Publié : 2023 | Dernière mise à jour : mai 2026
Les cellules HeLa : une révolution dans la recherche
Depuis leur découverte en 1951, les cellules HeLa, une souche de cellules immortalisées nommée d'après Henrietta Lacks, ont été largement utilisées dans la recherche scientifique. Henrietta Lacks, une Afro-Américaine de 31 ans, mère de cinq enfants, a reçu un diagnostic de cancer du col de l'utérus l'année même de son décès. George Otto Gey, directeur du laboratoire de culture tissulaire de l'hôpital Johns Hopkins, a prélevé et multiplié ses cellules de carcinome cervical, qui se sont révélées exceptionnellement résistantes et prolifiques, permettant ainsi leur large application dans la recherche scientifique. Contrairement à d'autres cellules humaines, les cellules HeLa pouvaient être maintenues et multipliées in vitro, ce qui représentait une avancée considérable dans la recherche médicale.
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Histoire et chronologie des cellules HeLa
Henrietta Lacks, une cultivatrice de tabac noire, a été admise à l'hôpital Johns Hopkins en 1951 pour des saignements vaginaux anormaux et a ensuite été traitée pour un cancer du col de l'utérus. Son premier traitement a consisté en un prélèvement de tissus de son col de l'utérus sans son consentement. La biopsie cervicale a fourni des échantillons de tissus destinés à l'examen clinique de George Otto Gey, qui ont été étudiés dans le laboratoire de culture tissulaire. Contrairement aux échantillons précédents, l'assistant de laboratoire de Gey a remarqué que les cellules doublaient toutes les 20 à 24 heures et se multipliaient rapidement. Gey a multiplié les cellules cancéreuses du col de l'utérus juste avant le décès de Lacks, et celles-ci ont constitué la première lignée cellulaire humaine viable in vitro. Les cellules ont été nommées d'après les deux premières lettres du prénom et du nom d'Henrietta Lacks et ont été fournies à tout scientifique qui en faisait la demande pour faire avancer la recherche.
Même si les cellules avaient été prélevées sans l'autorisation d'Henrietta Lacks ou de sa famille, une telle autorisation n'était ni nécessaire ni couramment demandée à l'époque. Il n'existait aucune obligation d'avertir les patients ou les membres de leur famille que les matériaux jetés ou obtenus par voie chirurgicale appartenaient au médecin ou à l'établissement médical. Dans les années 1970, une fuite publique a révélé le véritable nom d'Henrietta, et la famille Lacks a été sollicitée pour fournir des échantillons d'ADN afin d'aider à identifier les lignées cellulaires contaminées. La lignée cellulaire HeLa provient d’un échantillon de tissu cervical de Lacks et a été multipliée en culture cellulaire à un point tel qu’elle dépasse largement le nombre total de cellules de son corps. Il existe plusieurs souches de cellules HeLa, car elles continuent de muter en culture cellulaire, mais toutes sont les descendantes des cellules tumorales extraites de Lacks.
Réparer les torts historiques
L'histoire d'Henrietta Lacks et de l'obtention des cellules HeLa à son insu et sans son consentement a déclenché un débat sur l'éthique des pratiques de recherche médicale et la protection des droits individuels, en particulier concernant l'utilisation de matériel biologique humain dans le domaine scientifique. Henrietta Lacks est devenue, à son insu, la source de la première lignée cellulaire humaine immortelle, qui a depuis conduit à d’innombrables avancées scientifiques. La prise de conscience de cette faute éthique a catalysé une évolution vers des processus de consentement plus rigoureux et une sensibilisation accrue aux obligations morales des chercheurs. Cette affaire a non seulement mis en évidence la nécessité de réformer les pratiques de recherche, mais a également suscité un débat plus large sur la justice, le respect et la reconnaissance dans la recherche médicale, conduisant à des efforts visant à rectifier les injustices passées et à garantir que les contributeurs au progrès scientifique soient reconnus et traités avec dignité.
Thermo Fisher et les cellules HeLa
Le procès intenté contre la société de biotechnologie Thermo Fisher Scientific concernant les cellules HeLa trouvait son origine dans un débat éthique et juridique plus profond sur la commercialisation de matériel biologique provenant d’individus sans leur consentement. L’affaire portait sur la lignée cellulaire HeLa, qui a conduit à des avancées scientifiques majeures, notamment le développement du vaccin contre la polio et des progrès dans le traitement du cancer.
Ce procès a mis en lumière plusieurs considérations éthiques : les droits des personnes et de leurs familles sur leurs matériaux biologiques, le contexte historique du prélèvement d'échantillons sur des personnes marginalisées sans leur consentement, et les responsabilités des entreprises tirant profit de ces matériaux. Le procès intenté contre Thermo Fisher Scientific a mis en évidence la nécessité de politiques et de normes éthiques plus claires concernant l'utilisation de matériel biologique humain dans la recherche et le commerce, afin de garantir le respect des droits des individus et le partage équitable des bénéfices découlant des découvertes scientifiques.
Pour une analyse détaillée des origines, des batailles juridiques et des résolutions concernant les cellules HeLa, consultez notre article « Cellules HeLa : histoire, procès et règlements ».
Caractéristiques fascinantes des cellules HeLa
Les cellules HeLa sont faciles à cultiver et se multiplient rapidement ; elles sont également connues pour leur grande sensibilité aux infections virales. Elles sont particulièrement sensibles à l'adénovirus humain 3, au virus de l'encéphalomyocardite et aux poliovirus 1, 2 et 3. Cette caractéristique rend les cellules HeLa indispensables pour étudier la réplication, l'assemblage et la pathogenèse de ces virus, ainsi que pour développer de nouvelles stratégies antivirales. De plus, les cellules HeLa sont largement utilisées comme hôtes de transfection pour l'étude de la fonction et de la régulation des gènes, la production de protéines recombinantes et la thérapie génique.
- Même pour les cellules cancéreuses, les cellules HeLa présentent un taux de prolifération cellulaire anormalement élevé et une durée de vie illimitée, ce qui en fait un excellent outil pour la recherche scientifique.
- Les cellules HeLa possèdent une forme active de télomérase, ce qui leur permet une division cellulaire illimitée et l'immortalité.
- Les cellules HeLa dépassent la limite de Hayflick, soit le nombre maximal de divisions cellulaires que la plupart des cellules normales peuvent subir avant de devenir sénescentes.
- Les cellules HeLa présentent un caryotype hypertriploïde (3n+). Le nombre moyen de chromosomes dans les cellules HeLa est de 82, mais peut varier de 70 à 164 (au lieu du nombre diploïde standard de 46). Ces chromosomes sont appelés « chromosomes caractéristiques des HeLa ». Les cellules HeLa présentent un caryotype complexe caractérisé par un degré élevé d'aneuploïdie et de réarrangements structurels. Les cellules HeLa possèdent un petit chromosome télocentrique dans 98 % des cellules et une aneuploïdie à 100 % sur les 1 385 cellules examinées. Ces anomalies chromosomiques jouent un rôle essentiel dans le taux de croissance rapide et l'immortalité des cellules HeLa et sont également associées au cancer du col de l'utérus.
- En raison d'un transfert génétique horizontal du papillomavirus humain 18 (HPV18) vers les cellules cervicales humaines, les cellules HeLa possèdent un génome différent de celui d'Henrietta Lacks.
Structure des cellules HeLa
Les cellules HeLa ont un diamètre de 10 à 20 µm, selon les conditions de culture. La plupart des cellules mammifères ont un diamètre compris entre 10 et 100 µm. L'une des plus petites cellules humaines, les globules rouges, a un diamètre d'environ 8 µm. En revanche, les cellules des fibres musculaires et les neurones peuvent être extrêmement longues.
Les avancées de la recherche grâce aux cellules HeLa
Les cellules HeLa ont été au cœur d'avancées significatives de la recherche, notamment dans les domaines de la génétique, de la virologie et du développement thérapeutique. La lignée cellulaire HeLa a été utilisée pour étudier le cancer, le sida, les effets des radiations et des toxines, la cartographie génétique et d'innombrables autres projets scientifiques. Plus de 60 000 articles scientifiques ont été publiés sur la recherche HeLa, et ce nombre augmente de plus de 300 chaque mois.
Éradication de la polio
Dans les années 1950, Jonas Salk a testé le premier vaccin contre la polio à l'aide de cellules HeLa. Ces cellules étaient sensibles à l'infection par le virus de la poliomyélite, ce qui entraînait la mort des cellules infectées. Par conséquent, les cellules HeLa étaient très demandées pour les essais de vaccins contre la polio, car les résultats étaient rapidement disponibles.
Virologie
Les cellules HeLa ont été infectées par de nombreux virus, notamment le VIH, le virus Zika, l'herpès et les oreillons, afin de tester et de développer de nouveaux vaccins et médicaments. Le Dr Richard Axel a découvert que les cellules HeLa pouvaient être infectées par le VIH en y ajoutant la protéine CD4, ce qui permettait d'étudier le virus. Les cellules HeLa ont été utilisées pour étudier l'expression de la protéine E2 du papillomavirus et l'apoptose, et elles ont également joué un rôle essentiel dans le développement des vaccins contre le papillomavirus humain (HPV).
Cancer
Les cellules HeLa ont été utilisées dans de nombreuses études sur le cancer, notamment sur les hormones stéroïdes sexuelles telles que l'estradiol, l'œstrogène et les récepteurs d'œstrogène, ainsi que sur des composés de type œstrogène comme la quercétine et ses propriétés anticancéreuses. Les cellules HeLa ont également servi à étudier les effets des flavonoïdes et des antioxydants associés à l'estradiol sur la prolifération des cellules cancéreuses.
Parmi les autres applications notables, on peut citer
- Traitements contre le cancer : les cellules HeLa ont joué un rôle crucial dans la mise au point de médicaments anticancéreux, tels que la camptothécine, un médicament approuvé par la FDA pour le traitement des cancers de l'ovaire, du poumon et du col de l'utérus.
- Thalidomide et myélome multiple : les cellules HeLa ont permis de montrer comment la thalidomide, initialement utilisée pour traiter les nausées matinales, pouvait entraîner des malformations congénitales, ce qui a conduit à son utilisation dans le traitement du myélome multiple.
- Compréhension du VIH et du SIDA : la découverte que le VIH avait des difficultés à infecter les cellules HeLa a permis aux chercheurs de mieux comprendre le virus, ouvrant la voie au développement de médicaments contre le VIH et le SIDA.
- Vieillissement cellulaire : les cellules HeLa ont permis aux chercheurs d'étudier la biologie du vieillissement et les maladies responsables du vieillissement prématuré, ce qui a conduit à la découverte de chromosomes régénérables qui préviennent la dégénérescence et les dommages cellulaires au fil du temps.
- Troubles sanguins : les cellules HeLa ont été utilisées pour évaluer l'efficacité de l'hydroxyurée contre différentes tumeurs malignes du sang et l'anémie ; l'hydroxyurée est désormais utilisée pour traiter la drépanocytose et les tumeurs malignes des globules blancs.
- Rayons X : en 1956, des scientifiques ont utilisé des cellules HeLa pour étudier les effets des rayons X sur des organismes vivants, ce qui leur a permis de mieux comprendre les dangers liés à des doses élevées et répétées de rayonnement provenant des rayons X médicaux.
- Découvertes innovantes : les cellules HeLa ont joué un rôle crucial dans plusieurs découvertes majeures en biologie, conduisant à des avancées dans les médicaments anticancéreux, la connaissance du VIH/SIDA, et bien plus encore.
- Vieillissement cellulaire : Des chercheurs utilisant des cellules HeLa ont reçu le prix Nobel pour leurs découvertes sur le vieillissement cellulaire et la prévention de la dégénérescence et des dommages cellulaires au fil du temps.
Découvrez les cellules HeLa et leurs dérivés
Que sont les cellules potentiellement immortalisées ?
Les lignées cellulaires immortalisées sont des cellules qui ont été modifiées de manière à se diviser en continu et à pouvoir être cultivées sur de longues périodes. Elles proviennent de sources présentant des anomalies chromosomiques ou des mutations et peuvent être issues de tumeurs. Pour poursuivre leur croissance, les scientifiques divisent certaines de ces cellules dans de nouveaux récipients de culture cellulaire et les multiplient en vue d'expériences ultérieures.
Les cellules HeLa, comme d'autres lignées cellulaires, sont considérées comme « immortelles » car elles peuvent se diviser indéfiniment dans des flacons de culture cellulaire tant que les conditions essentielles à leur survie sont maintenues (c'est-à-dire qu'elles sont entretenues et prises en charge dans un environnement approprié). Il existe de nombreuses souches de cellules HeLa car elles continuent de muter en culture, mais elles proviennent toutes des mêmes cellules tumorales de Lacks. Le nombre de cellules HeLa multipliées en culture dépasse de loin celui présent dans le corps d’Henrietta Lacks.
Fabrication, contrôle qualité et durée de conservation des cellules HeLa
Les cellules HeLa peuvent être cultivées et récoltées à l'aide de méthodes de culture cellulaire standard à environ 80 à 90 % de confluence. Les cellules sont relativement simples à manipuler et peuvent être cultivées dans divers contextes.
Comment décongeler des cellules HeLa congelées
- Placez le cryotube dans un bain-marie antibactérien à 37 °C contenant de l'eau propre.
- Décongelez rapidement pendant 40 à 60 secondes. Retirez le flacon et transférez-le dans une enceinte à flux laminaire stérile.
- Essuyez le flacon avec de l'alcool à 70 % et transférez la suspension cellulaire dans un tube à centrifuger de 15 ml contenant 8 ml de milieu de culture.
- Reconstituez les cellules, centrifugez à 300 x g pendant trois minutes, puis jetez le surnageant (vous pouvez également diluer avec du milieu et retirer le milieu de congélation 24 heures plus tard si vous ne centrifugez pas immédiatement).
- Transférer les cellules en suspension dans 10 ml de milieu de culture neuf dans deux flacons de culture cellulaire T25.
Repiquage des cellules HeLa
- Retirez l'ancien milieu de la bouteille de culture cellulaire.
- Rincez les cellules adhérentes à l'aide de PBS sans calcium ni magnésium. Utilisez 3 à 5 ml de PBS pour les flacons de culture cellulaire T25, et 5 à 10 ml pour les flacons T75.
- Ajoutez de l'Accutase dans la flacon de culture cellulaire. Utilisez 1 à 2 ml par flacon T25 et 2,5 ml par flacon T75. Assurez-vous que la couche cellulaire est entièrement recouverte.
- Incubez la bouteille de culture cellulaire à température ambiante pendant 8 à 10 minutes.
- Remettez soigneusement les cellules en suspension dans le milieu. Ajoutez 10 ml de milieu et pipetez doucement de haut en bas pour briser les agrégats cellulaires.
- Centrifugez la suspension cellulaire pendant 3 minutes à 300 x g.
- Remettre les cellules en suspension dans du milieu frais.
- Distribuer les cellules remises en suspension dans de nouveaux flacons de culture cellulaire contenant du milieu frais.
- Conservez les cellules dans de l'azote liquide pour un stockage à long terme.
En suivant ces étapes, vous pouvez réaliser une sous-culture de cellules et maintenir une culture cellulaire saine pour de futures expériences.