Células HeLa: Revolucionando la investigación
Desde su descubrimiento en 1951, las células Hela, una cepa de células inmortalizadas que lleva el nombre de Henrietta Lacks, se han empleado ampliamente en el estudio científico. Henrietta Lacks, afroamericana de 31 años y madre de cinco hijos, fue diagnosticada de cáncer de cuello de útero el mismo año de su muerte. George Otto Gey, director del Laboratorio de Cultivo de Tejidos del Hospital Johns Hopkins, recogió y multiplicó sus células de carcinoma de cuello de útero, que demostraron ser excepcionalmente resistentes y prolíficas, lo que permitió su amplia aplicación en la investigación científica. A diferencia de otras células humanas, las células HeLa podían mantenerse y multiplicarse in vitro, lo que supuso un avance considerable en la investigación médica.
Historia y cronología de las células Hela
Henrietta Lacks, una cultivadora de tabaco negra, fue llevada al Hospital Johns Hopkins en 1951 por una hemorragia vaginal anormal y más tarde recibió tratamiento para un cáncer de cuello de útero. Su primera terapia consistió en tomar muestras de tejido del cuello del útero sin su consentimiento. La biopsia cervical produjo muestras de tejido para el examen clínico de George Otto Gey, que fueron estudiadas en el laboratorio de cultivo de tejidos. A diferencia de las muestras anteriores, el ayudante de laboratorio de Gey observó que las células se duplicaban cada 20-24 horas y se expandían rápidamente. Gey propagó las células de cáncer de cuello de útero justo antes de la muerte de Lacks, y fueron la primera línea celular humana viable in vitro. Las células recibieron el nombre de las dos primeras letras del nombre y apellido de Henrietta Lacks y se entregaron a cualquier científico que las solicitara para avanzar en la investigación.
Aunque las células se obtuvieron sin el permiso de Lacks o de su familia, en aquella época no era necesario ni habitual solicitarlo. No existía la obligación de advertir a los pacientes o a sus familiares de que los materiales desechados u obtenidos quirúrgicamente eran propiedad del médico o del centro médico. En la década de 1970, una filtración pública reveló el nombre real de Henrietta, y se pidieron muestras de ADN a la familia Lacks para ayudar a identificar las líneas celulares contaminadas. La línea celular HeLa se originó a partir de una muestra de tejido cervical de Lacks y se ha multiplicado en cultivos celulares hasta superar con creces el número total de células de su cuerpo. Existen varias cepas de células HeLa, ya que siguen mutando en los cultivos celulares, pero todas ellas son descendientes de las células tumorales extraídas de Lacks.
Hacer frente a los errores históricos
El relato en torno a Henrietta Lacks y la derivación de células HeLa sin su conocimiento o consentimiento ha encendido un discurso sobre la ética de las prácticas de investigación médica y la protección de los derechos individuales, en particular en lo que respecta al uso de materiales biológicos humanos en la ciencia. Henrietta Lacks se convirtió sin saberlo en la fuente de la primera línea celular humana inmortal, que desde entonces ha dado lugar a innumerables avances científicos. La constatación de este error ético ha catalizado un cambio hacia procesos de consentimiento más rigurosos y una mayor conciencia de las obligaciones morales de los investigadores. Este caso no sólo ha puesto de relieve la necesidad de reformar las prácticas de investigación, sino que también ha desencadenado un debate más amplio sobre la justicia, el respeto y el reconocimiento en la investigación médica, lo que ha dado lugar a esfuerzos para rectificar las injusticias del pasado y garantizar que los que contribuyen al avance científico sean reconocidos y tratados con dignidad.
Thermo Fisher y las células HeLa
La demanda contra la empresa biotecnológica Thermo Fisher Scientific en relación con las células HeLa tenía su origen en un debate ético y jurídico más profundo sobre la comercialización de materiales biológicos obtenidos de personas sin su consentimiento. El caso se centró en la línea celular HeLa, que permitió importantes avances científicos, como el desarrollo de la vacuna contra la poliomielitis y avances en el tratamiento del cáncer.
El pleito sacó a la luz varias consideraciones éticas: los derechos de las personas y sus familias sobre sus materiales biológicos, el contexto histórico de la toma de muestras de personas marginadas sin su consentimiento y las responsabilidades de las empresas que se benefician de esos materiales. El caso contra Thermo Fisher Scientific puso de manifiesto la necesidad de políticas y normas éticas más claras en relación con el uso de materiales biológicos humanos en la investigación y el comercio, que garanticen el respeto de los derechos de las personas y el reparto equitativo de los beneficios derivados de los descubrimientos científicos.
Para un análisis detallado de los orígenes, batallas legales y resoluciones en torno a las células HeLa, consulte nuestro artículo"Células HeLa: Historia, pleito y acuerdos"
Características fascinantes de las células HeLa
Las células HeLa son fáciles de cultivar y se multiplican rápidamente, y también son conocidas por su alta susceptibilidad a las infecciones víricas. Son especialmente sensibles al adenovirus humano 3, al virus de la encefalomiocarditis y a los poliovirus 1, 2 y 3. Esta característica hace que las células HeLa sean esenciales para estudiar la replicación de estos virus. Esta característica hace que las células HeLa sean esenciales para estudiar la replicación, el ensamblaje y la patogénesis de estos virus y para desarrollar nuevas estrategias antivirales. Además, las células HeLa se utilizan ampliamente como huéspedes de transfección para estudiar la función y regulación de los genes, la producción de proteínas recombinantes y la terapia génica.
- Incluso para las células cancerosas, las células HeLa tienen una tasa anormalmente alta de proliferación celular y una vida útil ilimitada, lo que las hace excelentes para la investigación científica.
- Las células HeLa tienen una forma de telomerasa activa, lo que permite una división celular ilimitada y la inmortalidad.
- Las células HeLa superan el límite de Hayflick, el número máximo de divisiones celulares que pueden sufrir la mayoría de las células normales antes de volverse senescentes.
- Las células HeLa tienen un número cromosómico hipertriploide (3n+). El número medio de cromosomas en las células HeLa es de 82, pero puede oscilar entre 70 y 164 (en lugar del número diploide estándar de 46). Estos cromosomas se denominan "cromosomas característicos de HeLa". Las células Hela tienen un cariotipo complejo caracterizado por un alto grado de aneuploidía y reordenamientos estructurales. Las células HeLa presentan un cromosoma telocéntrico pequeño en el 98% de las células y un 100% de aneuploidía en 1385 células examinadas. Estas anomalías cromosómicas desempeñan un papel esencial en la rápida tasa de crecimiento y la inmortalidad de las células HeLa y también están asociadas al cáncer de cuello de útero.
- Debido a la transferencia horizontal de genes del virus del papiloma humano 18 (VPH18) a las células cervicales humanas, las células HeLa tienen un genoma diferente al de Henrietta Lacks.
Estructura de las células HeLa
Las células HeLa tienen un diámetro de 10 - 20 µm, dependiendo de las condiciones de cultivo. La mayoría de las células de mamíferos tienen un diámetro de entre 10 y 100 µm. Una de las células humanas más pequeñas, los glóbulos rojos, tiene un diámetro de aproximadamente 8 µm. En cambio, las células de las fibras musculares y las neuronas pueden ser extremadamente largas.
Avances en la investigación gracias a HeLa
Las células HeLa han estado en el centro de importantes avances de investigación, incluyendo descubrimientos en genética, virología y desarrollo terapéutico. La línea celular HeLa se ha utilizado para estudiar el cáncer, el sida, los efectos de la radiación y las toxinas, el mapeo genético y otros innumerables esfuerzos científicos. Se han publicado más de 60.000 artículos científicos sobre la investigación con HeLa, con un incremento mensual de más de 300.
Erradicación de la polio
En la década de 1950, Jonas Salk probó la primera vacuna contra la poliomielitis utilizando células HeLa. Estas células eran susceptibles a la infección por poliomielitis, lo que provocaba la muerte de las células infectadas. Como resultado, las células HeLa fueron muy solicitadas para las pruebas de la vacuna contra la poliomielitis, ya que los resultados estaban fácilmente disponibles.
Virología
Las células HeLa se han infectado con numerosos virus, como el VIH, el Zika, el herpes y las paperas, para probar y desarrollar nuevas vacunas y fármacos. El Dr. Richard Axel descubrió que las células HeLa pueden infectarse con el VIH añadiendo la proteína CD4 para poder estudiar el virus. Las células HeLa se han utilizado para investigar la expresión del virus del papiloma E2 y la apoptosis, y también han desempeñado un papel esencial en el desarrollo de vacunas contra el virus del papiloma humano (VPH).
Cáncer
Las células HeLa se han utilizado para numerosos estudios sobre el cáncer, incluidas las hormonas esteroides sexuales como el estradiol, el estrógeno y los receptores de estrógeno y compuestos similares al estrógeno como la quercetina y sus propiedades preventivas del cáncer. Las células HeLa también se han utilizado para estudiar los efectos de flavonoides y antioxidantes con estradiol en la proliferación de células cancerosas.
Otras aplicaciones destacables son
- Tratamientos contra el cáncer: Las células HeLa fueron cruciales en la creación de medicamentos contra el cáncer, como la camptotecina, un fármaco aprobado por la FDA para tratar el cáncer de ovario, pulmón y cuello de útero.
- Talidomida y mieloma múltiple: Las células HeLa se utilizaron para ilustrar cómo el medicamento talidomida, utilizado inicialmente para las náuseas matutinas, puede causar discapacidades congénitas, lo que llevó a su uso en el tratamiento del mieloma múltiple.
- Comprensión del VIH y el sida: La revelación de que el VIH tenía dificultades para infectar células HeLa mejoró la comprensión del virus por parte de los investigadores, abriendo la puerta al desarrollo de medicamentos contra el VIH y el sida.
- Envejecimiento celular: Las células HeLa han permitido a los investigadores explorar la biología del envejecimiento y las enfermedades que causan el envejecimiento prematuro, lo que ha llevado al descubrimiento de cromosomas regenerables que evitan la degeneración y el daño celular con el paso del tiempo.
- Trastornos sanguíneos: Las células HeLa se utilizaron para evaluar la eficacia de la hidroxiurea contra distintos tumores malignos de la sangre y la anemia; la hidroxiurea se utiliza ahora para tratar la anemia falciforme y los tumores malignos de los glóbulos blancos.
- Rayos X: En 1956, los científicos utilizaron células HeLa para investigar los efectos de la radiación de rayos X en organismos vivos, lo que les permitió comprender mejor los peligros de las dosis altas y recurrentes de radiación de los rayos X médicos.
- Descubrimientos innovadores: Las células HeLa han desempeñado un papel crucial en varios descubrimientos significativos en biología, lo que ha dado lugar a avances en los medicamentos contra el cáncer, el conocimiento del VIH/SIDA, etc.
- Envejecimiento celular: Los investigadores que emplean células HeLa fueron galardonados con el Premio Nobel por sus descubrimientos sobre el envejecimiento celular y la prevención de la degeneración y el daño celular con el paso del tiempo.
Explorar las células HeLa y sus derivados
¿Qué son las células potencialmente inmortalizadas?
Las líneas celulares inmortalizadas son células que han sido modificadas para que se dividan continuamente y puedan cultivarse durante largos periodos. Proceden de fuentes con anomalías o mutaciones cromosómicas y pueden derivarse de tumores. Para continuar el crecimiento, los científicos dividen algunas de las células en nuevos recipientes de cultivo celular y las multiplican para experimentos posteriores.
Las células HeLa, al igual que otras líneas celulares, se consideran "inmortales" porque pueden dividirse indefinidamente en frascos de cultivo celular siempre que se mantengan las condiciones primarias para la supervivencia celular (es decir, que reciban apoyo y cuidados en un entorno adecuado). Existen numerosas cepas de células HeLa porque siguen mutando en los cultivos celulares, pero todas derivan de las mismas células tumorales de Lacks. El número de células HeLa propagadas en cultivos celulares supera con creces el encontrado en el cuerpo de Henrietta Lacks.
Fabricación, control de calidad y conservación de las células HeLa
Las células HeLa pueden cultivarse y cosecharse utilizando métodos estándar de cultivo celular en torno al 80-90% de confluencia. Las células son relativamente fáciles de manipular y pueden cultivarse en diversos entornos.
Cómo descongelar células HeLa congeladas
- Coloque el criovial en un baño de agua antibacteriano a 37°C con agua limpia.
- Descongelar rápidamente durante 40 a 60 segundos. Retire el vial y transfiéralo a una cabina de flujo estéril.
- Limpiar el vial con alcohol al 70% y transferir la suspensión celular a un tubo de centrífuga de 15 ml que contenga 8 ml de medio de cultivo.
- Reconstituir las células, centrifugar a 300 x g durante tres minutos y desechar el sobrenadante (alternativamente, diluir con medio y eliminar el medio de congelación 24 horas después si no se centrifuga inmediatamente).
- Transfiera las células suspendidas en 10 ml de medio de cultivo nuevo a dos matraces de cultivo celular T25.
Subcultivo de células HeLa
- Eliminar el medio antiguo del matraz de cultivo celular.
- Enjuagar las células adherentes con PBS sin calcio ni magnesio. Utilizar 3-5 ml de PBS para los matraces de cultivo celular T25 y 5-10 ml para los T75.
- Añadir Accutase al matraz de cultivo celular. Utilice 1-2 ml por matraz de cultivo celular T25, y 2,5 ml por matraz T75. Asegúrese de que la lámina celular esté completamente cubierta.
- Incubar el matraz de cultivo celular a temperatura ambiente durante 8-10 minutos.
- Resuspender cuidadosamente las células con el medio. Añadir 10 ml de medio y pipetear suavemente arriba y abajo para romper los agregados celulares.
- Centrifugar la suspensión celular durante 3 minutos a 300 x g.
- Resuspender las células en medio fresco.
- Dispensar las células resuspendidas en nuevos frascos de cultivo celular que contengan medio fresco.
- Almacenar las células en nitrógeno líquido para su conservación a largo plazo.
Siguiendo estos pasos, puede subcultivar células y mantener un cultivo celular sano para futuros experimentos.