تاريخ النشر: 2023 | تاريخ آخر مراجعة: مايو 2026
خلايا هيلا: ثورة في عالم الأبحاث
منذ اكتشافها في عام 1951، استُخدمت خلايا هيلا، وهي سلالة من الخلايا الخالدة التي سُميت على اسم هنريتا لاكس، على نطاق واسع في الدراسات العلمية. هنريتا لاكس، وهي أم لأطفال خمسة تبلغ من العمر 31 عامًا من أصل أفريقي أمريكي، تم تشخيص إصابتها بسرطان عنق الرحم في نفس العام الذي توفيت فيه. قام جورج أوتو جي، مدير مختبر زراعة الأنسجة في مستشفى جونز هوبكنز، بجمع وتكاثر خلايا سرطان عنق الرحم الخاصة بها، والتي أثبتت أنها مرنة ووفيرة بشكل استثنائي، مما مكن من تطبيقها على نطاق واسع في الأبحاث العلمية. على عكس الخلايا البشرية الأخرى، يمكن الحفاظ على خلايا هيلا وتكاثرها في المختبر، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في الأبحاث الطبية.
- وسط النمو
انظر صفحة المنتج - وقت التضاعف
انظر صفحة المنتج - نوع النمو
ملتصق - مستوى السلامة الحيوية
BSL-1 - متوفر من
Cytion — طلب خلايا HeLa
تاريخ خلايا HeLa والجدول الزمني
تم نقل هنريتا لاكس، وهي مزارعة تبغ سوداء البشرة، إلى مستشفى جونز هوبكنز في عام 1951 بسبب نزيف مهبلي غير طبيعي، وتلقت لاحقًا علاجًا لسرطان عنق الرحم. تمثلت أولى خطوات علاجها في أخذ عينات نسيجية من عنق رحمها دون موافقتها. أسفرت خزعة عنق الرحم عن عينات نسيجية لفحصها سريريًا من قبل جورج أوتو جي، والتي تمت دراستها في مختبر زراعة الأنسجة. وعلى عكس العينات السابقة، لاحظ مساعد جي في المختبر أن الخلايا تتضاعف كل 20-24 ساعة وتتوسع بسرعة. قام جي بتكاثر خلايا سرطان عنق الرحم قبل وفاة لاكس مباشرة، وكانت هذه الخلايا أول سلالة خلوية بشرية قابلة للحياة في المختبر. سُميت الخلايا على اسم الحرفين الأولين من الاسم الأول والأخير لهنريتا لاكس، وتم منحها لأي عالم طلبها لتطوير أبحاثه.
على الرغم من أن الخلايا تم جمعها دون إذن من لاكس أو عائلتها، إلا أن الحصول على إذن لم يكن ضروريًا ولا يُطلب عادةً في ذلك الوقت. لم يكن هناك أي واجب لتحذير المرضى أو أفراد أسرهم من أن المواد المهملة أو التي تم الحصول عليها جراحياً هي ملك للطبيب أو للمؤسسة الطبية. في السبعينيات، كشف تسريب عام عن الاسم الحقيقي لهنريتا، وطُلب من عائلة لاكس عينات من الحمض النووي للمساعدة في تحديد سلالات الخلايا الملوثة. نشأ خط خلايا هيلا من عينة من أنسجة عنق الرحم الخاصة بـ "لاكس" وتم تكاثرها في مزرعة خلوية إلى حد يتجاوز بكثير العدد الإجمالي للخلايا في جسدها. هناك عدة سلالات من خلايا هيلا حيث تستمر في التحور في المزارع الخلوية، لكن جميعها من نسل الخلايا السرطانية المستخرجة من "لاكس".
معالجة الأخطاء التاريخية
أثارت القصة المحيطة بهنريتا لاكس واستخلاص خلايا هيلا دون علمها أو موافقتها نقاشًا حول أخلاقيات ممارسات البحث الطبي وحماية حقوق الأفراد، لا سيما فيما يتعلق باستخدام المواد البيولوجية البشرية في العلوم. أصبحت هنريتا لاكس، دون علمها، مصدر أول سلالة خلوية بشرية خالدة، مما أدى منذ ذلك الحين إلى عدد لا يحصى من الاكتشافات العلمية. وقد أدى إدراك هذا الخطأ الأخلاقي إلى تحول نحو إجراءات موافقة أكثر صرامة وزيادة الوعي بالالتزامات الأخلاقية للباحثين. لم تسلط هذه الحالة الضوء على الحاجة إلى إصلاح ممارسات البحث فحسب، بل أثارت أيضًا نقاشًا أوسع حول العدالة والاحترام والاعتراف في مجال البحوث الطبية، مما أدى إلى بذل جهود لتصحيح المظالم السابقة وضمان الاعتراف بمساهمي التقدم العلمي ومعاملتهم بكرامة.
شركة Thermo Fisher وخلايا HeLa
تعود جذور الدعوى القضائية المرفوعة ضد شركة التكنولوجيا الحيوية ثيرمو فيشر ساينتيفيك (Thermo Fisher Scientific) المتعلقة بخلايا هيلا (HeLa) إلى نقاش أخلاقي وقانوني أعمق حول تسويق المواد البيولوجية المستمدة من الأفراد دون موافقتهم. تركزت القضية حول خط خلايا هيلا، الذي أدى إلى اختراقات علمية مهمة، بما في ذلك تطوير لقاح شلل الأطفال والتقدم في علاج السرطان.
سلطت الدعوى الضوء على عدة اعتبارات أخلاقية: حقوق الأفراد وعائلاتهم في موادهم البيولوجية، والسياق التاريخي لأخذ عينات من أفراد مهمشين دون موافقتهم، ومسؤوليات الشركات التي تستفيد من هذه المواد. سلطت القضية المرفوعة ضد شركة Thermo Fisher Scientific الضوء على الحاجة إلى سياسات ومعايير أخلاقية أوضح فيما يتعلق باستخدام المواد البيولوجية البشرية في الأبحاث والتجارة، لضمان احترام حقوق الأفراد والتقاسم العادل للفوائد الناشئة عن الاكتشافات العلمية.
للاطلاع على استكشاف مفصل لأصول خلايا هيلا والمعارك القانونية والتسويات المتعلقة بها، راجع مقالتنا "خلايا هيلا: التاريخ والدعوى القضائية والتسويات ".
الخصائص المثيرة للاهتمام لخلايا هيلا
تتميز خلايا HeLa بسهولة زراعتها وتكاثرها السريع، كما أنها معروفة بقابليتها العالية للإصابة بالعدوى الفيروسية. وهي معرضة بشكل خاص للإصابة بفيروس الغدة الدرقية البشري 3، وفيروس التهاب الدماغ والقلب، وفيروس شلل الأطفال 1 و2 و3. هذه الخاصية تجعل خلايا HeLa ضرورية لدراسة تكاثر هذه الفيروسات وتجميعها وتسببها للأمراض، وتطوير استراتيجيات جديدة لمكافحة الفيروسات. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم خلايا HeLa على نطاق واسع كمضيفات للتحويل الجيني لدراسة وظيفة الجينات وتنظيمها، وإنتاج البروتينات المؤتلفة، والعلاج الجيني.
- حتى بالنسبة للخلايا السرطانية، تتميز خلايا هيلا بمعدل تكاثر خلوي مرتفع بشكل غير طبيعي وعمر غير محدود، مما يجعلها ممتازة للبحث العلمي.
- تتمتع خلايا هيلا بنوع نشط من التيلوميراز، مما يتيح لها الانقسام الخلوي اللامحدود والخلود.
- تتجاوز خلايا هيلا حد هايفليك، وهو الحد الأقصى لعدد الانقسامات الخلوية التي قد تمر بها معظم الخلايا الطبيعية قبل أن تصبح شيخوخة.
- تتمتع خلايا هيلا بعدد كروموسومات ثلاثي (3n+). يبلغ متوسط عدد الكروموسومات في خلايا هيلا 82، ولكنه قد يتراوح بين 70 و164 (بدلاً من العدد الثنائي القياسي البالغ 46). يُشار إلى هذه الكروموسومات باسم "كروموسومات هيلا المميزة". تتميز خلايا هيلا بنمط كروموسومي معقد يتميز بدرجة عالية من عدم توازن الصبغيات وإعادة الترتيب الهيكلي. تحتوي خلايا هيلا على كروموسوم صغير مركزي الطرف في 98٪ من الخلايا و 100٪ من حالات عدم توازن الصبغيات في 1385 خلية تم فحصها. تلعب هذه التشوهات الصبغوية دورًا أساسيًا في معدل النمو السريع وخلود خلايا هيلا، كما أنها مرتبطة بسرطان عنق الرحم.
- بسبب الانتقال الجيني الأفقي من فيروس الورم الحليمي البشري 18 (HPV18) إلى خلايا عنق الرحم البشرية، فإن خلايا هيلا لها جينوم مختلف عن جينوم هنريتا لاكس.
هيكل خلايا هيلا
يبلغ قطر خلايا هيلا 10 - 20 ميكرومتر، اعتمادًا على ظروف الاستزراع. يبلغ قطر معظم خلايا الثدييات ما بين 10 و 100 ميكرومتر. وتبلغ قطر خلايا الدم الحمراء، وهي من أصغر الخلايا البشرية، حوالي 8 ميكرومتر. من ناحية أخرى، يمكن أن تكون خلايا الألياف العضلية والخلايا العصبية طويلة للغاية.
تقدم الأبحاث بفضل خلايا هيلا
لقد كانت خلايا HeLa في صميم التقدم الكبير في مجال الأبحاث، بما في ذلك الاكتشافات في علم الوراثة وعلم الفيروسات وتطوير العلاجات. وقد استُخدمت سلالة خلايا HeLa لدراسة السرطان والإيدز وتأثيرات الإشعاع والسموم ورسم خرائط الجينات والعديد من المشاريع العلمية الأخرى. تم نشر أكثر من 60,000 مقال علمي حول أبحاث HeLa، ويزداد هذا العدد بأكثر من 300 مقال شهريًا.
القضاء على شلل الأطفال
في الخمسينيات من القرن الماضي، اختبر جوناس سالك أول لقاح لشلل الأطفال باستخدام خلايا هيلا. كانت هذه الخلايا عرضة للإصابة بشلل الأطفال، مما أدى إلى موت الخلايا المصابة. ونتيجة لذلك، كان الطلب على خلايا هيلا مرتفعًا لاختبار لقاح شلل الأطفال لأن النتائج كانت متاحة بسهولة.
علم الفيروسات
أصيبت خلايا هيلا بالعديد من الفيروسات، بما في ذلك فيروس نقص المناعة البشرية، وزيكا، والهربس، والنكاف، لاختبار وتطوير لقاحات وأدوية جديدة. اكتشف الدكتور ريتشارد أكسل أن خلايا هيلا يمكن أن تصاب بفيروس نقص المناعة البشرية عن طريق إضافة بروتين CD4 حتى يمكن دراسة الفيروس. استُخدمت خلايا هيلا في أبحاث التعبير الجيني لفيروس الورم الحليمي E2 وموت الخلايا المبرمج، كما لعبت دورًا أساسيًا في تطوير لقاحات فيروس الورم الحليمي البشري (HPV).
السرطان
استُخدمت خلايا هيلا في العديد من الدراسات المتعلقة بالسرطان، بما في ذلك هرمونات الستيرويد الجنسية مثل الإستراديول والإستروجين ومستقبلات الإستروجين والمركبات الشبيهة بالإستروجين مثل الكيرسيتين وخصائصه الوقائية من السرطان. كما استُخدمت خلايا هيلا لدراسة تأثيرات الفلافونويدات ومضادات الأكسدة مع الإستراديول على تكاثر الخلايا السرطانية.
ومن بين التطبيقات الأخرى الجديرة بالذكر
- علاجات السرطان: كانت خلايا هيلا حاسمة في ابتكار أدوية السرطان، مثل الكامبتوثيسين، وهو دواء معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) لعلاج سرطان المبيض والرئة وعنق الرحم.
- الثاليدومايد والورم النقوي المتعدد: استُخدمت خلايا هيلا لتوضيح كيف أن عقار الثاليدومايد، الذي كان يُستخدم في البداية لعلاج غثيان الصباح، قد يتسبب في إعاقات خلقية، مما أدى إلى استخدامه في علاج الورم النقوي المتعدد.
- فهم فيروس نقص المناعة البشرية والإيدز: أدى اكتشاف صعوبة إصابة خلايا هيلا بفيروس نقص المناعة البشرية إلى تحسين فهم الباحثين للفيروس، مما فتح الباب لتطوير أدوية لفيروس نقص المناعة البشرية والإيدز.
- شيخوخة الخلايا: مكنت خلايا هيلا الباحثين من استكشاف بيولوجيا الشيخوخة والأمراض التي تسبب الشيخوخة المبكرة، مما أدى إلى اكتشاف كروموسومات قابلة للتجديد تمنع تدهور الخلايا وتلفها بمرور الوقت.
- اضطرابات الدم: استُخدمت خلايا هيلا لتقييم فعالية الهيدروكسي يوريا ضد مختلف أنواع الأورام الخبيثة في الدم وفقر الدم؛ ويُستخدم الهيدروكسي يوريا حاليًا لعلاج مرض فقر الدم المنجلي والأورام الخبيثة في خلايا الدم البيضاء.
- الأشعة السينية: في عام 1956، استخدم العلماء خلايا هيلا لدراسة آثار الأشعة السينية على الكائنات الحية، مما أدى إلى فهم أفضل لمخاطر الجرعات العالية والمتكررة من الإشعاع الناتج عن الأشعة السينية الطبية.
- الاكتشافات المبتكرة: لعبت خلايا هيلا دورًا حاسمًا في العديد من الاكتشافات المهمة في علم الأحياء، مما أدى إلى تقدم في أدوية السرطان، ومعرفة فيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز، وغير ذلك.
- شيخوخة الخلايا: حصل الباحثون الذين استخدموا خلايا هيلا على جائزة نوبل عن اكتشافاتهم المتعلقة بشيخوخة الخلايا ومنع تدهورها وتلفها بمرور الوقت.
اكتشف خلايا هيلا ومشتقاتها
ما هي الخلايا التي يمكن أن تصبح خالدة؟
الخطوط الخلوية الخالدة هي خلايا تم تعديلها بحيث تنقسم باستمرار ويمكن زراعتها لفترات طويلة. وهي تأتي من مصادر بها تشوهات أو طفرات كروموسومية ويمكن أن تكون مشتقة من الأورام. لمواصلة النمو، يقسم العلماء بعض الخلايا إلى أوعية زراعة خلوية جديدة ويضاعفونها لإجراء المزيد من التجارب.
تُعتبر خلايا HeLa، مثل سلالات الخلايا الأخرى، "خالدة" لأنها يمكن أن تنقسم إلى ما لا نهاية في قوارير زراعة الخلايا طالما تم الحفاظ على الشروط الأساسية لبقاء الخلايا (أي دعمها ورعايتها في بيئة مناسبة). هناك العديد من سلالات خلايا HeLa لأنها تستمر في التحور في مزارع الخلايا، لكنها جميعها مشتقة من نفس خلايا ورم Lacks. يتجاوز عدد خلايا HeLa التي تكاثرت في مزارع الخلايا بكثير العدد الموجود في جسم Henrietta Lacks.
تصنيع خلايا هيلا ومراقبة الجودة ومدة الصلاحية
يمكن زراعة خلايا HeLa وحصادها باستخدام طرق زراعة الخلايا القياسية عند حوالي 80-90٪ من التلاقي. الخلايا سهلة التعامل نسبيًا ويمكن زراعتها في بيئات مختلفة.
كيفية تذويب خلايا هيلا المجمدة
- ضع الأنبوب المبرد في حمام مائي مضاد للبكتيريا بدرجة حرارة 37 درجة مئوية مع ماء نظيف.
- قم بإذابة الجليد بسرعة لمدة 40 إلى 60 ثانية. يجب إزالة القارورة ونقلها إلى خزانة تدفق معقمة.
- امسح القارورة بالكحول بنسبة 70٪ وانقل معلق الخلايا إلى أنبوب طرد مركزي سعة 15 مل يحتوي على 8 مل من وسط الاستزراع.
- أعد تكوين الخلايا، وقم بالطرد المركزي عند 300 × g لمدة ثلاث دقائق، وتخلص من الطبقة العائمة (أو بدلاً من ذلك، قم بالتخفيف باستخدام الوسط وإزالة وسط التجميد بعد 24 ساعة إذا لم يتم الطرد المركزي على الفور).
- انقل الخلايا المعلقة في 10 مل من وسط الاستزراع الجديد إلى قارورتي استزراع خلايا T25.
إعادة زراعة خلايا HeLa
- أزل الوسط القديم من قارورة زراعة الخلايا.
- اشطف الخلايا الملتصقة باستخدام PBS بدون الكالسيوم والمغنيسيوم. استخدم 3-5 مل من PBS لقوارير زراعة الخلايا T25، و5-10 مل لقوارير زراعة الخلايا T75.
- أضف Accutase إلى قارورة زراعة الخلايا. استخدم 1-2 مل لكل قارورة T25، و2.5 مل لكل قارورة زراعة خلايا T75. تأكد من تغطية طبقة الخلايا بالكامل.
- قم بتحضين قارورة زراعة الخلايا في درجة حرارة الغرفة لمدة 8-10 دقائق.
- أعد تعليق الخلايا بعناية مع الوسط. أضف 10 مل من الوسط وحرك الماصة برفق لأعلى ولأسفل لتفتيت تكتلات الخلايا.
- قم بفصل معلق الخلايا في جهاز الطرد المركزي لمدة 3 دقائق عند 300 × g.
- أعد تعليق الخلايا في وسط جديد.
- قم بتوزيع الخلايا المعاد تعليقها في قوارير زراعة خلايا جديدة تحتوي على وسط جديد.
- قم بتخزين الخلايا في النيتروجين السائل للتخزين طويل الأمد.
باتباع هذه الخطوات، يمكنك إعادة زراعة الخلايا والحفاظ على مزرعة خلايا سليمة للتجارب المستقبلية.