Δημοσίευση: 2023 | Τελευταία αναθεώρηση: Μάιος 2026
Κύτταρα HeLa: Επανάσταση στην έρευνα
Από την ανακάλυψή τους το 1951, τα κύτταρα HeLa, ένα στέλεχος αθανατοποιημένων κυττάρων που πήρε το όνομά του από την Henrietta Lacks, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην επιστημονική έρευνα. Η Henrietta Lacks, μια 31χρονη αφροαμερικανίδα μητέρα πέντε παιδιών, διαγνώστηκε με καρκίνο του τραχήλου της μήτρας την ίδια χρονιά που πέθανε. Ο George Otto Gey, διευθυντής του Εργαστηρίου Καλλιέργειας Ιστών στο Νοσοκομείο Johns Hopkins, συνέλεξε και πολλαπλασίασε τα καρκινικά κύτταρα του τραχήλου της μήτρας της, τα οποία αποδείχθηκαν εξαιρετικά ανθεκτικά και παραγωγικά, επιτρέποντας την ευρεία εφαρμογή τους στην επιστημονική έρευνα. Σε αντίθεση με άλλα ανθρώπινα κύτταρα, τα κύτταρα HeLa μπορούσαν να διατηρηθούν και να πολλαπλασιαστούν in vitro, γεγονός που αποτέλεσε σημαντική πρόοδο στην ιατρική έρευνα.
- Μέσο ανάπτυξης
Δείτε τη σελίδα του προϊόντος - Χρόνος διπλασιασμού
Δείτε τη σελίδα του προϊόντος - Τύπος ανάπτυξης
Προσκολλητικός - Επίπεδο βιοασφάλειας
BSL-1 - Διαθέσιμο από
Cytion — Παραγγελία HeLa
Η ιστορία και το χρονοδιάγραμμα των κυττάρων Hela
Η Henrietta Lacks, μια μαύρη καπνοπαραγωγός, μεταφέρθηκε στο Νοσοκομείο Johns Hopkins το 1951 λόγω ανώμαλης κολπικής αιμορραγίας και αργότερα υποβλήθηκε σε θεραπεία για καρκίνο του τραχήλου της μήτρας. Η πρώτη της θεραπεία συνίστατο στη λήψη δειγμάτων ιστού από τον τράχηλό της χωρίς τη συγκατάθεσή της. Η βιοψία του τραχήλου της μήτρας απέδωσε δείγματα ιστού για την κλινική εξέταση του George Otto Gey, τα οποία μελετήθηκαν στο εργαστήριο καλλιέργειας ιστών. Σε αντίθεση με παλαιότερα δείγματα, ο βοηθός του Gey παρατήρησε ότι τα κύτταρα διπλασιάζονταν κάθε 20–24 ώρες και πολλαπλασιάζονταν ραγδαία. Ο Gey πολλαπλασίασε τα καρκινικά κύτταρα του τραχήλου της μήτρας λίγο πριν από το θάνατο της Lacks, και αυτά αποτέλεσαν την πρώτη βιώσιμη ανθρώπινη κυτταρική σειρά in vitro. Τα κύτταρα ονομάστηκαν με βάση τα δύο πρώτα γράμματα του ονόματος και του επωνύμου της Henrietta Lacks και δόθηκαν σε κάθε επιστήμονα που τα ζήτησε για την προώθηση της έρευνας.
Παρόλο που τα κύτταρα συλλέχθηκαν χωρίς την άδεια της Lacks ή της οικογένειάς της, η άδεια δεν ήταν απαραίτητη ούτε ζητούταν συνήθως εκείνη την εποχή. Δεν υπήρχε υποχρέωση να προειδοποιούνται οι ασθενείς ή τα μέλη της οικογένειάς τους ότι τα απορριφθέντα ή χειρουργικά ληφθέντα υλικά αποτελούσαν ιδιοκτησία του ιατρού ή του ιατρικού ιδρύματος. Στη δεκαετία του 1970, μια διαρροή στο κοινό αποκάλυψε το πραγματικό όνομα της Henrietta, και ζητήθηκαν δείγματα DNA από την οικογένεια Lacks για να βοηθήσουν στην ταυτοποίηση μολυσμένων κυτταρικών σειρών. Η κυτταρική σειρά HeLa προήλθε από ένα δείγμα τραχηλικού ιστού της Lacks και έχει πολλαπλασιαστεί σε κυτταρική καλλιέργεια σε βαθμό που υπερβαίνει κατά πολύ τον συνολικό αριθμό των κυττάρων του σώματός της. Υπάρχουν διάφορα στελέχη κυττάρων HeLa, καθώς συνεχίζουν να μεταλλάσσονται σε κυτταρικές καλλιέργειες, αλλά όλα είναι απόγονοι των καρκινικών κυττάρων που εξήχθησαν από την Lacks.
Αντιμετώπιση ιστορικών αδικιών
Η ιστορία γύρω από την Henrietta Lacks και την παραγωγή των κυττάρων HeLa χωρίς τη γνώση ή τη συγκατάθεσή της έχει πυροδοτήσει μια συζήτηση σχετικά με την ηθική των πρακτικών της ιατρικής έρευνας και την προστασία των ατομικών δικαιωμάτων, ιδίως όσον αφορά τη χρήση ανθρώπινου βιολογικού υλικού στην επιστήμη. Η Henrietta Lacks έγινε, χωρίς να το γνωρίζει, η πηγή της πρώτης αθάνατης ανθρώπινης κυτταρικής σειράς, η οποία έκτοτε έχει οδηγήσει σε αμέτρητες επιστημονικές ανακαλύψεις. Η συνειδητοποίηση αυτού του ηθικού παραπτώματος έχει καταλύσει μια στροφή προς πιο αυστηρές διαδικασίες συγκατάθεσης και μια αυξημένη ευαισθητοποίηση σχετικά με τις ηθικές υποχρεώσεις των ερευνητών. Η υπόθεση αυτή όχι μόνο ανέδειξε την ανάγκη για μεταρρύθμιση των ερευνητικών πρακτικών, αλλά και πυροδότησε μια ευρύτερη συζήτηση σχετικά με τη δικαιοσύνη, τον σεβασμό και την αναγνώριση στην ιατρική έρευνα, οδηγώντας σε προσπάθειες για τη διόρθωση παλαιότερων αδικιών και τη διασφάλιση ότι όσοι συμβάλλουν στην επιστημονική πρόοδο αναγνωρίζονται και αντιμετωπίζονται με αξιοπρέπεια.
Thermo Fisher και τα κύτταρα HeLa
Η αγωγή εναντίον της εταιρείας βιοτεχνολογίας Thermo Fisher Scientific σχετικά με τα κύτταρα HeLa είχε τις ρίζες της σε μια βαθύτερη ηθική και νομική συζήτηση σχετικά με την εμπορευματοποίηση βιολογικού υλικού που προέρχεται από άτομα χωρίς τη συγκατάθεσή τους. Η υπόθεση επικεντρώθηκε στην κυτταρική σειρά HeLa, η οποία οδήγησε σε σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης του εμβολίου κατά της πολιομυελίτιδας και των προόδων στη θεραπεία του καρκίνου.
Η αγωγή έφερε στο φως διάφορες ηθικές πτυχές: τα δικαιώματα των ατόμων και των οικογενειών τους επί του βιολογικού υλικού τους, το ιστορικό πλαίσιο της λήψης δειγμάτων από περιθωριοποιημένα άτομα χωρίς τη συγκατάθεσή τους, καθώς και τις ευθύνες των εταιρειών που επωφελούνται από το εν λόγω υλικό. Η υπόθεση κατά της Thermo Fisher Scientific υπογράμμισε την ανάγκη για σαφέστερες πολιτικές και ηθικά πρότυπα σχετικά με τη χρήση ανθρώπινου βιολογικού υλικού στην έρευνα και το εμπόριο, εξασφαλίζοντας τον σεβασμό των δικαιωμάτων των ατόμων και τον δίκαιο καταμερισμό των οφελών που προκύπτουν από τις επιστημονικές ανακαλύψεις.
Για μια λεπτομερή ανάλυση των καταβολών, των νομικών διαμαχών και των λύσεων που αφορούν τα κύτταρα HeLa, διαβάστε το άρθρο μας «Κύτταρα HeLa: Ιστορία, αγωγή και συμβιβασμοί ».
Συναρπαστικά χαρακτηριστικά των κυττάρων HeLa
Τα κύτταρα HeLa είναι εύκολα στην καλλιέργεια και πολλαπλασιάζονται γρήγορα, ενώ είναι επίσης γνωστά για την υψηλή ευαισθησία τους σε ιογενείς λοιμώξεις. Είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στον ανθρώπινο αδενοϊό 3, στον ιό της εγκεφαλομυοκαρδίτιδας και στους ιούς της πολιομυελίτιδας 1, 2 και 3. Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά τα κύτταρα HeLa απαραίτητα για τη μελέτη της αναπαραγωγής, της συναρμολόγησης και της παθογένειας αυτών των ιών, καθώς και για την ανάπτυξη νέων αντιιικών στρατηγικών. Επιπλέον, τα κύτταρα HeLa χρησιμοποιούνται ευρέως ως ξενιστές μεταμόλυνσης για τη μελέτη της λειτουργίας και της ρύθμισης των γονιδίων, της παραγωγής ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών και της γονιδιακής θεραπείας.
- Ακόμη και για τα καρκινικά κύτταρα, τα κύτταρα HeLa έχουν έναν ασυνήθιστα υψηλό ρυθμό κυτταρικής πολλαπλασιασμού και απεριόριστη διάρκεια ζωής, γεγονός που τα καθιστά εξαιρετικά κατάλληλα για επιστημονική έρευνα.
- Τα κύτταρα HeLa διαθέτουν μια ενεργή μορφή τελομεράσης, η οποία επιτρέπει την απεριόριστη κυτταρική διαίρεση και την αθανασία.
- Τα κύτταρα HeLa ξεπερνούν το όριο Hayflick, τον μέγιστο αριθμό κυτταρικών διαιρέσεων που μπορούν να υποστούν τα περισσότερα φυσιολογικά κύτταρα πριν γεράσουν.
- Τα κύτταρα HeLa έχουν υπερτριπλοειδή αριθμό χρωμοσωμάτων (3n+). Ο μέσος αριθμός χρωμοσωμάτων στα κύτταρα HeLa είναι 82, αλλά μπορεί να κυμαίνεται από 70 έως 164 (αντί του τυπικού διπλοειδούς αριθμού των 46). Αυτά τα χρωμοσώματα αναφέρονται ως «χρωμοσώματα υπογραφής HeLa». Τα κύτταρα HeLa έχουν έναν σύνθετο καρυότυπο που χαρακτηρίζεται από υψηλό βαθμό ανευπλοειδίας και δομικές αναδιατάξεις. Τα κύτταρα HeLa έχουν ένα μικρό τελοκεντρικό χρωμόσωμα στο 98% των κυττάρων και 100% ανευπλοειδία στα 1385 κύτταρα που εξετάστηκαν. Αυτές οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες παίζουν ουσιαστικό ρόλο στον ταχύ ρυθμό ανάπτυξης και την αθανασία των κυττάρων HeLa και συνδέονται επίσης με τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας.
- Λόγω της οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων από τον ιό των ανθρώπινων θηλωμάτων 18 (HPV18) στα ανθρώπινα κύτταρα του τραχήλου της μήτρας, τα κύτταρα HeLa έχουν διαφορετικό γονιδίωμα από αυτό της Henrietta Lacks.
Δομή των κυττάρων HeLa
Τα κύτταρα HeLa έχουν διάμετρο 10 - 20 µm, ανάλογα με τις συνθήκες καλλιέργειας. Τα περισσότερα κύτταρα θηλαστικών έχουν διάμετρο μεταξύ 10 και 100 µm. Ένα από τα μικρότερα ανθρώπινα κύτταρα, τα ερυθρά αιμοσφαίρια, έχουν διάμετρο περίπου 8 µm. Από την άλλη πλευρά, τα κύτταρα των μυϊκών ινών και οι νευρώνες μπορούν να είναι εξαιρετικά μακριά.
Επιστημονικές εξελίξεις χάρη στα κύτταρα HeLa
Τα κύτταρα HeLa έχουν αποτελέσει το επίκεντρο σημαντικών ερευνητικών προόδων, συμπεριλαμβανομένων ανακαλύψεων στη γενετική, την ιολογία και την ανάπτυξη θεραπειών. Η κυτταρική σειρά HeLa έχει χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη του καρκίνου, του AIDS, των επιδράσεων της ακτινοβολίας και των τοξινών, της χαρτογράφησης γονιδίων και αμέτρητων άλλων επιστημονικών ερευνών. Έχουν δημοσιευτεί πάνω από 60.000 επιστημονικά άρθρα σχετικά με την έρευνα για τα HeLa, με τον αριθμό τους να αυξάνεται κατά περισσότερα από 300 κάθε μήνα.
Εξάλειψη της πολιομυελίτιδας
Στη δεκαετία του 1950, ο Jonas Salk δοκίμασε το πρώτο εμβόλιο κατά της πολιομυελίτιδας χρησιμοποιώντας κύτταρα HeLa. Αυτά τα κύτταρα ήταν ευαίσθητα στη μόλυνση από πολιομυελίτιδα, με αποτέλεσμα τον θάνατο των μολυσμένων κυττάρων. Ως αποτέλεσμα, τα κύτταρα HeLa είχαν μεγάλη ζήτηση για τη δοκιμή εμβολίων κατά της πολιομυελίτιδας, επειδή τα αποτελέσματα ήταν άμεσα διαθέσιμα.
Ιολογία
Τα κύτταρα HeLa έχουν μολυνθεί από πολυάριθμους ιούς, συμπεριλαμβανομένων των HIV, Ζίκα, έρπητα και παρωτίτιδας, για τη δοκιμή και την ανάπτυξη νέων εμβολίων και φαρμάκων. Ο Δρ Richard Axel ανακάλυψε ότι τα κύτταρα HeLa μπορούν να μολυνθούν με τον ιό HIV προσθέτοντας την πρωτεΐνη CD4, ώστε να μπορεί να μελετηθεί ο ιός. Τα κύτταρα HeLa έχουν χρησιμοποιηθεί για την έρευνα της έκφρασης του ιού των θηλωμάτων E2 και της απόπτωσης, ενώ έχουν επίσης διαδραματίσει ουσιαστικό ρόλο στην ανάπτυξη εμβολίων κατά του ιού των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV).
Καρκίνος
Τα κύτταρα HeLa έχουν χρησιμοποιηθεί για πολυάριθμες μελέτες σχετικά με τον καρκίνο, συμπεριλαμβανομένων των ορμονών των φύλων, όπως η οιστραδιόλη, τα οιστρογόνα και οι υποδοχείς οιστρογόνων, καθώς και των οιστρογονοειδών ενώσεων, όπως η κερσετίνη και οι αντικαρκινικές της ιδιότητες. Τα κύτταρα HeLa έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη των επιδράσεων των φλαβονοειδών και των αντιοξειδωτικών με την οιστραδιόλη στον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων.
Άλλες αξιοσημείωτες εφαρμογές περιλαμβάνουν
- Θεραπείες καρκίνου: Τα κύτταρα HeLa ήταν καθοριστικά για τη δημιουργία φαρμάκων κατά του καρκίνου, όπως η καμπτοθεκίνη, ένα φάρμακο εγκεκριμένο από τον FDA για τη θεραπεία του καρκίνου των ωοθηκών, του πνεύμονα και του τραχήλου της μήτρας.
- Θαλιδομίδη και πολλαπλό μυέλωμα: Τα κύτταρα HeLa χρησιμοποιήθηκαν για να καταδείξουν πώς το φάρμακο θαλιδομίδη, το οποίο αρχικά χρησιμοποιούνταν για την αντιμετώπιση της πρωινής αδιαθεσίας, μπορεί να προκαλέσει συγγενείς αναπηρίες, οδηγώντας στη χρήση του για τη θεραπεία του πολλαπλού μυελώματος.
- Κατανόηση του HIV και του AIDS: Η αποκάλυψη ότι ο HIV είχε δυσκολίες να μολύνει τα κύτταρα HeLa βελτίωσε την κατανόηση των ερευνητών για τον ιό, ανοίγοντας το δρόμο για την ανάπτυξη φαρμάκων για τον HIV και το AIDS.
- Κυτταρική γήρανση: Τα κύτταρα HeLa επέτρεψαν στους ερευνητές να διερευνήσουν τη βιολογία της γήρανσης και τις ασθένειες που προκαλούν πρόωρη γήρανση, οδηγώντας στην ανακάλυψη αναγεννητικών χρωμοσωμάτων που αποτρέπουν την κυτταρική εκφύλιση και βλάβη με την πάροδο του χρόνου.
- Διαταραχές του αίματος: Τα κύτταρα HeLa χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της υδροξυουρίας κατά διαφόρων κακοηθειών του αίματος και της αναιμίας. Η υδροξυουρία χρησιμοποιείται πλέον για τη θεραπεία της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας και των κακοηθειών των λευκών αιμοσφαιρίων.
- Ακτίνες Χ: Το 1956, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν κύτταρα HeLa για να διερευνήσουν τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας ακτίνων Χ σε ζωντανούς οργανισμούς, αποκτώντας καλύτερη κατανόηση των κινδύνων που ενέχουν οι υψηλές και επαναλαμβανόμενες δόσεις ακτινοβολίας από ιατρικές ακτίνες Χ.
- Καινοτόμες ανακαλύψεις: Τα κύτταρα HeLa έχουν διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο σε πολλές σημαντικές ανακαλύψεις στη βιολογία, οδηγώντας σε προόδους στα φάρμακα κατά του καρκίνου, στη γνώση για τον HIV/AIDS και σε άλλα.
- Κυτταρική γήρανση: Ερευνητές που χρησιμοποίησαν κύτταρα HeLa βραβεύτηκαν με το Βραβείο Νόμπελ για τα ευρήματά τους σχετικά με την κυτταρική γήρανση και την πρόληψη της κυτταρικής εκφύλισης και βλάβης με την πάροδο του χρόνου.
Εξερευνήστε τα κύτταρα HeLa και τα παράγωγά τους
Τι είναι τα δυνητικά αθανατοποιημένα κύτταρα;
Οι αθανατοποιημένες κυτταρικές σειρές είναι κύτταρα που έχουν τροποποιηθεί έτσι ώστε να διαιρούνται συνεχώς και να μπορούν να αναπτυχθούν για μεγάλες χρονικές περιόδους. Προέρχονται από πηγές με χρωμοσωμικές ανωμαλίες ή μεταλλάξεις και μπορούν να προέρχονται από όγκους. Για να συνεχίσουν την ανάπτυξή τους, οι επιστήμονες μεταφέρουν μερικά από τα κύτταρα σε νέα δοχεία κυτταρικής καλλιέργειας και τα πολλαπλασιάζουν για περαιτέρω πειράματα.
Τα κύτταρα HeLa, όπως και άλλες κυτταρικές σειρές, θεωρούνται «αθάνατα» επειδή μπορούν να διαιρούνται επ' αόριστον σε φιάλες κυτταρικής καλλιέργειας, εφόσον διατηρούνται οι βασικές συνθήκες για την επιβίωση των κυττάρων (δηλ. υποστηρίζονται και φροντίζονται σε κατάλληλο περιβάλλον). Υπάρχουν πολυάριθμα στελέχη κυττάρων HeLa επειδή συνεχίζουν να μεταλλάσσονται στις κυτταρικές καλλιέργειες, αλλά όλα προέρχονται από τα ίδια καρκινικά κύτταρα της Lacks. Ο αριθμός των κυττάρων HeLa που πολλαπλασιάζονται σε κυτταρικές καλλιέργειες υπερβαίνει κατά πολύ αυτόν που βρέθηκε στο σώμα της Henrietta Lacks.
Παραγωγή, έλεγχος ποιότητας και διάρκεια ζωής των κυττάρων HeLa
Τα κύτταρα HeLa μπορούν να καλλιεργηθούν και να συλλεχθούν χρησιμοποιώντας τυπικές μεθόδους κυτταρικής καλλιέργειας σε περίπου 80-90% σύγκλιση. Τα κύτταρα είναι σχετικά απλά στη χειρισμό και μπορούν να καλλιεργηθούν σε διάφορα περιβάλλοντα.
Πώς να ξεπαγώσετε κατεψυγμένα κύτταρα HeLa
- Τοποθετήστε το κρυοφιαλίδιο σε αντιβακτηριακό υδατόλουτρο 37 °C με καθαρό νερό.
- Αποψύξτε γρήγορα για 40 έως 60 δευτερόλεπτα. Το φιαλίδιο πρέπει να αφαιρεθεί και να μεταφερθεί σε αποστειρωμένο θάλαμο ροής.
- Σκουπίστε το φιαλίδιο με 70% αλκοόλη και μεταφέρετε το κυτταρικό εναιώρημα σε σωληνάριο φυγοκέντρησης 15 ml που περιέχει 8 ml μέσου καλλιέργειας.
- Ανασυστήστε τα κύτταρα, φυγοκεντρήστε στα 300 x g για τρία λεπτά και απορρίψτε τον υπερκείμενο (εναλλακτικά, αραιώστε με μέσο και αφαιρέστε το μέσο κατάψυξης 24 ώρες αργότερα, εάν δεν φυγοκεντρήσετε αμέσως).
- Μεταφέρετε τα κύτταρα που έχουν αιωρηθεί σε 10 ml νέου μέσου καλλιέργειας σε δύο φιάλες κυτταρικής καλλιέργειας T25.
Υποκαλλιέργεια κυττάρων HeLa
- Απομακρύνετε το παλιό μέσο από τη φιάλη κυτταρικής καλλιέργειας.
- Ξεπλύνετε τα προσκολλημένα κύτταρα χρησιμοποιώντας PBS χωρίς ασβέστιο και μαγνήσιο. Χρησιμοποιήστε 3-5 ml PBS για φιάλες κυτταροκαλλιέργειας T25 και 5-10 ml για φιάλες κυτταροκαλλιέργειας T75.
- Προσθέστε Accutase στη φιάλη κυτταρικής καλλιέργειας. Χρησιμοποιήστε 1-2 ml ανά φιάλη T25 και 2,5 ml ανά φιάλη κυτταρικής καλλιέργειας T75. Βεβαιωθείτε ότι το στρώμα κυττάρων καλύπτεται πλήρως.
- Επωάστε τη φιάλη κυτταρικής καλλιέργειας σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για 8-10 λεπτά.
- Ανακατέψτε προσεκτικά τα κύτταρα με το μέσο. Προσθέστε 10 ml μέσου και ανακινήστε απαλά με την πιπέτα για να διαλύσετε τα συσσωματώματα των κυττάρων.
- Φυγοκεντρήστε το κυτταρικό εναιώρημα για 3 λεπτά στα 300 x g.
- Ανακατέψτε τα κύτταρα σε φρέσκο μέσο.
- Διανείμετε τα αναδιαλυμένα κύτταρα σε νέες φιάλες κυτταρικής καλλιέργειας που περιέχουν φρέσκο μέσο.
- Αποθηκεύστε τα κύτταρα σε υγρό άζωτο για μακροχρόνια αποθήκευση.
Ακολουθώντας αυτά τα βήματα, μπορείτε να υποκαλλιεργήσετε κύτταρα και να διατηρήσετε μια υγιή κυτταρική καλλιέργεια για μελλοντικά πειράματα.