Gepubliceerd: 2023 | Laatst herzien: mei 2026
HeLa-cellen: een revolutie in het onderzoek
Sinds hun ontdekking in 1951 worden HeLa-cellen, een stam van onsterfelijke cellen die vernoemd is naar Henrietta Lacks, op grote schaal gebruikt in wetenschappelijk onderzoek. Henrietta Lacks, een 31-jarige Afro-Amerikaanse moeder van vijf kinderen, kreeg in hetzelfde jaar dat ze overleed de diagnose baarmoederhalskanker. George Otto Gey, directeur van het Tissue Culture Laboratory in het Johns Hopkins Hospital, verzamelde en vermeerderde haar baarmoederhalskankercellen, die uitzonderlijk veerkrachtig en vruchtbaar bleken te zijn, waardoor ze op grote schaal konden worden toegepast in wetenschappelijk onderzoek. In tegenstelling tot andere menselijke cellen konden HeLa-cellen in vitro worden gekweekt en vermeerderd, wat een aanzienlijke vooruitgang betekende voor het medisch onderzoek.
- Groei-medium
Zie productpagina - Verdubbelingstijd
Zie productpagina - Groeitype
Adherent - Bioveiligheidsniveau
BSL-1 - Verkrijgbaar bij
Cytion — Bestel HeLa
De geschiedenis en tijdlijn van HeLa-cellen
Henrietta Lacks, een zwarte tabaksboerin, werd in 1951 naar het Johns Hopkins Hospital gebracht vanwege abnormale vaginale bloedingen en werd later behandeld voor baarmoederhalskanker. Haar eerste behandeling bestond uit het nemen van weefselmonsters uit haar baarmoederhals zonder haar toestemming. De baarmoederhalsbiopsie leverde weefselmonsters op voor het klinisch onderzoek van George Otto Gey, die werden bestudeerd in het weefselkweeklaboratorium. In tegenstelling tot eerdere monsters merkte Gey's laboratoriumassistent op dat de cellen zich elke 20–24 uur verdubbelden en zich snel uitbreidden. Gey kweekte de baarmoederhalskankercellen vlak voor het overlijden van Lacks, en deze vormden de eerste levensvatbare menselijke in-vitro-cellijn. De cellen werden vernoemd naar de eerste twee letters van de voor- en achternaam van Henrietta Lacks en werden aan elke wetenschapper verstrekt die erom vroeg om het onderzoek te bevorderen.
Hoewel de cellen waren verzameld zonder toestemming van Lacks of haar familie, was toestemming destijds niet nodig en werd er ook niet vaak om gevraagd. Er bestond geen plicht om patiënten of hun familieleden te waarschuwen dat weggegooid of chirurgisch verkregen materiaal eigendom was van de arts of de medische instelling. In de jaren 70 kwam Henrietta's echte naam door een lek in de openbaarheid, en werd de familie Lacks gevraagd om DNA-monsters te verstrekken om te helpen bij het identificeren van besmette cellijnen. De HeLa-cellijn is afkomstig van een monster van Lacks' baarmoederhalsweefsel en is in celcultuur zodanig vermenigvuldigd dat het totale aantal cellen haar lichaam ver overstijgt. Er zijn verschillende stammen van HeLa-cellen, aangezien ze in celculturen blijven muteren, maar ze zijn allemaal afstammelingen van de tumorcellen die uit Lacks zijn gehaald.
Historisch onrecht aanpakken
Het verhaal rond Henrietta Lacks en de afleiding van HeLa-cellen zonder haar medeweten of toestemming heeft een discussie aangewakkerd over de ethiek van medische onderzoekspraktijken en de bescherming van individuele rechten, met name met betrekking tot het gebruik van menselijk biologisch materiaal in de wetenschap. Henrietta Lacks werd zonder het te weten de bron van de eerste onsterfelijke menselijke cellijn, die sindsdien tot talloze wetenschappelijke doorbraken heeft geleid. Het besef van dit ethische wangedrag heeft een verschuiving in gang gezet naar strengere toestemmingsprocedures en een groter bewustzijn van de morele verplichtingen van onderzoekers. Deze zaak heeft niet alleen de noodzaak van hervormingen in onderzoekspraktijken benadrukt, maar ook een bredere discussie op gang gebracht over rechtvaardigheid, respect en erkenning in medisch onderzoek, wat heeft geleid tot inspanningen om onrecht uit het verleden recht te zetten en ervoor te zorgen dat degenen die bijdragen aan wetenschappelijke vooruitgang worden erkend en met waardigheid worden behandeld.
Thermo Fisher en HeLa-cellen
De rechtszaak tegen het biotechbedrijf Thermo Fisher Scientific met betrekking tot HeLa-cellen was geworteld in een dieper ethisch en juridisch debat over de commercialisering van biologisch materiaal afkomstig van individuen zonder hun toestemming. De zaak draaide om de HeLa-cellijn, die leidde tot belangrijke wetenschappelijke doorbraken, waaronder de ontwikkeling van het poliovaccin en vooruitgang in de behandeling van kanker.
De rechtszaak bracht verschillende ethische overwegingen aan het licht: de rechten van individuen en hun families op hun biologisch materiaal, de historische context van het nemen van monsters bij gemarginaliseerde individuen zonder toestemming, en de verantwoordelijkheden van bedrijven die van dergelijk materiaal profiteren. De zaak tegen Thermo Fisher Scientific benadrukte de noodzaak van duidelijker beleid en ethische normen met betrekking tot het gebruik van menselijk biologisch materiaal in onderzoek en handel, waarbij het respect voor de rechten van individuen en een billijke verdeling van de voordelen die voortvloeien uit wetenschappelijke ontdekkingen worden gewaarborgd.
Voor een gedetailleerde verkenning van de oorsprong, juridische strijd en schikkingen rond HeLa-cellen, bekijk ons artikel "HeLa-cellen: geschiedenis, rechtszaak en schikkingen ."
Fascinerende eigenschappen van HeLa-cellen
HeLa-cellen zijn gemakkelijk te kweken en vermenigvuldigen zich snel. Ze staan ook bekend om hun hoge vatbaarheid voor virale infecties. Ze zijn met name vatbaar voor humaan adenovirus 3, het encefalomyocarditisvirus en poliovirus 1, 2 en 3. Deze eigenschap maakt HeLa-cellen essentieel voor het bestuderen van de replicatie, assemblage en pathogenese van deze virussen en voor het ontwikkelen van nieuwe antivirale strategieën. Daarnaast worden HeLa-cellen op grote schaal gebruikt als transfectiehosts voor het bestuderen van genfunctie en -regulatie, de productie van recombinante eiwitten en gentherapie.
- Zelfs voor kankercellen hebben HeLa-cellen een abnormaal hoge celproliferatiesnelheid en een onbeperkte levensduur, waardoor ze uitstekend geschikt zijn voor wetenschappelijk onderzoek.
- HeLa-cellen hebben een actieve vorm van telomerase, waardoor onbeperkte celdeling en onsterfelijkheid mogelijk zijn.
- HeLa-cellen overwinnen de Hayflick-limiet, het maximale aantal celdelingen dat de meeste normale cellen kunnen ondergaan voordat ze verouderen.
- HeLa-cellen hebben een hypertriploïd chromosoomaantal (3n+). Het gemiddelde chromosoomaantal in HeLa-cellen is 82, maar kan variëren van 70 tot 164 (in plaats van het standaard diploïde aantal van 46). Deze chromosomen worden "HeLa-signatuurchromosomen" genoemd. HeLa-cellen hebben een complex karyotype dat wordt gekenmerkt door een hoge mate van aneuploïdie en structurele herschikkingen. HeLa-cellen hebben in 98% van de cellen een klein telocentrisch chromosoom en 100% aneuploïdie in 1385 onderzochte cellen. Deze chromosomale afwijkingen spelen een essentiële rol in de snelle groeisnelheid en onsterfelijkheid van HeLa-cellen en worden ook in verband gebracht met baarmoederhalskanker.
- Door horizontale genoverdracht van het humaan papillomavirus 18 (HPV18) naar menselijke baarmoederhalscellen hebben HeLa-cellen een ander genoom dan Henrietta Lacks.
Structuur van HeLa-cellen
HeLa-cellen hebben een diameter van 10 - 20 µm, afhankelijk van de kweekomstandigheden. De meeste zoogdiercellen hebben een diameter tussen 10 en 100 µm. Een van de kleinste menselijke cellen, rode bloedcellen, heeft een diameter van ongeveer 8 µm. Aan de andere kant kunnen spiervezelcellen en neuronen extreem lang zijn.
Onderzoeksvooruitgang dankzij HeLa
HeLa-cellen hebben een centrale rol gespeeld bij belangrijke vooruitgang in het onderzoek, waaronder ontdekkingen op het gebied van genetica, virologie en de ontwikkeling van therapieën. De HeLa-cellijn is gebruikt voor onderzoek naar kanker, aids, de effecten van straling en toxines, genkaartbrenging en talloze andere wetenschappelijke onderzoeken. Er zijn meer dan 60.000 wetenschappelijke artikelen gepubliceerd over HeLa-onderzoek, en dat aantal neemt maandelijks met meer dan 300 toe.
Uitroeiing van polio
In de jaren vijftig testte Jonas Salk het eerste poliovaccin met behulp van HeLa-cellen. Deze cellen waren vatbaar voor poliomyelitis, wat leidde tot de dood van geïnfecteerde cellen. Daardoor was er veel vraag naar HeLa-cellen voor het testen van poliovaccins, omdat de resultaten snel beschikbaar waren.
Virologie
HeLa-cellen zijn geïnfecteerd met talrijke virussen, waaronder HIV, Zika, herpes en de bof, om nieuwe vaccins en geneesmiddelen te testen en te ontwikkelen. Dr. Richard Axel ontdekte dat HeLa-cellen met hiv kunnen worden geïnfecteerd door het CD4-eiwit toe te voegen, zodat het virus kan worden bestudeerd. HeLa-cellen zijn gebruikt voor onderzoek naar de expressie van papillomavirus E2 en apoptose, en ze hebben ook een essentiële rol gespeeld bij de ontwikkeling van vaccins tegen het humaan papillomavirus (HPV).
Kanker
HeLa-cellen zijn gebruikt voor talrijke kankerstudies, waaronder geslachtshormonen zoals oestradiol, oestrogeen en oestrogeenreceptoren en oestrogeenachtige verbindingen zoals quercetine en de kankervoorkomende eigenschappen daarvan. HeLa-cellen zijn ook gebruikt om de effecten van flavonoïden en antioxidanten met oestradiol op de proliferatie van kankercellen te bestuderen.
Andere opmerkelijke toepassingen zijn onder meer
- Kankerbehandelingen: HeLa-cellen waren cruciaal bij het ontwikkelen van kankermedicijnen, zoals camptothecine, een door de FDA goedgekeurd geneesmiddel voor de behandeling van eierstok-, long- en baarmoederhalskanker.
- Thalidomide en multipel myeloom: HeLa-cellen werden gebruikt om aan te tonen hoe het medicijn thalidomide, dat aanvankelijk werd gebruikt tegen ochtendmisselijkheid, aangeboren afwijkingen kan veroorzaken, wat leidde tot het gebruik ervan bij de behandeling van multipel myeloom.
- Inzicht in HIV en AIDS: De ontdekking dat HIV moeite had om HeLa-cellen te infecteren, verbeterde het inzicht van onderzoekers in het virus en opende de deur voor de ontwikkeling van HIV- en AIDS-medicijnen.
- Cellulaire veroudering: Dankzij HeLa-cellen konden onderzoekers de biologie van veroudering en de ziekten die vroegtijdige veroudering veroorzaken, onderzoeken, wat leidde tot de ontdekking van regenereerbare chromosomen die cellulaire degeneratie en schade in de loop van de tijd voorkomen.
- Bloedziekten: HeLa-cellen werden gebruikt om de efficiëntie van hydroxyurea tegen verschillende bloedkankers en bloedarmoede te evalueren; hydroxyurea wordt nu gebruikt voor de behandeling van sikkelcelziekte en maligniteiten van witte bloedcellen.
- Röntgenstraling: In 1956 gebruikten wetenschappers HeLa-cellen om de effecten van röntgenstraling op levende organismen te onderzoeken, waardoor ze een beter inzicht kregen in de gevaren van hoge en herhaalde doses straling van medische röntgenfoto's.
- Innovatieve ontdekkingen: HeLa-cellen hebben een cruciale rol gespeeld bij verschillende belangrijke ontdekkingen in de biologie, wat heeft geleid tot vooruitgang op het gebied van kankermedicijnen, kennis over HIV/AIDS en meer.
- Celleveroudering: Onderzoekers die HeLa-cellen gebruikten, kregen de Nobelprijs voor hun bevindingen over celleveroudering en het voorkomen van celdegeneratie en -schade in de loop van de tijd.
Ontdek HeLa-cellen en hun afgeleiden
Wat zijn potentieel onsterfelijke cellen?
Onsterfelijke cellijnen zijn cellen die zodanig zijn gemodificeerd dat ze zich continu delen en gedurende lange perioden kunnen worden gekweekt. Ze zijn afkomstig van bronnen met chromosomale afwijkingen of mutaties en kunnen afkomstig zijn van tumoren. Om de groei voort te zetten, verdelen wetenschappers een deel van de cellen over nieuwe celkweekvaten en vermenigvuldigen ze deze voor verdere experimenten.
HeLa-cellen worden, net als andere cellijnen, als "onsterfelijk" beschouwd omdat ze zich oneindig kunnen delen in celkweekflessen, zolang de primaire voorwaarden voor het overleven van de cellen maar in stand worden gehouden (d.w.z. ondersteund en verzorgd in een geschikte omgeving). Er zijn talrijke stammen van HeLa-cellen omdat ze in celculturen blijven muteren, maar ze zijn allemaal afkomstig van dezelfde Lacks-tumorcellen. Het aantal HeLa-cellen dat in celculturen wordt gekweekt, overtreft ruimschoots het aantal dat in het lichaam van Henrietta Lacks werd aangetroffen.
Productie, kwaliteitscontrole en houdbaarheid van HeLa-cellen
HeLa-cellen kunnen worden gekweekt en geoogst met behulp van standaard celkweekmethoden bij een confluentie van ongeveer 80-90%. De cellen zijn relatief eenvoudig te manipuleren en kunnen in verschillende omgevingen worden gekweekt.
Hoe bevroren HeLa-cellen te ontdooien
- Plaats het cryovial in een antibacterieel waterbad van 37 °C met schoon water.
- Laat 40 tot 60 seconden snel ontdooien. Het buisje moet worden verwijderd en overgebracht naar een steriele flow-cabinet.
- Veeg het buisje af met 70% alcohol en breng de celsuspensie over in een centrifugebuis van 15 ml met 8 ml kweekmedium.
- Reconstitueer de cellen, centrifugeer bij 300 x g gedurende drie minuten en gooi het supernatant weg (als alternatief kunt u het verdunnen met medium en het invriesmedium 24 uur later verwijderen als u niet direct centrifugeert).
- Breng de cellen, gesuspendeerd in 10 ml nieuw kweekmedium, over naar twee T25-celkweekflessen.
Subcultiveren van HeLa-cellen
- Verwijder het oude medium uit de celkweekfles.
- Spoel de aangehechte cellen af met PBS zonder calcium en magnesium. Gebruik 3-5 ml PBS voor T25- en 5-10 ml voor T75-celkweekflessen.
- Voeg Accutase toe aan de celkweekfles. Gebruik 1-2 ml per T25 en 2,5 ml per T75-celkweekfles. Zorg ervoor dat het celvlies volledig bedekt is.
- Incubeer de celkweekfles 8-10 minuten bij kamertemperatuur.
- Breng de cellen voorzichtig weer in suspensie met het medium. Voeg 10 ml medium toe en pipetteer voorzichtig op en neer om celaggregaten te breken.
- Centrifugeer de celsuspensie gedurende 3 minuten bij 300 x g.
- Resuspendeer de cellen in vers medium.
- Verdeel de opnieuw gesuspendeerde cellen over nieuwe celkweekflessen die vers medium bevatten.
- Bewaar de cellen in vloeibare stikstof voor langdurige opslag.
Door deze stappen te volgen, kunt u cellen subcultiveren en een gezonde celkweek in stand houden voor toekomstige experimenten.