Közzététel: 2023 | Utolsó felülvizsgálat: 2026. május
HeLa sejtek: forradalmasítják a kutatást
1951-es felfedezésük óta a HeLa-sejtek, egy Henrietta Lacksról elnevezett halhatatlan sejtvonal, széles körben használatosak a tudományos kutatásokban. Henrietta Lacks, egy 31 éves, ötgyermekes afroamerikai anya, abban az évben kapott méhnyakrák diagnózist, amikor meghalt. George Otto Gey, a Johns Hopkins Kórház Szövetkultúra Laboratóriumának igazgatója begyűjtötte és szaporította méhnyakrákos sejtjeit, amelyek rendkívül ellenállóak és szaporodóképesek voltak, így széles körben alkalmazhatók lettek a tudományos kutatásban. Más emberi sejtekkel ellentétben a HeLa-sejtek in vitro körülmények között is fenntarthatók és szaporíthatók voltak, ami jelentős előrelépést jelentett az orvosi kutatásban.
- Növekedési táptalaj
Lásd a termékoldalt - Duplázódási idő
Lásd a termékoldalt - Növekedési típus
Adherens - Biológiai biztonsági szint
BSL-1 - Kapható
Cytion — HeLa megrendelése
A HeLa-sejtek története és idővonala
Henrietta Lacks, egy fekete dohánytermelőt 1951-ben rendellenes hüvelyi vérzés miatt szállították a Johns Hopkins Kórházba, ahol később méhnyakrák kezelésben részesült. Első kezelése abból állt, hogy beleegyezése nélkül szövetmintákat vettek a méhnyakából. A méhnyakbiopszia során nyert szövetmintákat George Otto Gey klinikai vizsgálatához használták fel, amelyeket a szövetkultúra-laboratóriumban tanulmányoztak. A korábbi mintákkal ellentétben Gey laboránsa észrevette, hogy a sejtek 20–24 óránként megduplázódnak és gyorsan szaporodnak. Gey Lacks halála előtt szaporította a méhnyakrákos sejteket, amelyek az első életképes emberi in vitro sejtvonalat alkották. A sejteket Henrietta Lacks kereszt- és vezetéknevének első két betűje után nevezték el, és minden olyan tudósnak átadták, aki a kutatás előrehaladása érdekében kérte őket.
Annak ellenére, hogy a sejteket Lacks vagy családja engedélye nélkül gyűjtötték össze, az engedély akkoriban sem volt szükséges, sem pedig általánosan megkövetelt. Nem volt kötelesség figyelmeztetni a betegeket vagy családtagjaikat arra, hogy a kidobott vagy műtéti úton nyert anyagok az orvos vagy az egészségügyi intézmény tulajdonát képezik. Az 1970-es években egy nyilvános szivárogtatás révén kiderült Henrietta valódi neve, és a Lacks családtól DNS-mintákat kértek a szennyezett sejtvonalak azonosításának elősegítése érdekében. A HeLa sejtvonal Lacks méhnyakszövetéből származik, és sejtkultúrában olyan mértékben szaporodott, hogy az messze meghaladja a testében található sejtek teljes számát. A HeLa sejteknek több törzse létezik, mivel sejtkultúrában folyamatosan mutálódnak, de mindegyikük Lacks-tól kivont tumorsejtek leszármazottja.
A történelmi sérelmek orvoslása
A Henrietta Lacks körül kialakult történet és a HeLa-sejteknek az ő tudta és beleegyezése nélkül történő előállítása vitát váltott ki az orvosi kutatási gyakorlatok etikájáról és az egyéni jogok védelméről, különös tekintettel az emberi biológiai anyagok tudományos célú felhasználására. Henrietta Lacks tudta nélkül az első halhatatlan emberi sejtvonal forrásává vált, amely azóta számtalan tudományos áttöréshez vezetett. Ennek az etikai jogsértésnek a felismerése katalizálta a szigorúbb beleegyezési folyamatok felé történő elmozdulást és a kutatók erkölcsi kötelezettségeinek fokozottabb tudatosítását. Ez az eset nemcsak rávilágított a kutatási gyakorlatok reformjának szükségességére, hanem szélesebb körű vitát is kiváltott az igazságosságról, a tiszteletről és az elismerésről az orvosi kutatásban, ami a múltbeli igazságtalanságok orvoslására irányuló erőfeszítésekhez vezetett, valamint annak biztosításához, hogy a tudományos fejlődéshez hozzájárulókat elismerjék és méltóságteljesen kezeljék.
A Thermo Fisher és a HeLa-sejtek
A HeLa-sejtekkel kapcsolatos, a Thermo Fisher Scientific biotechnológiai vállalat ellen indított per egy mélyebb etikai és jogi vitában gyökerezett, amely az egyének beleegyezése nélkül tőlük származó biológiai anyagok kereskedelmi hasznosítását érintette. Az ügy középpontjában a HeLa sejtvonal állt, amely jelentős tudományos áttörésekhez vezetett, többek között a polio elleni vakcina kifejlesztéséhez és a rákkezelés terén elért előrelépésekhez.
A per számos etikai szempontot hozott napvilágra: az egyének és családjaik jogait a biológiai anyagaik felett, a marginalizált egyénektől beleegyezés nélkül vett minták történelmi kontextusát, valamint az ilyen anyagokból hasznot húzó vállalatok felelősségét. A Thermo Fisher Scientific ellen indított per rávilágított arra, hogy egyértelműbb irányelvekre és etikai normákra van szükség az emberi biológiai anyagok kutatásban és kereskedelemben való felhasználásával kapcsolatban, biztosítva az egyének jogainak tiszteletben tartását és a tudományos felfedezésekből származó haszon méltányos megosztását.
A HeLa-sejtekkel kapcsolatos eredetek, jogi csaták és megoldások részletes ismertetését lásd cikkünkben: „HeLa-sejtek: történelem, per és egyezségek ”.
A HeLa-sejtek lenyűgöző tulajdonságai
A HeLa-sejtek könnyen tenyészthetők, gyorsan szaporodnak, és arról is ismertek, hogy nagyon fogékonyak a vírusfertőzésekre. Különösen fogékonyak a humán adenovírus 3-ra, az encephalomyocarditis vírusra, valamint a poliovírus 1-re, 2-re és 3-ra. Ez a tulajdonságuk miatt a HeLa sejtek elengedhetetlenek e vírusok replikációjának, szerkezetének és patogenezisének tanulmányozásához, valamint új antivirális stratégiák kidolgozásához. Ezenkívül a HeLa sejteket széles körben használják transzfekciós gazdasejteként a génfunkciók és -szabályozás, a rekombináns fehérjék előállítása, valamint a génterápia kutatásához.
- Még a ráksejtekhez képest is a HeLa-sejtek rendkívül magas sejtproliferációs arányt és korlátlan élettartamot mutatnak, ami kiválóan alkalmassá teszi őket tudományos kutatásokhoz.
- A HeLa-sejtek aktív telomeráz formával rendelkeznek, ami korlátlan sejtosztódást és halhatatlanságot tesz lehetővé.
- A HeLa-sejtek túllépik a Hayflick-határt, azaz azt a maximális sejtosztódási számot, amelyet a legtöbb normális sejt elérhet, mielőtt öregedni kezdene.
- A HeLa-sejtek hipertriploid kromoszómaszámmal rendelkeznek (3n+). A HeLa-sejtek átlagos kromoszómaszáma 82, de 70 és 164 között is változhat (a szokásos 46-os diploid szám helyett). Ezeket a kromoszómákat „HeLa-jellegzetes kromoszómáknak” nevezik. A HeLa-sejtek komplex kariotípussal rendelkeznek, amelyet magas fokú aneuploidia és szerkezeti átrendeződések jellemeznek. A HeLa-sejtek 98%-ában található egy kis telocentrikus kromoszóma, és a vizsgált 1385 sejt 100%-ában aneuploidia figyelhető meg. Ezek a kromoszómális rendellenességek alapvető szerepet játszanak a HeLa-sejtek gyors növekedési ütemében és halhatatlanságában, valamint összefüggésbe hozhatók a méhnyakrákkal is.
- A humán papillomavírus 18-tól (HPV18) az emberi méhnyaksejtekbe történő horizontális génátvitel miatt a HeLa sejtek genomja eltér Henrietta Lacksétől.
A HeLa-sejtek felépítése
A HeLa sejtek átmérője a tenyésztési körülményektől függően 10–20 µm. A legtöbb emlős sejt átmérője 10 és 100 µm között van. Az egyik legkisebb emberi sejt, a vörösvérsejt átmérője körülbelül 8 µm. Másrészt az izomrostsejtek és az idegsejtek rendkívül hosszúak lehetnek.
A HeLa-nak köszönhető kutatási eredmények
A HeLa sejtek jelentős kutatási eredmények középpontjában állnak, ideértve a genetika, a virológia és a terápiás fejlesztések terén elért felfedezéseket. A HeLa sejtvonalat a rák, az AIDS, a sugárzás és a toxinok hatásainak, a géntérképek elkészítésének, valamint számtalan egyéb tudományos kutatás tanulmányozására használták. A HeLa-kutatásokról több mint 60 000 tudományos cikk jelent meg, és ez a szám havonta több mint 300-zal növekszik.
A gyermekbénulás felszámolása
Az 1950-es években Jonas Salk a HeLa-sejteket felhasználva tesztelte az első polio elleni vakcinát. Ezek a sejtek fogékonyak voltak a poliomyelitis fertőzésre, ami a fertőzött sejtek elhalásához vezetett. Ennek eredményeként a HeLa-sejtek iránt nagy volt a kereslet a polio elleni vakcina tesztelése során, mivel az eredmények könnyen elérhetők voltak.
Virológia
A HeLa-sejteket számos vírussal, többek között HIV-vel, Zika-vírussal, herpeszvírussal és mumpszvírussal fertőzték meg új vakcinák és gyógyszerek tesztelése és fejlesztése céljából. Dr. Richard Axel felfedezte, hogy a HeLa-sejteket HIV-vel lehet megfertőzni a CD4 fehérje hozzáadásával, így a vírus tanulmányozhatóvá válik. A HeLa-sejteket a papillomavírus E2 expressziójának és az apoptózisnak a kutatására használták, és alapvető szerepet játszottak a humán papillomavírus (HPV) elleni vakcinák kifejlesztésében is.
Rák
A HeLa sejteket számos rákkutatásban használták, többek között az ösztradiol, az ösztrogén és az ösztrogénreceptorok, valamint az ösztrogénszerű vegyületek, például a kvercetin és annak rákmegelőző tulajdonságainak vizsgálatához. A HeLa sejteket a flavonoidok és az antioxidánsok ösztradiollal együttes hatásának vizsgálatára is használták a ráksejtek szaporodására.
Egyéb figyelemre méltó alkalmazások
- Rákkezelések: A HeLa-sejtek döntő szerepet játszottak olyan rákgyógyszerek kifejlesztésében, mint a kamptotecin, egy FDA által jóváhagyott gyógyszer a petefészek-, tüdő- és méhnyakrák kezelésére.
- Talidomid és multiplex myeloma: A HeLa-sejteket használták annak bemutatására, hogy a kezdetben a terhességi hányinger kezelésére alkalmazott talidomid gyógyszer hogyan okozhat veleszületett fogyatékosságokat, ami a multiplex myeloma kezelésében való alkalmazásához vezetett.
- A HIV és az AIDS megértése: Az a felfedezés, hogy a HIV-nek nehézségei vannak a HeLa-sejtek megfertőzésével, javította a kutatóknak a vírusról alkotott ismereteit, megnyitva az utat a HIV- és AIDS-gyógyszerek kifejlesztése előtt.
- Sejtek öregedése: A HeLa-sejtek lehetővé tették a kutatók számára az öregedés biológiájának és a korai öregedést okozó betegségeknek a feltárását, ami a sejtek idővel bekövetkező degenerációját és károsodását megakadályozó, regenerálódó kromoszómák felfedezéséhez vezetett.
- Vérbetegségek: A HeLa-sejteket használták a hidroxiurea hatékonyságának értékelésére különböző vérrákos megbetegedések és vérszegénység esetén; a hidroxiureát ma a sarlósejtes vérszegénység és a fehérvérsejtek rosszindulatú daganatos megbetegedéseinek kezelésére használják.
- Röntgensugarak: 1956-ban a tudósok HeLa-sejteket használtak az élő szervezetekre gyakorolt röntgensugárzás hatásainak vizsgálatához, így jobban megértették az orvosi röntgensugárzásból származó magas és ismétlődő sugárterhelés veszélyeit.
- Innovatív felfedezések: A HeLa-sejtek döntő szerepet játszottak a biológia számos jelentős felfedezésében, ami előrelépéseket eredményezett a rákgyógyszerek területén, a HIV/AIDS-ről szóló ismeretek bővülésében és még sok más területen.
- Sejtek öregedése: A HeLa-sejteket felhasználó kutatók Nobel-díjat kaptak a sejtek öregedésével, valamint a sejtek idővel bekövetkező degenerációjának és károsodásának megelőzésével kapcsolatos eredményeikért.
Ismerje meg a HeLa-sejteket és azok származékait
Mik azok a potenciálisan halhatatlanná tett sejtek?
Az örökösödő sejtvonalak olyan sejtek, amelyeket úgy módosítottak, hogy folyamatosan osztódjanak és hosszú ideig tenyészthetők legyenek. Kromoszómális rendellenességekkel vagy mutációkkal rendelkező forrásokból származnak, és tumorokból is nyerhetők. A növekedés folytatásához a tudósok a sejtek egy részét új sejtkultúra-edényekbe osztják, és további kísérletek céljából szaporítják őket.
A HeLa-sejteket, más sejtvonalakhoz hasonlóan, „halhatatlannak” tekintik, mert a sejtek túlélésének alapvető feltételei fennállnak (azaz megfelelő környezetben tartják és gondozzák őket), a sejtkultúra-lombikokban végtelenül osztódhatnak. Számos HeLa-sejt törzs létezik, mivel a sejtkultúrákban folyamatosan mutálódnak, de mindegyik ugyanabból a Lacks-daganatsejtből származik. A sejtkultúrákban szaporított HeLa-sejtek száma messze meghaladja a Henrietta Lacks testében találhatókat.
A HeLa sejtek előállítása, minőség-ellenőrzése és eltarthatósága
A HeLa-sejteket standard sejtkultúra-módszerekkel, körülbelül 80–90%-os konfluenciánál lehet tenyészteni és betakarítani. A sejtek viszonylag egyszerűen kezelhetők, és különböző körülmények között tenyészthetők.
Fagyasztott HeLa-sejtek felolvasztása
- Helyezze a kriovialát tiszta vízzel töltött, antibakteriális, 37 °C-os vízfürdőbe.
- Gyorsan olvassza fel 40–60 másodpercig. A fiolát ki kell venni, és át kell helyezni egy steril áramlású szekrénybe.
- Törölje le a fiolát 70%-os alkohollal, és helyezze át a sejtszuszpenziót egy 8 ml tenyészközeget tartalmazó 15 ml-es centrifugacsőbe.
- Helyezze vissza a sejteket, centrifugálja 300 x g-vel három percig, majd öntse ki a felülúszót (vagy hígítsa táptalajjal, és 24 órával később távolítsa el a fagyasztó táptalajt, ha nem centrifugálja azonnal).
- A 10 ml új tenyészközegben szuszpendált sejteket helyezze át két T25 sejtkultúra-lombikba.
HeLa sejtek szubkultiválása
- Távolítsa el a régi táptalajt a sejtkultúra-lombikból.
- Öblítse le a tapadó sejteket kalcium- és magnéziummentes PBS-sel. Használjon 3–5 ml PBS-t a T25-ös, és 5–10 ml-t a T75-ös sejtkultúra-lombikokhoz.
- Adjon Accutase-t a sejtkultúra-lombikba. Használjon 1–2 ml-t T25-ös, és 2,5 ml-t T75-ös sejtkultúra-lombikhoz. Győződjön meg arról, hogy a sejtréteg teljesen be van borítva.
- Inkubálja a sejtkultúra-lombikot szobahőmérsékleten 8–10 percig.
- Óvatosan keverje fel a sejteket a táptalajjal. Adjon hozzá 10 ml táptalajt, és óvatosan pipettázzon fel és le, hogy felbomlassza a sejtaggregátumokat.
- Centrifugálja a sejtszuszpenziót 3 percig 300 x g-vel.
- A sejteket friss táptalajban reszuszpendálja.
- Az újra szuszpendált sejteket adagolja új, friss táptalajt tartalmazó sejtkultúra-lombikokba.
- Hosszú távú tárolás céljából tárolja a sejteket folyékony nitrogénben.
Ezeket a lépéseket követve szubkultúrába helyezheti a sejteket, és egészséges sejtkultúrát tarthat fenn jövőbeli kísérletekhez.