделал. Как только клетки HeLa превратились во «всеобщую научную собственность», люди начали интересоваться, кто же был их донором.
Шейки матки пациентки по имени Генриетта Лакс (англ. Henrietta Lacks ), умершей от этого заболевания 4 октября того же года.
Клетки из опухолевого образования Генриетты были изъяты без её ведома и согласия исследователем Джорджом Гейем, который обнаружил, что в них можно поддерживать жизнь. Ему удалось выделить одну конкретную клетку, умножить её и начать клеточную линию. Гей назвал их клетками HeLa, по начальным буквам имени Генриетты Лакс. Это первые человеческие клетки, выращенные в лаборатории, которые были «бессмертными» - они не погибали после нескольких делений и могли быть использованы во многих экспериментах.
Энциклопедичный YouTube
1 / 3
✪ The immortal cells of Henrietta Lacks - Robin Bulleri
✪ Why do people get so anxious about math? - Orly Rubinsten
✪ The Terrible Results from the Misconception Study 2017
Субтитры
Представьте нечто очень маленькое, меньше частицы пыли, что при этом помогает лучше понять рак, вирусологию и генетику. К счастью для нас, существуют триллионы и триллионы выращенных в лаборатории человеческих клеткок, названных HeLa. Давайте вернёмся немного назад. В лаборатории выращивают клетки человека для выяснения принципа их работы, изучения развития болезней и испытания новых видов лечения без угрозы для пациентов. Для уверенности в том, что можно будет повторять такие эксперименты и сравнивать с результатами других учёных, необходимо большое число идентичных клеток, которые могут постоянно увеличивать своё количество. Но до 1951 года все клетки человека, которые учёные пытались вырастить, умирали спустя несколько дней. Затем Джордж Гей, учёный из Университета Джона Хопкинса, получил образцы клеток очень странной опухоли: тёмно-фиолетовой, глянцеватой, похожей на желе. Этот образец был особенным. Некоторые из этих клеток продолжали делиться, делиться и делиться. Когда одни клетки умирали, новое поколение клеток занимало их место и продолжало расти. Так был получен бесконечный источник одинаковых клеток, которые живы и сейчас. Это первые бессмертные клетки человека, которые удалось обнаружить. Клетки получили название HeLa в честь Генриетты Лакс, пациентки с той странной опухолью. Рождённая на табачной ферме, она жила в Балтиморе с мужем и пятью детьми. Она умерла из-за рака шейки матки через несколько месяцев после того как собрали клетки её опухоли, и она о них так и не узнала. Так что же особенного в клетках Генриетты Лакс, что позволило им выжить, когда другие клетки умирали? Мы ещё не знаем окончательного ответа на этот вопрос. Обычные клетки человека подчиняются особому правилу. Они могут делиться только 50 раз, после чего клетка умирает своей естественной смертью - это называют апоптозом. Это предотвращает повтор генетических ошибок, которые могут возникнуть после многократного деления клеток. Но клетки рака не подчиняются этому правилу и продолжают делиться, а затем вытесняют здоровые клетки. Но большинство клеток умирает, особенно вне организма человека. Но не клетки HeLa, и объяснить, почему так происходит, мы не можем. Когда доктор Гей понял, что впервые нашёл бессмертные клетки человека, он отправил образцы во все лаборатории мира. Вскоре благодаря возможности воспроизведения клеток, за неделю получали 6 триллионов клеток HeLa. Но при этом серьёзно нарушалась этика - учёные строили карьеру, зарабатывали состояния, благодаря клеткам Генриетты, а её семья узнала об этом лишь спустя десятилетия. В начале 50-х годов в самом разгаре была эпидемия полиомиелита. Клетки HeLa, которые легко смогли дублировать клетки вируса, позволили Джонасу Солку протестировать свою вакцину. Также клетки использовались для исследования болезней, таких как корь, свинка, ВИЧ, а также вирус Эбола. Мы узнали, что клетки человека имеют 46 хромосом, благодаря тому, что, работая с HeLa, учёный обнаружил вещество, которое делает хромосомы видимыми. Сами клетки HeLa имеют 80 сильно мутировавших хромосом. HeLa также стали первыми клетками, которые клонировали. Их даже отправляли в космос. Энзим теломераза, восстанавливающий ДНК и позволяющий раковым клеткам избежать разрушения, был впервые обнаружен в клетках HeLa. Интересно, что благодаря HeLa, мы знаем, что цервикальный рак может быть вызван папилломавирусом, и теперь у нас есть вакцина. Было создано множество научных работ об открытиях, сделанных благодаря HeLa, и, возможно, число таких работ намного выше, чем нам известно. Клетки HeLa настолько жизнеспособны, что могут двигаться по любой поверхности: по руке лаборанта, частичке пыли, захватывая и побеждая другие клетки, подобно сорнякам. Патенты, открытия, победы над болезнями стали возможны благодаря Генриетте Лакс.
Особенности
Клетки HeLa называют «бессмертными», они способны делиться бесконечное число раз, в отличие от обычных клеток, имеющих предел Хейфлика . Это происходит потому, что как и при многих типах раковых опухолей, клетки HeLa производят фермент теломеразу , которая наращивает теломеры на концах ДНК хромосом . Существующая по сей день популяция клеток HeLa унаследована от образцов ткани, извлечённой у Генриетты Лакс. Эти клетки пролиферируют необычайно быстро, даже в сравнении с другими раковыми клетками. Иногда эти клетки заражают культуры других клеток.
Клетки HeLa были с самого начала заражены вирусом папилломы , что часто случается с клетками рака, от которого умерла Генриетта. Клетки HeLa обладают аномальным кариотипом , различные сублинии HeLa имеют 49 - 78 хромосом, в отличие от нормального кариотипа человека, содержащего 46 хромосом.
Клетки HeLa эволюционировали за эти годы, адаптируясь к росту in vitro , и по причине их разделения возникло несколько ветвей. На данный момент существует несколько линий клеток HeLa, все они происходят от общего предка, эти линии клеток используют, в том числе в качестве модели раковых клеток, для исследования механизмов передачи сигнала между клетками и для других применений.
Каждый человек по-своему уникален, однако лишь некоторые из нас обладают необычайными способностями, которые могут изменить мир. В нашей статье мы расскажем вам об удивительной Генриетте Лакс, которая спасла миллионы жизней благодаря тому, что отличало её от других.
В 1950-х госпиталь Джона Хопкинса в Балтиморе по праву считался одним из лучших медицинских заведений в стране. Кроме того, в то время он был одним из немногих госпиталей, куда за медицинской помощью позволялось обращаться афроамериканцам. Генриетта Лакс была одной из них, потому она обратилась туда в феврале 1951 года, когда её стали беспокоить боли внизу живота.
Доктору Говарду Джонсу, гинекологу, она рассказала о необычных кровотечениях и пожаловалась на болезненные ощущения. При осмотре доктор обнаружил опухоль и немедленно отправил образец её тканей в лабораторию доктора Джорджа Гея. Результаты анализа подтвердили, что опухоль была злокачественной. В качестве лечения больной назначили облучение радием, но поскольку в те времена лечение раковых заболеваний было весьма ограниченным, Генриетта скончалась через 7 месяцев.
Доктор Джордж Гей особенно тщательно изучал образец тканей Генриетты. Его чрезвычайно поразила долговечность и скорость размножения представленных клеток. Как правило, доставленные в лабораторию образцы погибают в течение пары часов, а клетки Лакс не только жили, но и продолжали делиться. Это объяснило быстрый и агрессивный рост опухоли – она разрасталась быстрее, чем радиация могла бы их убить.
Доктор Гей немедленно отправил образцы клеток в несколько продвинутых исследовательских центров по всей Америке. В одном из таких центров трудился Джонас Солк, который использовал клетки Генриетты в разработке вакцины от полиомиелита – в будущем она спасла миллионы людей от нестерпимых мучений и верной смерти.
Доктор, обнаруживший уникальное свойство клеток назвал их «ГеЛа» (HeLa) – по первым двум буквам имени и фамилии Генриетты Лакс. Таким образом он увековечил женщину, которая стала причиной мощнейшего прорыва в медицине.
Изучая генотип клеток, учёные пришли к выводу, что причиной заболевания Генриетты стала мутация с включением в ДНК генов папилломавируса. Помимо агрессивного поведения опухоли, эта мутация способствовала увеличению набора хромосом в клетках и обретению ими способности производить теломеразу – фермент, который стабилизировал хромосомы и защищал их от дальнейших мутаций. То, что произошло с Генриеттой было абсолютной случайностью, в ДНК её детей не было обнаружено подобных мутаций.
Спустя несколько лет семья Лакс потребовала публичного признания вклада Генриетты в спасение жизней, поскольку биологические материалы (кровь и клетки), послужившие для прогресса в медицине, были использованы в исследованиях без согласия больной или её родственников. В середине прошлого века общественность не позволила бы воздвигать такие почести афроамериканке, новость об открытии клеток HeLa была у всех на устах, но журналистам сообщили поддельное имя – Хелен Лейн.
В 2010 году независимый научный писатель Ребекка Склут опубликовала книгу «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс», а в 2017 году на HBO презентовали одноимённый фильм с Опрой Уинфри в главной роли. Благодаря им мир узнал о простой женщине, подарившей медицине свои бессмертные клетки. Исследованиям клеток HeLa посвящено около 74 тысяч научных статей, в которых учёные пытались объяснить природу такого явления. Помимо изобретения вакцины от полиомиелита, клетки Генриетты использовали для изучения раковых заболеваний, СПИДа и множества других болезней, а также для исследования воздействия радиации и токсических веществ на организм человека.
«Бессмертная жизнь Генриетты Лакс» — «The Immortal Life of Henrietta LacksCredit» HBO
Портрет Генриетты Лакс в Национальной портретной галерее