Buňky HeLa

Téměř veškerý výzkum v molekulární biologii, farmakologie, virologie, genetika od počátku XX století používají vzorky primárních živých buněk, které se získají z živého organismu a pěstovaných různými biochemickými metodami mohou prodloužit jejich životnost, to znamená, že možnost sdílení v laboratoři. V polovině minulého století věda dostávala buňky HeLa, které nejsou předmětem přirozené biologické smrti. To umožnilo mnoha výzkumům stát se průlomem v biologii a medicíně.

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

Odkud pocházejí imortalizované buňky HeLa?

Historie přípravy těchto „nehynoucí“ buněk (imortalizace - schopnost buněk nekonečně dlouhého dělení) je spojena se špatnou 31-letého pacienta Johns Hopkins Hospital v Baltimore - Afričan-americká žena, matka pěti dětí s názvem Henrietta Postrádá (Henrietta Postrádá), která poté, co byl nemocný s rakovinou děložního čípku po dobu osmi měsíců a prošel vnitřní záření (brachyterapie), zemřel v nemocnici 04.10.1951.

Krátce před tím, je snaha léčbu Henrietta z cervikálního karcinomu, lékař, chirurg Howard Wilbur Jones, vzal vzorek nádorové tkáně pro vyšetření a podal v nemocniční laboratoři, šel v době biologie bakalářské George Otto gay.

Studie biopsie omráčily biologa: tkáňové buňky neusmrtily ve správnou dobu jako výsledek apoptózy, ale pokračovaly v množení a úžasem. Výzkumník se podařilo vyčlenit jednu specifickou strukturní buňku a vynásobit ji. Výsledné buňky se dále rozdělily a přestaly umírat na konci mitotického cyklu.

A krátce po smrti pacienta (jehož jméno nebylo odhaleno, ale šifrováno jako snížení HeLa), se objevila tajemná kultura buněk HeLa.

Jakmile bylo jasné, že buňky HeLa - přístupné mimo lidské tělo - nepodléhají naprogramované smrti, začal růst jejich poptávka po různých studiích a experimentech. A další komercializace neočekávaného zjištění vedla k organizaci sériové výroby - k prodeji buněk HeLa do mnoha vědeckých center a laboratoří.

Použití buněk HeLa

V roce 1955 se HeLa buňky staly prvními klonovanými lidskými buňkami a použití buněk HeLa začalo po celém světě: ve studiích buněčného metabolismu při rakovině; studium stárnutí buněk; příčiny AIDS; charakteristiky lidského papilomaviru a dalších virových infekcí; účinky radiace a toxických látek; mapování genů; v testování nových farmakologických látek; testování kosmetiky atd.

Podle některých zpráv byla kultura těchto rychle rostoucích buněk použita v 70 až 80 tisících lékařských studiích po celém světě. Každoročně se pro potřeby vědy věnuje přibližně 20 tun kultivace buněk HeLa, za účasti těchto buněk je registrováno více než 10 tisíc patentů.

Oblibu nového laboratorního biomateriálu usnadnilo skutečnost, že v roce 1954 byl kmen HeLa buňek používán americkými virology k testování vyvinuté vakcíny proti obrně.

Po desetiletí funguje kultura buněk HeLa jako jednoduchý model pro vytváření intuitívnějších variant komplexních biologických systémů. A schopnost klonovat imortalizované buněčné linie umožňuje opakovaně opakovat testy na geneticky identických buňkách, což je předpoklad biomedicínského výzkumu.

Na samém začátku - v lékařské literatuře těch let - byla zaznamenána "vytrvalost" těchto buněk. Ve skutečnosti se buňky HeLa nezastaví ani v konvenční laboratorní zkumavce. A dělají to tak agresivně, že technici by měla ukázat sebemenší nedbalost, HeLa buňky potřebné proniknout do jiných kultur a tiše nahradily původní buňky, což má za následek chistata experimentů je ve vážných pochybností.

Mimochodem, v důsledku jedné studie, která byla provedena v roce 1974, byla experimentálně zjištěna schopnost buněk HeLa "kontaminovat" jiné buněčné linie v laboratořích vědců.

Buňky HeLa: co ukázaly studie?

Proč se buňky HeLa chovají takto? Jelikož to nejsou běžné buňky zdravých tělesných tkání, ale nádorové buňky získané ze vzorku rakovinné tkáně a obsahující patologicky pozměněné geny pro kontinuální mitózu lidských rakovinných buněk. Ve skutečnosti jde o klony maligních buněk.

V roce 2013, výzkumníci u Evropská laboratoř molekulární biologie (EMBL) uvádějí, že pomocí spektrální karyotypu zjistily sekvenci DNA a RNA v genomu Henrietta postrádá. A ve srovnání s buňkami HeLa jsme byli přesvědčeni: mezi geny HeLa a normálními lidskými buňkami, nápadné rozdíly ...

Již dříve však cytogenetická analýza buněk HeLa vedla k objevení četných chromozomálních aberací a částečné genomové hybridizace těchto buněk. Bylo zjištěno, že buňky HeLa mají hypertriloidní (3n +) karyotyp a produkují heterogenní buněčné populace. Více než polovina klonovaných buněk HeLa má aneuploidii - změnu v počtu chromozomů: 49, 69, 73 a dokonce i 78 místo 46.

Jak se ukázalo, na genomové nestabilitě fenotypů HeLa, ztrátu chromozomů a tvorba dalších markerů strukturní abnormality zapojené multipolární polycentrický nebo multipolární mitózy v buňkách HeLa. Toto je porušení během dělení buněk, což vede k patologické segregaci chromozomů. Pokud zdoroayh buňky vyznačující mitotického bipolaritu vřetena, při dělení rakovinných buněk tvoří velký počet pólů a vřetena, a oba dceřinné buňky obdrží jiný počet chromozomů. A multipolarita vřetena s mitózou buněk je charakteristickým rysem nádorových buněk.

Studium multipolární mitózu v HeLa buňkách, Genetics k závěru, že celý proces dělení rakovinných buněk, v zásadě je špatně: profáze mitózy kratší a tvorby vřetena předchází rozdělení chromozomů; metafáze také začínají dříve a chromozomy nemají čas na to, aby se dostaly na své místo a byly rozděleny náhodně. No, centrosomy jsou nejméně dvakrát tolik, kolik je třeba.

Takže karyotyp buňky HeLa je nestabilní a může se dramaticky lišit v různých laboratořích. V důsledku toho výsledky mnoha studií - v podmínkách ztráty genetické identity buněčného materiálu - nemohou být jednoduše reprodukovány za jiných podmínek.

Věda dosáhla velkého pokroku díky schopnosti manipulovat s biologickými procesy řízeným způsobem. Posledním zřejmým příkladem je vytvoření skupiny výzkumníků z USA a Číny pomocí 3D tiskárny s realistickým modelem nádorového nádoru s použitím buněk HeLa.