Julkaistu: 2023 | Viimeksi tarkistettu: toukokuu 2026
HeLa-solut: tutkimuksen mullistaja
Vuonna 1951 löydettyjen HeLa-solujen, Henrietta Lacksin mukaan nimettyjen kuolemattomien solujen, käyttö on yleistynyt laajasti tieteellisessä tutkimuksessa. Henrietta Lacks, 31-vuotias afroamerikkalainen viiden lapsen äiti, sai kohdunkaulasyövän diagnoosin samana vuonna, kun hän kuoli. Johns Hopkinsin sairaalan kudosviljelylaboratorion johtaja George Otto Gey keräsi ja monisti hänen kohdunkaulasyöpäsolunsa, jotka osoittautuivat poikkeuksellisen kestäviksi ja lisääntymiskykyisiksi, mikä mahdollisti niiden laajan käytön tieteellisessä tutkimuksessa. Toisin kuin muut ihmisen solut, HeLa-soluja voitiin ylläpitää ja monistaa in vitro, mikä merkitsi huomattavaa edistysaskelta lääketieteellisessä tutkimuksessa.
- Kasvatusväliaine
Katso tuotesivu - Kaksinkertaistumisaika
Katso tuotesivu - Kasvutyyppi
Adherentti - Bioturvallisuustaso
BSL-1 - Saatavana
Cytion — Tilaa HeLa
HeLa-solujen historia ja aikajana
Henrietta Lacks, musta tupakankasvattaja, vietiin Johns Hopkinsin sairaalaan vuonna 1951 epänormaalin emätinverenvuodon vuoksi ja sai myöhemmin hoitoa kohdunkaulansyöpään. Hänen ensimmäinen hoitonsa koostui kudosnäytteiden ottamisesta kohdunkaulasta ilman hänen suostumustaan. Kohdunkaulan biopsia tuotti kudosnäytteitä George Otto Geyn kliinistä tutkimusta varten, ja niitä tutkittiin kudosviljelylaboratoriossa. Aikaisempiin näytteisiin verrattuna Geyn laboratorioassistentti huomasi, että solut kaksinkertaistuivat 20–24 tunnin välein ja lisääntyivät nopeasti. Gey viljeli kohdunkaulasyöpäsoluja juuri ennen Lacksin kuolemaa, ja ne olivat ensimmäinen elinkelpoinen ihmisen in vitro -solulinja. Solut nimettiin Henrietta Lacksin etu- ja sukunimen kahden ensimmäisen kirjaimen mukaan, ja niitä annettiin kaikille tutkijoille, jotka pyysivät niitä tutkimuksen edistämiseksi.
Vaikka solut kerättiin ilman Lacksin tai hänen perheensä lupaa, lupaa ei tarvittu eikä sitä yleisesti pyydetty tuolloin. Ei ollut velvollisuutta varoittaa potilaita tai heidän perheenjäseniään siitä, että hävitetyt tai kirurgisesti saadut materiaalit olivat lääkärin tai hoitolaitoksen omaisuutta. 1970-luvulla julkinen vuoto paljasti Henriettan oikean nimen, ja Lacksin perheeltä pyydettiin DNA-näytteitä saastuneiden solulinjojen tunnistamisen avuksi. HeLa-solulinja on peräisin Lacksin kohdunkaulakudoksen näytteestä, ja sitä on monistettu soluviljelmässä määrään, joka ylittää huomattavasti hänen kehonsa solujen kokonaismäärän. HeLa-soluista on useita kantoja, koska ne muuttuvat jatkuvasti soluviljelmissä, mutta ne kaikki ovat Lacksilta otettujen kasvainsolujen jälkeläisiä.
Historiallisten vääryyksien korjaaminen
Henrietta Lacksia ja HeLa-solujen tuottamista ilman hänen tietämystään tai suostumustaan ympäröivä tarina on herättänyt keskustelua lääketieteellisen tutkimuksen eettisyydestä ja yksilön oikeuksien suojelusta, erityisesti ihmisperäisen biologisen materiaalin käytöstä tieteessä. Henrietta Lacksista tuli tietämättään ensimmäisen kuolemattoman ihmisen solulinjan lähde, mikä on sittemmin johtanut lukemattomiin tieteellisiin läpimurtoihin. Tämän eettisen vääryyden ymmärtäminen on vauhdittanut siirtymistä tiukempiin suostumusprosesseihin ja lisännyt tietoisuutta tutkijoiden moraalisista velvollisuuksista. Tämä tapaus on paitsi korostanut tarvetta uudistaa tutkimuskäytäntöjä, myös herättänyt laajemman keskustelun oikeudenmukaisuudesta, kunnioituksesta ja tunnustuksesta lääketieteellisessä tutkimuksessa. Tämä on johtanut pyrkimyksiin korjata menneitä vääryyksiä ja varmistaa, että tieteellisen kehityksen edistäjät saavat tunnustusta ja heitä kohdellaan arvokkaasti.
Thermo Fisher ja HeLa-solut
Bioteknologiayritys Thermo Fisher Scientificia vastaan nostettu HeLa-soluja koskeva oikeusjuttu juontui syvemmästä eettisestä ja oikeudellisesta keskustelusta, joka koski yksilöiltä ilman heidän suostumustaan peräisin olevien biologisten materiaalien kaupallistamista. Tapaus keskittyi HeLa-solulinjaan, joka johti merkittäviin tieteellisiin läpimurtoihin, kuten poliorokotteen kehittämiseen ja syöpähoidon edistymiseen.
Oikeusjuttu toi esiin useita eettisiä näkökohtia: yksilöiden ja heidän perheidensä oikeudet biologiseen materiaaliinsa, historiallisen kontekstin, jossa näytteitä otettiin syrjityiltä henkilöiltä ilman suostumusta, sekä tällaisesta materiaalista hyötyvien yritysten vastuut. Thermo Fisher Scientificia vastaan nostettu oikeusjuttu korosti tarvetta selkeämpiin käytäntöihin ja eettisiin standardeihin, jotka koskevat ihmisperäisen biologisen materiaalin käyttöä tutkimuksessa ja kaupankäynnissä, jotta varmistetaan yksilöiden oikeuksien kunnioittaminen ja tieteellisistä löydöksistä saatavien hyötyjen tasapuolinen jakaminen.
Yksityiskohtainen katsaus HeLa-solujen alkuperään, oikeudenkäynteihin ja ratkaisuihin löytyy artikkelistamme ”HeLa-solut: historia, oikeusjuttu ja sovinnot ”.
HeLa-solujen kiehtovia ominaisuuksia
HeLa-soluja on helppo viljellä ja ne lisääntyvät nopeasti. Ne tunnetaan myös suuresta alttiudestaan virusinfektioille. Ne ovat erityisen alttiita ihmisen adenovirukselle 3, enkefalomyokardiittivirukselle sekä polioviruksille 1, 2 ja 3. Tämä ominaisuus tekee HeLa-soluista välttämättömiä näiden virusten replikaation, kokoonpanon ja patogeneesin tutkimuksessa sekä uusien antiviraalisten strategioiden kehittämisessä. Lisäksi HeLa-soluja käytetään laajalti transfektiovasta-aineina geenien toiminnan ja säätelyn tutkimuksessa, rekombinanttien proteiinien tuotannossa ja geeniterapiassa.
- Jopa syöpäsoluihin verrattuna HeLa-soluilla on poikkeuksellisen korkea solujen lisääntymisnopeus ja rajaton elinikä, mikä tekee niistä erinomaisia tieteelliseen tutkimukseen.
- HeLa-soluilla on aktiivinen telomeraasimuoto, joka mahdollistaa rajattoman solujen jakautumisen ja kuolemattomuuden.
- HeLa-solut ylittävät Hayflickin rajan, joka on suurin solujen jakautumisten määrä, jonka useimmat normaalit solut voivat käydä läpi ennen vanhenemista.
- HeLa-soluilla on hypertriploidinen kromosomiluku (3n+). HeLa-solujen keskimääräinen kromosomiluku on 82, mutta se voi vaihdella välillä 70–164 (normaalin diploidiluvun 46 sijaan). Näitä kromosomeja kutsutaan "HeLa-signatuurikromosomeiksi". HeLa-soluilla on monimutkainen karyotyyppi, jolle on ominaista korkea aneuploidian aste ja rakenteelliset uudelleenjärjestelyt. HeLa-soluilla on pieni telosentrinen kromosomi 98 %:ssa soluista ja 100 %:n aneuploidia 1385 tutkituista soluista. Nämä kromosomipoikkeavuudet ovat keskeisessä roolissa HeLa-solujen nopeassa kasvuvauhdissa ja kuolemattomuudessa, ja ne liittyvät myös kohdunkaulansyöpään.
- Ihmisen papilloomaviruksen 18 (HPV18) horisontaalisen geenisiirron seurauksena ihmisen kohdunkaulansoluihin HeLa-soluilla on erilainen genomi kuin Henrietta Lacksilla.
HeLa-solujen rakenne
HeLa-solujen halkaisija on 10–20 µm viljelyolosuhteista riippuen. Useimpien nisäkkäiden solujen halkaisija on 10–100 µm. Yksi pienimmistä ihmisen soluista, punasolut, ovat halkaisijaltaan noin 8 µm. Toisaalta lihassolut ja hermosolut voivat olla erittäin pitkiä.
HeLa-solujen ansiosta saavutettuja tutkimuksen läpimurtoja
HeLa-solut ovat olleet keskeisessä asemassa merkittävissä tutkimuksen edistysaskeleissa, mukaan lukien löydökset genetiikan, virologian ja hoitomenetelmien kehittämisen aloilla. HeLa-solulinjaa on käytetty syövän, aidsin, säteilyn ja toksiinien vaikutusten, geenikartoituksen sekä lukemattomien muiden tieteellisten hankkeiden tutkimiseen. HeLa-tutkimuksesta on julkaistu yli 60 000 tieteellistä artikkelia, ja määrä kasvaa yli 300:lla kuukausittain.
Polion hävittäminen
1950-luvulla Jonas Salk testasi ensimmäisen poliorokotteen HeLa-soluilla. Nämä solut olivat alttiita poliomyeliittitartunnalle, mikä johti tartunnan saaneiden solujen kuolemaan. Tämän seurauksena HeLa-soluilla oli suuri kysyntä poliorokotteen testaamisessa, koska tulokset olivat helposti saatavilla.
Virologia
HeLa-soluja on infektoitu lukuisilla viruksilla, kuten HIV:llä, zikalla, herpesviruksella ja sikotautiviruksella, uusien rokotteiden ja lääkkeiden testaamiseksi ja kehittämiseksi. Tohtori Richard Axel havaitsi, että HeLa-solut voidaan tartuttaa HIV:llä lisäämällä CD4-proteiinia, jotta virusta voidaan tutkia. HeLa-soluja on käytetty papillomaviruksen E2-ilmentymisen ja apoptoosin tutkimiseen, ja ne ovat myös olleet keskeisessä roolissa ihmisen papillomaviruksen (HPV) rokotteiden kehittämisessä.
Syöpä
HeLa-soluja on käytetty lukuisissa syöpätutkimuksissa, mukaan lukien sukupuolihormonit, kuten estradioli, estrogeeni ja estrogeenireseptorit, sekä estrogeenin kaltaiset yhdisteet, kuten kversetiini ja sen syöpää ehkäisevät ominaisuudet. HeLa-soluja on käytetty myös tutkimaan flavonoidien ja antioksidanttien vaikutuksia estradiolin kanssa syöpäsolujen lisääntymiseen.
Muita huomionarvoisia sovelluksia ovat
- Syöpähoidot: HeLa-solut olivat ratkaisevassa asemassa syöpälääkkeiden kehittämisessä, kuten kamptotekiinissa, joka on FDA:n hyväksymä lääke munasarja-, keuhko- ja kohdunkaulasyövän hoitoon.
- Talidomidi ja multippeli myelooma: HeLa-soluja käytettiin havainnollistamaan, kuinka alun perin aamupahoinvointia hoidettaessa käytetty lääke talidomidi voi aiheuttaa synnynnäisiä vammaisuuksia, mikä johti sen käyttöön multippelin myelooman hoidossa.
- HIV:n ja aidsin ymmärtäminen: Havainto, että HIV:llä oli vaikeuksia tartuttaa HeLa-soluja, paransi tutkijoiden ymmärrystä viruksesta ja avasi tien HIV- ja aids-lääkkeiden kehittämiselle.
- Solujen ikääntyminen: HeLa-solujen avulla tutkijat ovat voineet tutkia ikääntymisen biologiaa ja ennenaikaista ikääntymistä aiheuttavia sairauksia, mikä johti sellaisten uudistuvien kromosomien löytämiseen, jotka estävät solujen rappeutumista ja vaurioitumista ajan myötä.
- Verenkierron häiriöt: HeLa-soluja käytettiin hydroksiurean tehokkuuden arvioimiseen erilaisissa verisyövissä ja anemiassa; hydroksiureaa käytetään nykyään sirppisoluanemian ja valkosolujen pahanlaatuisten kasvainten hoitoon.
- Röntgensäteet: Vuonna 1956 tutkijat käyttivät HeLa-soluja tutkiakseen röntgensäteilyn vaikutuksia eläviin organismeihin, mikä auttoi ymmärtämään paremmin lääketieteellisten röntgensäteiden suurten ja toistuvien annosten vaaroja.
- Innovatiiviset löydöt: HeLa-solut ovat olleet keskeisessä roolissa useissa merkittävissä biologian löydöksissä, jotka ovat johtaneet edistysaskeliin syöpälääkkeissä, HIV/AIDS-tietämyksessä ja muilla aloilla.
- Solujen ikääntyminen: HeLa-soluja käyttäneet tutkijat saivat Nobelin palkinnon löydöksistään solujen ikääntymisestä sekä solujen rappeutumisen ja vaurioiden ehkäisystä ajan myötä.
Tutustu HeLa-soluihin ja niiden johdannaisiin
Mitä ovat potentiaalisesti ikuistuneet solut?
Ikuistuneet solulinjat ovat soluja, joita on muunnettu siten, että ne jakautuvat jatkuvasti ja niitä voidaan kasvattaa pitkään. Ne ovat peräisin lähteistä, joissa on kromosomipoikkeavuuksia tai mutaatioita, ja ne voivat olla peräisin kasvaimista. Kasvun jatkamiseksi tutkijat jakavat osan soluista uusiin soluviljelyastioihin ja monistavat niitä jatkokokeita varten.
HeLa-soluja, kuten muita solulinjoja, pidetään "kuolemattomina", koska ne voivat jakautua loputtomasti soluviljelyastioissa niin kauan kuin solujen selviytymisen perusedellytykset säilyvät (eli niitä tuetaan ja hoidetaan sopivassa ympäristössä). HeLa-soluja on lukuisia kantoja, koska ne muuntuvat jatkuvasti soluviljelmissä, mutta ne kaikki ovat peräisin samoista Lacksin kasvainsoluista. Soluviljelmissä lisääntyneiden HeLa-solujen määrä ylittää reilusti Henrietta Lacksin kehosta löydetyn solumäärän.
HeLa-solujen valmistus, laadunvalvonta ja säilyvyysaika
HeLa-soluja voidaan viljellä ja kerätä tavanomaisilla soluviljelymenetelmillä noin 80–90 %:n konfluenssissa. Soluja on suhteellisen helppo käsitellä, ja niitä voidaan viljellä erilaisissa olosuhteissa.
Kuinka sulattaa jäädytetyt HeLa-solut
- Laita kryoputki antibakteeriseen 37 °C:n vesihauteeseen, jossa on puhdasta vettä.
- Sulata nopeasti 40–60 sekunnin ajan. Pullo on poistettava ja siirrettävä steriiliin virtauskaappiin.
- Pyyhi pullo 70-prosenttisella alkoholilla ja siirrä solususpensio 15 ml:n sentrifugiputkeen, joka sisältää 8 ml viljelyväliainetta.
- Sekoita solut, sentrifugoi 300 x g:n voimalla kolme minuuttia ja hävitä supernatantti (vaihtoehtoisesti laimenna väliaineella ja poista pakastusväliaine 24 tuntia myöhemmin, jos et sentrifugoi heti).
- Siirrä 10 ml:aan uutta viljelyväliainetta suspendoidut solut kahteen T25-soluviljelypulloon.
HeLa-solujen subkultivointi
- Poista vanha väliaine soluviljelypullosta.
- Huuhtele kiinnittyneet solut kalsiumia ja magnesiumia sisältämättömällä PBS-liuoksella. Käytä 3–5 ml PBS-liuosta T25- ja 5–10 ml T75-soluviljelypulloihin.
- Lisää Accutase soluviljelypulloon. Käytä 1–2 ml T25-pulloon ja 2,5 ml T75-soluviljelypulloon. Varmista, että solukerros on kokonaan peitetty.
- Inkuboi soluviljelypulloa huoneenlämmössä 8–10 minuuttia.
- Sekoita solut varovasti elatusaineeseen. Lisää 10 ml elatusainetta ja pipetoi varovasti ylös ja alas solukertymien hajottamiseksi.
- Sentrifugoi solususpensiota 3 minuuttia 300 x g:n voimalla.
- Suspendoi solut uudelleen tuoreeseen elatusaineeseen.
- Annostele suspendoidut solut uusiin soluviljelypulloihin, jotka sisältävät tuoretta elatusainetta.
- Säilytä soluja nestemäisessä typessä pitkäaikaista säilytystä varten.
Noudattamalla näitä ohjeita voit viljellä soluja ja ylläpitää terveellistä soluviljelmää tulevia kokeita varten.