Paskelbta: 2023 m. | Paskutinis peržiūrėjimas: 2026 m. gegužė
HeLa ląstelės: revoliucija moksliniuose tyrimuose
Nuo jų atradimo 1951 m. HeLa ląstelės, nemirtingų ląstelių kamienas, pavadintas Henriettos Lacks vardu, plačiai naudojamos moksliniuose tyrimuose. Henrietta Lacks, 31 metų amžiaus afroamerikietė, penkių vaikų motina, tais pačiais metais, kai mirė, buvo diagnozuota gimdos kaklelio vėžys. Džordžas Otas Gejus, Džono Hopkinso ligoninės audinių kultūros laboratorijos direktorius, surinko ir padaugino jos gimdos kaklelio karcinomos ląsteles, kurios pasirodė esąs ypač atsparios ir gausios, todėl jas buvo galima plačiai taikyti moksliniuose tyrimuose. Skirtingai nuo kitų žmogaus ląstelių, HeLa ląstelės galėjo būti išlaikomos ir dauginamos in vitro, o tai reiškė didelę pažangą medicininiuose tyrimuose.
- Auginimo terpė
Žiūrėti produkto puslapį - Padvigubėjimo laikas
Žiūrėti produkto puslapį - Augimo tipas
Adhezinis - Biologinio saugumo lygis
BSL-1 - Galima įsigyti
Cytion — Užsakykite HeLa
HeLa ląstelių istorija ir chronologija
Henrietta Lacks, juodaodė tabako augintoja, 1951 m. buvo paguldyta į Džono Hopkinso ligoninę dėl nenormalių kraujavimų iš makšties, vėliau jai buvo diagnozuotas gimdos kaklelio vėžys. Pirmasis gydymas buvo atliktas be jos sutikimo paimant audinių mėginius iš gimdos kaklelio. Gimdos kaklelio biopsija davė audinių mėginius George'o Otto Gey klinikinėms tyrimams, kurie buvo tirti audinių kultūros laboratorijoje. Skirtingai nuo ankstesnių mėginių, Gey laboratorijos asistentas pastebėjo, kad ląstelės dauginasi kas 20–24 valandas ir sparčiai plinta. Gey išaugino gimdos kaklelio vėžio ląsteles prieš pat Lacks mirtį, ir jos tapo pirmąja gyvybinga žmogaus ląstelių linija, išauginta in vitro. Ląstelės buvo pavadintos pagal pirmąsias dvi Henrietta Lacks vardo ir pavardės raides ir buvo perduodamos bet kuriam mokslininkui, kuris jų paprašydavo, siekiant pažangos moksliniuose tyrimuose.
Nors ląstelės buvo paimtos be Lacks ar jos šeimos leidimo, tuo metu leidimas nebuvo nei būtinas, nei dažnai prašomas. Nebuvo pareigos įspėti pacientų ar jų šeimos narių, kad išmesti ar chirurginiu būdu gauti medžiagų pavyzdžiai yra gydytojo ar medicinos įstaigos nuosavybė. 1970-aisiais viešai nutekėjus informacijai buvo atskleistas tikrasis Henriettos vardas, o Lacks šeimos buvo paprašyta pateikti DNR mėginius, siekiant padėti identifikuoti užkrėstas ląstelių linijas. HeLa ląstelių linija kilo iš Lacks gimdos kaklelio audinio mėginio ir buvo padauginta ląstelių kultūroje tiek, kad gerokai viršija bendrą ląstelių skaičių jos organizme. Yra keletas HeLa ląstelių štamų, nes jos toliau mutuoja ląstelių kultūrose, tačiau visos jos yra iš Lacks paimtų naviko ląstelių palikuonės.
Istorinių neteisybių ištaisymas
Pasakojimas apie Henriettą Lacks ir HeLa ląstelių gavimą be jos žinios ar sutikimo sukėlė diskusijas apie medicininių tyrimų praktikos etiką ir asmenų teisių apsaugą, ypač susijusias su žmogaus biologinės medžiagos naudojimu moksle. Henrietta Lacks, pati to nežinodama, tapo pirmosios nemirtingos žmogaus ląstelių linijos šaltiniu, o tai vėliau lėmė daugybę mokslo laimėjimų. Suvokimas apie šį etinį nusižengimą paskatino perėjimą prie griežtesnių sutikimo procesų ir padidino supratimą apie tyrėjų moralines pareigas. Šis atvejis ne tik pabrėžė būtinybę reformuoti tyrimų praktiką, bet ir sukėlė platesnę diskusiją apie teisingumą, pagarbą ir pripažinimą medicininiuose tyrimuose, o tai paskatino pastangas ištaisyti praeities neteisybes ir užtikrinti, kad mokslo pažangos prisidėjėjai būtų pripažinti ir traktuojami su pagarba.
„Thermo Fisher“ ir „HeLa“ ląstelės
Teismo procesas prieš biotechnologijų įmonę „Thermo Fisher Scientific“, susijęs su „HeLa“ ląstelėmis, kilo iš gilesnės etinės ir teisinės diskusijos apie biologinės medžiagos, gautos iš asmenų be jų sutikimo, komercializavimą. Byla sukosi aplink „HeLa“ ląstelių liniją, kuri lėmė reikšmingus mokslo laimėjimus, įskaitant poliomielito vakcinos sukūrimą ir pažangą vėžio gydymo srityje.
Šis ieškinys iškėlė keletą etinių klausimų: asmenų ir jų šeimų teises į savo biologinę medžiagą, istorinį kontekstą, kai mėginiai buvo imami iš socialiai atskirtų asmenų be jų sutikimo, bei įmonių, gaunančių naudos iš tokios medžiagos, atsakomybę. Byla prieš „Thermo Fisher Scientific“ pabrėžė aiškesnių politikos nuostatų ir etikos standartų, susijusių su žmogaus biologinės medžiagos naudojimu moksliniuose tyrimuose ir komercijoje, poreikį, siekiant užtikrinti asmenų teisių paisymą ir teisingą iš mokslinių atradimų gaunamos naudos pasidalijimą.
Išsamiau apie HeLa ląstelių kilmę, teisines kovas ir sprendimus skaitykite mūsų straipsnyje „HeLa ląstelės: istorija, ieškinys ir susitarimai “.
Įdomios HeLa ląstelių savybės
HeLa ląstelės lengvai auginamos ir greitai dauginasi, be to, jos žinomos dėl didelio jautrumo virusinėms infekcijoms. Jos ypač jautrios žmogaus adenovirusui 3, encefalomikardito virusui ir poliovirusams 1, 2 ir 3. Dėl šios savybės HeLa ląstelės yra nepakeičiamos tiriant šių virusų replikaciją, susidarymą ir patogenezę bei kuriant naujas antivirusines strategijas. Be to, HeLa ląstelės plačiai naudojamos kaip transfekcijos šeimininkės genų funkcijos ir reguliacijos tyrimams, rekombinantinių baltymų gamybai ir genų terapijai.
- Net ir palyginti su vėžio ląstelėmis, HeLa ląstelės pasižymi neįprastai dideliu ląstelių proliferacijos greičiu ir neribota gyvenimo trukme, todėl jos puikiai tinka moksliniams tyrimams.
- HeLa ląstelės turi aktyvią telomerazės formą, leidžiančią neribotą ląstelių dalijimąsi ir nemirtingumą.
- HeLa ląstelės įveikia Hayflicko ribą – maksimalų ląstelių dalijimosi skaičių, kurį dauguma normalių ląstelių gali patirti prieš senstant.
- HeLa ląstelės turi hipertriploidinį chromosomų skaičių (3n+). Vidutinis chromosomų skaičius HeLa ląstelėse yra 82, tačiau gali svyruoti nuo 70 iki 164 (užduot standartinio diploidinio skaičiaus 46). Šios chromosomos vadinamos „HeLa charakteringomis chromosomomis“. HeLa ląstelės turi sudėtingą kariotipą, kuriam būdingas aukštas aneuploidijos laipsnis ir struktūriniai pertvarkymai. 98 % HeLa ląstelių turi mažą telocentrinę chromosomą, o 1385 ištirtose ląstelėse aneuploidija siekia 100 %. Šios chromosomų anomalijos vaidina esminį vaidmenį greitame HeLa ląstelių augime ir nemirtingume, taip pat yra susijusios su gimdos kaklelio vėžiu.
- Dėl horizontalaus genų perdavimo iš žmogaus papilomos viruso 18 (HPV18) į žmogaus gimdos kaklelio ląsteles, HeLa ląstelės turi kitokį genomą nei Henrietta Lacks.
HeLa ląstelių struktūra
HeLa ląstelių skersmuo yra 10–20 µm, priklausomai nuo auginimo sąlygų. Daugumos žinduolių ląstelių skersmuo yra nuo 10 iki 100 µm. Vienos iš mažiausių žmogaus ląstelių – raudonųjų kraujo kūnelių – skersmuo yra apie 8 µm. Kita vertus, raumenų skaidulų ląstelės ir neuronai gali būti labai ilgi.
Mokslo pažanga, pasiekta dėka „HeLa“
HeLa ląstelės buvo svarbių mokslinių tyrimų pažangos, įskaitant atradimus genetikos, virusologijos ir terapijos plėtros srityse, pagrindas. HeLa ląstelių linija buvo naudojama vėžio, AIDS, radiacijos ir toksinų poveikio, genų kartografavimo ir daugybės kitų mokslinių tyrimų srityse. Apie HeLa tyrimus paskelbta daugiau nei 60 000 mokslinių straipsnių, o kas mėnesį jų skaičius padidėja daugiau nei 300.
Polio išnaikinimas
1950-aisiais Jonas Salk išbandė pirmąją poliomielito vakciną, naudodamas HeLa ląsteles. Šios ląstelės buvo jautrios poliomielito infekcijai, dėl kurios užsikrėtusios ląstelės žūdavo. Dėl to HeLa ląstelės buvo labai paklausios poliomielito vakcinos bandymams, nes rezultatai buvo lengvai gaunami.
Virusologija
HeLa ląstelės buvo užkrėstos daugybe virusų, įskaitant ŽIV, Zika, herpesą ir kiaulytę, siekiant išbandyti ir sukurti naujas vakcinas bei vaistus. Dr. Richardas Axelis atrado, kad HeLa ląstelės gali būti užkrėstos ŽIV, pridedant CD4 baltymą, kad virusą būtų galima tirti. HeLa ląstelės buvo naudojamos papilomos viruso E2 ekspresijos ir apoptozės tyrimams, be to, jos atliko esminį vaidmenį kuriant žmogaus papilomos viruso (ŽPV) vakcinas.
Vėžys
HeLa ląstelės buvo naudojamos daugelyje vėžio tyrimų, įskaitant lytinius steroidinius hormonus, tokius kaip estradiolis, estrogenas ir estrogeno receptoriai, bei estrogeno tipo junginius, tokius kaip kvercetinas ir jo vėžio prevencines savybes. HeLa ląstelės taip pat buvo naudojamos tirti flavonoidų ir antioksidantų su estradioliu poveikį vėžio ląstelių proliferacijai.
Kiti svarbūs taikymo pavyzdžiai
- Vėžio gydymas: HeLa ląstelės buvo labai svarbios kuriant vėžio vaistus, pavyzdžiui, kamptoteciną – FDA patvirtintą vaistą kiaušidžių, plaučių ir gimdos kaklelio vėžiui gydyti.
- Talidomidas ir dauginė mieloma: HeLa ląstelės buvo naudojamos siekiant parodyti, kaip vaistas talidomidas, kuris iš pradžių buvo vartojamas rytiniam pykinimui gydyti, gali sukelti įgimtus sutrikimus, o tai lėmė jo naudojimą dauginės mielomos gydymui.
- HIV ir AIDS supratimas: Atradimas, kad HIV sunkiai užkrečia HeLa ląsteles, padėjo mokslininkams geriau suprasti virusą ir atvėrė duris HIV ir AIDS vaistų kūrimui.
- Ląstelių senėjimas: HeLa ląstelės leido mokslininkams tirti senėjimo biologiją ir ligas, sukeliančias priešlaikinį senėjimą, o tai lėmė atsinaujinančių chromosomų, kurios laikui bėgant apsaugo nuo ląstelių degeneracijos ir pažeidimų, atradimą.
- Kraujo ligos: HeLa ląstelės buvo naudojamos hidroksikarbamido veiksmingumui įvertinti gydant įvairias kraujo piktybines ligas ir anemiją; dabar hidroksikarbamidas naudojamas pjautuvo formos anemijos ir baltųjų kraujo kūnelių piktybinių ligų gydymui.
- Rentgeno spinduliai: 1956 m. mokslininkai panaudojo HeLa ląsteles rentgeno spindulių poveikiui gyviems organizmams tirti, taip geriau supratę didelių ir pasikartojančių medicininių rentgeno spindulių dozių keliamą pavojų.
- Novatoriški atradimai: HeLa ląstelės suvaidino lemiamą vaidmenį keliuose svarbiuose biologijos atradimuose, kurie lėmė pažangą vėžio vaistų srityje, žinių apie ŽIV/AIDS gilinimą ir kt.
- Ląstelių senėjimas: Mokslininkai, dirbantys su HeLa ląstelėmis, buvo apdovanoti Nobelio premija už atradimus apie ląstelių senėjimą ir ląstelių degeneracijos bei pažeidimų prevenciją laikui bėgant.
Susipažinkite su HeLa ląstelėmis ir jų atmainomis
Kas yra potencialiai nemirtingos ląstelės?
Nemirtingos ląstelių linijos – tai ląstelės, kurios buvo modifikuotos taip, kad jos nuolat dalijasi ir gali būti auginamos ilgą laiką. Jos gaunamos iš šaltinių, turinčių chromosomų anomalijų ar mutacijų, ir gali būti išgautos iš navikų. Norėdami tęsti auginimą, mokslininkai dalį ląstelių perkelia į naujus ląstelių kultūros indus ir daugina jas tolesniems eksperimentams.
HeLa ląstelės, kaip ir kitos ląstelių linijos, laikomos „nemirtingomis“, nes jos gali dalytis neribotą laiką ląstelių kultūros kolbose, kol išlaikomos pagrindinės ląstelių išlikimo sąlygos (t. y. jos yra prižiūrimos ir auginamos tinkamoje aplinkoje). Yra daugybė HeLa ląstelių štamų, nes jos nuolat mutuoja ląstelių kultūrose, tačiau visos jos kilusios iš tų pačių Lacks naviko ląstelių. Ląstelių kultūrose padaugintų HeLa ląstelių skaičius gerokai viršija Henrietta Lacks organizme rastą skaičių.
HeLa ląstelių gamyba, kokybės kontrolė ir galiojimo laikas
HeLa ląstelės gali būti auginamos ir surenkamos naudojant standartinius ląstelių kultūros metodus, kai jų tankis siekia apie 80–90 %. Ląstelės yra palyginti lengvai manipuliuojamos ir gali būti auginamos įvairiomis sąlygomis.
Kaip atšildyti užšaldytas HeLa ląsteles
- Kriovialę įdėkite į antibakterinę 37 °C vandens vonią su švariu vandeniu.
- Greitai atšildykite 40–60 sekundžių. Kolbą reikia išimti ir perkelti į sterilią srauto spintą.
- Nuvalykite mėgintuvėlį 70 % alkoholiu ir perkelkite ląstelių suspensiją į 15 ml centrifugavimo mėgintuvėlį, kuriame yra 8 ml kultūrinės terpės.
- Atstatykite ląsteles, centrifuguokite 300 x g greičiu tris minutes ir išpilkite supernatantą (arba, jei necentrifuguojate iš karto, praskiesti terpe ir pašalinti užšaldymo terpe po 24 valandų).
- Ląsteles, suspenduotas 10 ml naujos auginimo terpės, perkelkite į dvi T25 ląstelių auginimo kolbas.
HeLa ląstelių subkultūravimas
- Iš ląstelių kultūros kolbos pašalinkite seną terpę.
- Nuplaukite prisitvirtinusias ląsteles naudodami PBS be kalcio ir magnio. Naudokite 3–5 ml PBS T25 ir 5–10 ml T75 ląstelių kultūros kolboms.
- Į ląstelių kultūros kolbą įpilkite Accutase. Naudokite 1–2 ml T25 ir 2,5 ml T75 ląstelių kultūros kolboms. Užtikrinkite, kad ląstelių sluoksnis būtų visiškai padengtas.
- Inkubuokite ląstelių kultūros kolbą kambario temperatūroje 8–10 minučių.
- Atsargiai resuspenduokite ląsteles su terpe. Įpilkite 10 ml terpės ir švelniai pipetuokite aukštyn ir žemyn, kad suskaidytumėte ląstelių agregatus.
- Centrifuguokite ląstelių suspensiją 3 minutes 300 x g greičiu.
- Resuspenduokite ląsteles šviežioje terpėje.
- Perpilkite resuspenduotas ląsteles į naujus ląstelių kultūros kolbelius, kuriuose yra šviežia terpė.
- Ląsteles laikykite skystame azote ilgalaikiam saugojimui.
Atlikdami šiuos veiksmus, galite subkultivuoti ląsteles ir išlaikyti sveiką ląstelių kultūrą būsimiems eksperimentams.