Sel HeLa: Merevolusi Penelitian
Sejak ditemukan pada tahun 1951, sel Hela, jenis sel yang diawetkan yang dinamai sesuai dengan nama Henrietta Lacks, telah digunakan secara luas dalam penelitian ilmiah. Henrietta Lacks, seorang ibu dari lima anak berusia 31 tahun keturunan Afrika-Amerika, didiagnosis menderita kanker serviks pada tahun yang sama ketika ia meninggal. George Otto Gey, direktur Laboratorium Kultur Jaringan di Rumah Sakit Johns Hopkins, mengumpulkan dan melipatgandakan sel karsinoma serviksnya, yang terbukti sangat tangguh dan produktif, sehingga memungkinkan penerapannya secara luas dalam penelitian ilmiah. Berbeda dengan sel manusia lainnya, sel HeLa dapat dipertahankan dan diperbanyak secara in vitro, yang merupakan kemajuan besar dalam penelitian medis.
Sejarah dan Garis Waktu Sel HeLa
Henrietta Lacks, seorang petani tembakau berkulit hitam, dibawa ke Rumah Sakit Johns Hopkins pada tahun 1951 karena mengalami pendarahan vagina yang tidak normal dan kemudian menerima pengobatan untuk kanker serviks. Terapi pertamanya terdiri dari pengambilan sampel jaringan dari serviksnya tanpa persetujuannya. Biopsi serviks menghasilkan sampel jaringan untuk pemeriksaan klinis George Otto Gey, yang dipelajari di laboratorium kultur jaringan. Berbeda dengan spesimen sebelumnya, asisten laboratorium Gey mencatat bahwa sel-selnya berlipat ganda setiap 20-24 jam dan berkembang dengan cepat. Gey memperbanyak sel kanker serviks tepat sebelum kematian Lacks, dan sel tersebut merupakan garis sel in vitro manusia pertama yang dapat bertahan hidup. Sel-sel tersebut diberi nama sesuai dengan dua huruf pertama dari nama depan dan belakang Henrietta Lacks dan diberikan kepada ilmuwan mana pun yang memintanya untuk memajukan penelitian.
Meskipun sel-sel tersebut dikumpulkan tanpa izin dari Lacks atau keluarganya, izin tersebut tidak diperlukan atau tidak umum diminta pada saat itu. Tidak ada kewajiban untuk memperingatkan pasien atau anggota keluarga mereka bahwa bahan yang dibuang atau yang diperoleh melalui pembedahan adalah milik dokter atau fasilitas medis. Pada tahun 1970-an, sebuah kebocoran publik mengungkap nama asli Henrietta, dan keluarga Lacks diminta sampel DNA untuk membantu mengidentifikasi garis sel yang terkontaminasi. Garis sel HeLa berasal dari sampel jaringan serviks Lacks dan telah diperbanyak dalam kultur sel hingga melebihi jumlah total sel dalam tubuhnya. Ada beberapa jenis sel HeLa yang terus bermutasi dalam kultur sel, tetapi semuanya merupakan keturunan dari sel tumor yang diekstraksi dari Lacks.
Mengatasi Kesalahan Sejarah
Narasi seputar Henrietta Lacks dan pengambilan sel HeLa tanpa sepengetahuan atau persetujuannya telah memicu wacana tentang etika praktik penelitian medis dan perlindungan hak-hak individu, khususnya terkait penggunaan materi biologis manusia dalam ilmu pengetahuan. Henrietta Lacks tanpa sadar telah menjadi sumber garis sel manusia abadi pertama, yang kemudian menghasilkan banyak terobosan ilmiah. Kesadaran akan pelanggaran etis ini telah mendorong pergeseran menuju proses persetujuan yang lebih ketat dan kesadaran yang lebih tinggi akan kewajiban moral para peneliti. Kasus ini tidak hanya menyoroti perlunya reformasi dalam praktik penelitian, tetapi juga memicu percakapan yang lebih luas tentang keadilan, rasa hormat, dan pengakuan dalam penelitian medis, yang mengarah pada upaya untuk memperbaiki ketidakadilan di masa lalu dan memastikan bahwa para kontributor kemajuan ilmiah diakui dan diperlakukan dengan bermartabat.
Thermo Fisher dan Sel HeLa
Gugatan terhadap perusahaan bioteknologi Thermo Fisher Scientific terkait sel HeLa berakar pada perdebatan etis dan hukum yang lebih dalam tentang komersialisasi bahan biologis yang berasal dari individu tanpa persetujuan mereka. Kasus ini berpusat di sekitar garis sel HeLa, yang mengarah pada terobosan ilmiah yang signifikan, termasuk pengembangan vaksin polio dan kemajuan dalam pengobatan kanker.
Gugatan ini menyoroti beberapa pertimbangan etis: hak-hak individu dan keluarga mereka atas materi biologis mereka, konteks historis pengambilan sampel dari individu yang terpinggirkan tanpa persetujuan, dan tanggung jawab perusahaan yang mengambil manfaat dari materi tersebut. Kasus yang menimpa Thermo Fisher Scientific menyoroti perlunya kebijakan yang lebih jelas dan standar etika terkait penggunaan materi biologis manusia dalam penelitian dan perdagangan, memastikan penghormatan terhadap hak-hak individu dan pembagian manfaat yang adil yang timbul dari penemuan ilmiah.
Untuk penjelajahan terperinci mengenai asal-usul, pertarungan hukum, dan resolusi seputar sel HeLa, lihat artikel kami"Sel HeLa: Sejarah, Gugatan, dan Penyelesaian."
Karakteristik Menarik dari Sel HeLa
Sel HeLa mudah dikultur dan berkembang biak dengan cepat dan juga dikenal karena kerentanannya yang tinggi terhadap infeksi virus. Sel HeLa sangat rentan terhadap human adenovirus 3, virus ensefalomiokarditis, dan virus polio 1, 2, dan 3. Karakteristik ini membuat sel HeLa penting untuk mempelajari replikasi, perakitan, dan patogenesis virus-virus ini dan mengembangkan strategi antivirus baru. Selain itu, sel HeLa banyak digunakan sebagai inang transfeksi untuk mempelajari fungsi dan regulasi gen, produksi protein rekombinan, dan terapi gen.
- Bahkan untuk sel kanker, sel HeLa memiliki tingkat proliferasi sel yang sangat tinggi dan umur yang tidak terbatas, sehingga sangat baik untuk penelitian ilmiah.
- Sel HeLa memiliki bentuk telomerase yang aktif, memungkinkan pembelahan sel tanpa batas dan keabadian.
- Sel HeLa mengatasi batas Hayflick, jumlah maksimum pembelahan sel yang dapat dilakukan oleh sebagian besar sel normal sebelum menjadi tua.
- Sel HeLa memiliki jumlah kromosom hipertriploid (3n+). Jumlah kromosom rata-rata dalam sel HeLa adalah 82 tetapi dapat berkisar antara 70 hingga 164 (daripada jumlah diploid standar yaitu 46). Kromosom-kromosom ini disebut sebagai "kromosom tanda tangan HeLa". Sel HeLa memiliki kariotipe yang kompleks yang ditandai dengan tingkat aneuploidi yang tinggi dan penataan ulang struktural. Sel HeLa memiliki kromosom telosentrik kecil pada 98% sel dan 100% aneuploidi pada 1385 sel yang diperiksa. Kelainan kromosom ini memainkan peran penting dalam tingkat pertumbuhan yang cepat dan keabadian sel HeLa dan juga terkait dengan kanker serviks.
- Karena transfer gen horizontal dari human papillomavirus 18 (HPV18) ke sel serviks manusia, sel HeLa memiliki genom yang berbeda dengan sel Henrietta Lacks.
Struktur Sel HeLa
Sel HeLa memiliki diameter 10 - 20 µm, tergantung pada kondisi kultur. Sebagian besar sel mamalia memiliki diameter antara 10 dan 100 µm. Salah satu sel terkecil manusia, sel darah merah, memiliki diameter sekitar 8 µm. Di sisi lain, sel serat otot dan neuron bisa sangat panjang.
Kemajuan Penelitian Berkat HeLa
Sel HeLa telah menjadi inti dari kemajuan penelitian yang signifikan, termasuk penemuan dalam bidang genetika, virologi, dan pengembangan terapi. Garis sel HeLa telah digunakan untuk mempelajari kanker, AIDS, efek radiasi dan racun, pemetaan gen, dan upaya ilmiah lainnya yang tak terhitung jumlahnya. Lebih dari 60.000 artikel ilmiah telah dipublikasikan tentang penelitian HeLa, meningkat lebih dari 300 setiap bulannya.
Pemberantasan polio
Pada tahun 1950-an, Jonas Salk menguji vaksin polio pertama dengan menggunakan sel HeLa. Sel-sel ini rentan terhadap infeksi polio, yang mengakibatkan kematian sel yang terinfeksi. Hasilnya, sel HeLa sangat diminati untuk pengujian vaksin polio karena hasilnya sudah tersedia.
Virologi
Sel HeLa telah diinfeksi dengan berbagai virus, termasuk HIV, Zika, herpes, dan gondong, untuk menguji dan mengembangkan vaksin dan obat baru. Richard Axel menemukan bahwa sel HeLa dapat diinfeksi dengan HIV dengan menambahkan protein CD4 sehingga virus tersebut dapat dipelajari. Sel HeLa telah digunakan untuk meneliti ekspresi dan apoptosis papillomavirus E2, dan mereka juga memainkan peran penting dalam pengembangan vaksin human papillomavirus (HPV).
Kanker
Sel HeLa telah digunakan untuk berbagai penelitian kanker, termasuk hormon steroid seks seperti estradiol, estrogen, dan reseptor estrogen serta senyawa yang menyerupai estrogen seperti quercetin dan sifat pencegah kanker. Sel HeLa juga telah digunakan untuk mempelajari efek flavonoid dan antioksidan dengan estradiol pada proliferasi sel kanker.
Aplikasi penting lainnya meliputi
- Perawatan kanker: Sel HeLa sangat penting dalam menciptakan obat kanker, seperti camptothecin, obat yang disetujui FDA untuk mengobati kanker ovarium, paru-paru, dan kanker serviks.
- Thalidomide dan Multiple Myeloma: Sel HeLa digunakan untuk mengilustrasikan bagaimana obat thalidomide, yang pada awalnya digunakan untuk mengatasi mual di pagi hari, dapat menyebabkan cacat bawaan, yang mengarah pada penggunaannya dalam pengobatan mieloma multipel.
- Memahami HIV dan AIDS: Pengungkapan bahwa HIV mengalami kesulitan untuk menginfeksi sel HeLa meningkatkan pemahaman para peneliti mengenai virus ini, sehingga membuka pintu untuk mengembangkan obat HIV dan AIDS.
- Penuaan Sel: Sel HeLa telah memungkinkan para peneliti untuk mengeksplorasi biologi penuaan dan penyakit yang menyebabkan penuaan dini, yang mengarah pada penemuan kromosom yang dapat diregenerasi yang mencegah degenerasi dan kerusakan sel dari waktu ke waktu.
- Gangguan Darah: Sel HeLa digunakan untuk mengevaluasi efisiensi hidroksiurea terhadap berbagai keganasan darah dan anemia; hidroksiurea sekarang digunakan untuk mengobati penyakit sel sabit dan keganasan sel darah putih.
- Sinar-X: Pada tahun 1956, para ilmuwan menggunakan sel HeLa untuk menyelidiki efek radiasi sinar-X pada organisme hidup, mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bahaya radiasi dosis tinggi dan berulang dari sinar-X medis.
- Penemuan Inovatif: Sel HeLa telah memainkan peran penting dalam beberapa penemuan penting dalam biologi, yang mengarah pada kemajuan dalam pengobatan kanker, pengetahuan tentang HIV/AIDS, dan banyak lagi.
- Penuaan sel: Para peneliti yang menggunakan sel HeLa dianugerahi Hadiah Nobel untuk temuan mereka tentang penuaan sel dan mencegah degenerasi dan kerusakan sel dari waktu ke waktu.
Jelajahi sel HeLa dan turunannya
Apa yang dimaksud dengan sel yang berpotensi diawetkan?
Garis sel yang diawetkan adalah sel yang telah dimodifikasi sehingga dapat membelah secara terus menerus dan dapat ditumbuhkan dalam jangka waktu yang lama. Sel-sel ini berasal dari sumber yang memiliki kelainan kromosom atau mutasi dan dapat berasal dari tumor. Untuk melanjutkan pertumbuhan, para ilmuwan membagi beberapa sel ke dalam bejana kultur sel baru dan memperbanyaknya untuk eksperimen lebih lanjut.
Sel HeLa, seperti garis sel lainnya, dianggap "abadi" karena mereka dapat membelah tanpa batas waktu dalam labu kultur sel selama kondisi utama untuk kelangsungan hidup sel dipertahankan (yaitu, didukung dan dirawat di lingkungan yang sesuai). Ada banyak jenis sel HeLa karena mereka terus bermutasi dalam kultur sel, tetapi semuanya berasal dari sel tumor Lacks yang sama. Jumlah sel HeLa yang diperbanyak dalam kultur sel jauh melebihi jumlah yang ditemukan dalam tubuh Henrietta Lacks.
Pembuatan Sel HeLa, Kontrol Kualitas, dan Masa Simpan
Sel HeLa dapat dibudidayakan dan dipanen menggunakan metode kultur sel standar pada sekitar 80-90% pertemuan. Sel-sel ini relatif mudah dimanipulasi dan dapat dikultur dalam berbagai pengaturan.
Cara mencairkan sel HeLa beku
- Masukkan kriovial ke dalam penangas air bersuhu 37°C dengan air bersih.
- Cairkan dengan cepat selama 40 hingga 60 detik. Botol harus dikeluarkan dan dipindahkan ke lemari aliran steril.
- Bersihkan botol dengan alkohol 70% dan pindahkan suspensi sel ke dalam tabung sentrifugasi 15 ml yang berisi 8 ml media kultur.
- Letakkan kembali sel, sentrifugasi pada 300 x g selama tiga menit, dan buang supernatan (sebagai alternatif, encerkan dengan media dan buang media beku 24 jam kemudian jika tidak langsung disentrifugasi).
- Pindahkan sel yang disuspensikan dalam 10 ml media kultur baru ke dalam dua labu kultur sel T25.
Subkultur sel HeLa
- Buang media lama dari labu kultur sel.
- Bilas sel yang melekat menggunakan PBS tanpa kalsium dan magnesium. Gunakan 3-5 ml PBS untuk T25, dan 5-10 ml untuk labu kultur sel T75.
- Tambahkan Accutase ke dalam labu kultur sel. Gunakan 1-2 ml per T25, dan 2,5 ml per labu kultur sel T75. Pastikan lembaran sel tertutup seluruhnya.
- Inkubasi labu kultur sel pada suhu ruang selama 8-10 menit.
- Resuspensi sel dengan hati-hati dengan medium. Tambahkan 10 ml medium dan pipet perlahan ke atas dan ke bawah untuk memecah agregat sel.
- Sentrifus suspensi sel selama 3 menit pada 300 x g.
- Resuspensi sel dalam medium segar.
- Buang sel yang telah diresuspensi ke dalam labu kultur sel baru yang berisi medium segar.
- Simpan sel dalam nitrogen cair untuk penyimpanan jangka panjang.
Dengan mengikuti langkah-langkah ini, Anda dapat melakukan subkultur sel dan mempertahankan kultur sel yang sehat untuk eksperimen di masa mendatang.