Sel HeLa

Hampir semua penyelidikan dalam biologi molekul, farmakologi, virologi, genetik sejak awal abad XX ini telah menggunakan sampel sel-sel hidup utama, yang diperoleh daripada organisma hidup dan berkembang dengan pelbagai kaedah biokimia boleh memanjangkan daya maju mereka, iaitu, kemungkinan perkongsian di makmal. Di pertengahan abad yang lalu, sains menerima sel-sel HeLa, yang tidak tertakluk kepada kematian biologi semula jadi. Dan ini membolehkan banyak penyelidikan untuk menjadi satu kejayaan dalam bidang biologi dan perubatan.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

Di manakah sel-sel HeLa yang dihidupkan?

Sejarah penyediaan ini "abadi" sel-sel (hal mengekalkan - keupayaan sel-sel untuk bahagian yang panjang tak terhingga) dikaitkan dengan pesakit berusia 31 tahun yang lemah sebanyak Hospital Johns Hopkins di Baltimore - wanita Afrika-Amerika, ibu kepada lima anak yang bernama Henrietta Kekurangan (Henrietta Kekurangan), yang, setelah sakit dengan kanser serviks selama lapan bulan dan selepas menjalani penyinaran dalaman (brachytherapy), meninggal dunia di hospital ini pada 4 Oktober 1951.

Tidak lama sebelum ini, usaha dibuat untuk rawatan Henrietta daripada karsinoma serviks, doktor, pakar bedah Howard Wilbur Jones, dia telah mengambil sampel tisu tumor untuk pemeriksaan dan tangan di makmal hospital, yang diketuai pada masa biologi sarjana muda George Otto gay.

Kajian biopsi mengejutkan ahli biologi: sel-sel tisu tidak mati dalam masa yang ditetapkan sebagai hasil apoptosis, tetapi terus berkembang biak, dan pada kadar yang mengagumkan. Penyelidik berjaya mengeluarkan satu sel struktural tertentu dan melipatgandakannya. Sel-sel yang terhasil terus membahagikan dan tidak lagi mati pada akhir kitaran mitosis.

Dan tidak lama selepas kematian pesakit (yang namanya tidak diungkapkan, tetapi dienkripsi sebagai pengurangan HeLa), budaya sel HLA misteri muncul.

Sebaik sahaja menjadi jelas bahawa sel HeLa - diakses di luar tubuh manusia - tidak tertakluk kepada kematian yang diprogramkan, permintaan mereka untuk pelbagai kajian dan eksperimen mula berkembang. Dan pengkomersilan lebih lanjut mengenai penemuan yang tidak dijangka mengakibatkan organisasi pengeluaran bersiri - untuk penjualan sel HeLa ke banyak pusat saintifik dan makmal.

Penggunaan sel HeLa

Pada tahun 1955, sel HeLa menjadi sel manusia pertama yang diklon dan penggunaan sel HeLa bermula di seluruh dunia: dalam kajian metabolisme sel dalam kanser; mengkaji penuaan sel; penyebab AIDS; ciri-ciri papillomavirus manusia dan jangkitan virus lain; kesan radiasi dan bahan toksik; pemetaan gen; dalam percubaan agen farmakologi baru; ujian kosmetik, dsb.

Menurut beberapa laporan, budaya sel-sel ini berkembang pesat digunakan dalam 70-80 ribu kajian perubatan di seluruh dunia. Setiap tahun untuk keperluan sains kira-kira 20 tan budaya sel HeLa ditanam, lebih daripada 10 ribu paten didaftarkan dengan penyertaan sel-sel ini.

Populariti biomaterial makmal baru difasilitasi oleh fakta bahawa pada tahun 1954 sel-sel HeLa telah digunakan oleh virologi Amerika untuk menguji vaksin polio yang dikembangkan oleh mereka .

Selama beberapa dekad, budaya sel HeLa telah berfungsi sebagai model mudah untuk menghasilkan varian yang lebih intuitif sistem biologi kompleks. Dan keupayaan untuk mengklonkan garisan sel abadi membolehkan anda mengulangi ujian berulang pada sel-sel yang sama dengan genetik, yang merupakan prasyarat untuk penyelidikan bioperubatan.

Pada mulanya - dalam kesusasteraan perubatan tahun-tahun itu - "ketahanan" sel-sel ini telah diperhatikan. Sesungguhnya, sel HeLa tidak berhenti membahagi walaupun dalam tiub ujian makmal konvensional. Dan mereka melakukannya dengan agresif yang juruteknik perlu menunjukkan kecuaian sedikit, sel-sel HeLa diperlukan untuk menembusi ke dalam budaya lain dan secara senyap-senyap menggantikan sel-sel asal, menyebabkan chistata eksperimen adalah dalam keraguan yang serius.

Dengan cara ini, hasil daripada satu kajian yang dijalankan pada tahun 1974, keupayaan sel HeLa untuk "mencemari" garisan sel lain di makmal saintis telah diuji secara eksperimen.

Sel-sel HeLa: apakah kajian menunjukkan?

Mengapa sel HeLa bertindak dengan cara ini? Kerana ini bukan sel biasa dalam tisu badan yang sihat, tetapi sel-sel tumor yang diperolehi dari sampel tisu kanser dan mengandungi gen diubah secara patologi untuk mitosis sel kanser manusia yang berterusan. Malah, ini adalah klon sel-sel malignan.

Pada tahun 2013, para penyelidik dari Laboratorium Biologi Molekul Eropah (EMBL) melaporkan bahawa dengan menggunakan karyotyping spektral, mereka membentuk urutan DNA dan RNA dalam genom Henrietta Lax. Dan, setelah dibandingkan dengan sel HeLa, kami yakin: antara gen HeLa dan sel-sel manusia yang normal, menonjolkan perbezaan ...

Bagaimanapun, sebelum ini, analisis cytogenetic sel HeLa membawa kepada penemuan banyak penyimpangan kromosom dan hibridisasi genomik separa sel-sel ini. Telah didapati bahawa sel HeLa mempunyai karyotype hipertriploid (3n +) dan menghasilkan populasi sel heterogen. Lebih daripada separuh daripada sel clone HeLa mempunyai aneuploidy - perubahan bilangan kromosom: 49, 69, 73 dan bahkan 78 bukan 46.

Seperti yang ternyata, ketidakstabilan genomik fenotip HeLa, kehilangan kromosom dan pembentukan penanda tambahan keabnormalan struktur yang terlibat multipolar, polycentric atau multipolar mitosis dalam sel-sel HeLa. Ini adalah pelanggaran semasa pembahagian sel, yang membawa kepada pemisahan patologi kromosom. Jika sel-sel zdoroayh dicirikan mitosis spindle dwikutub, semasa pembahagian sel-sel kanser membentuk sebilangan besar tiang dan gelendong, dan kedua-dua sel anak menerima nombor yang berbeza kromosom. Dan multipolarity dari spindle dengan mitosis sel adalah ciri ciri sel kanser.

Mempelajari mitos multipolar dalam sel HeLa, genetik sampai pada kesimpulan bahawa keseluruhan proses membahagikan sel-sel kanser, pada prinsipnya, salah: prophase mitosis adalah lebih pendek, dan pembentukan spindel mendahului pembahagian kromosom; metaphase itu juga bermula lebih awal, dan kromosom tidak mempunyai masa untuk mengambil tempat mereka, yang diedarkan secara sembunyi-sembunyi. Well, centrosomes adalah sekurang-kurangnya dua kali lebih banyak daripada yang diperlukan.

Oleh itu, karyotype sel HeLa tidak stabil dan boleh berbeza secara dramatik di makmal yang berbeza. Oleh itu, hasil kajian banyak - dalam keadaan kehilangan identiti genetik bahan selular - tidak dapat direproduksi lagi dalam keadaan lain.

Sains telah membuat kemajuan yang besar kerana kemampuan untuk memanipulasi proses biologi secara terkawal. Contoh terakhir yang terakhir ialah penciptaan oleh sekumpulan penyelidik dari Amerika Syarikat dan China menggunakan pencetak 3-D model realistik tumor kanser menggunakan sel HeLa.