Células HeLa: Revolucionando a pesquisa
Desde a sua descoberta em 1951, as células Hela, uma estirpe de células imortalizadas que recebeu o nome de Henrietta Lacks, têm sido amplamente utilizadas em estudos científicos. Henrietta Lacks, uma afro-americana de 31 anos, mãe de cinco filhos, foi diagnosticada com cancro do colo do útero no mesmo ano em que morreu. George Otto Gey, diretor do Laboratório de Cultura de Tecidos do Hospital Johns Hopkins, recolheu e multiplicou as suas células de carcinoma do colo do útero, que se revelaram excecionalmente resistentes e prolíficas, permitindo a sua ampla aplicação na investigação científica. Ao contrário de outras células humanas, as células HeLa podiam ser mantidas e multiplicadas in vitro, representando um avanço considerável na investigação médica.
A história e a cronologia das células Hela
Henrietta Lacks, uma agricultora de tabaco negra, foi levada para o Hospital Johns Hopkins em 1951 devido a uma hemorragia vaginal anormal e mais tarde recebeu tratamento para o cancro do colo do útero. O seu primeiro tratamento consistiu na recolha de amostras de tecido do seu colo do útero sem o seu consentimento. A biopsia do colo do útero deu origem a amostras de tecido para o exame clínico de George Otto Gey, que foram estudadas no laboratório de cultura de tecidos. Em contraste com amostras anteriores, o assistente de laboratório de Gey observou que as células duplicavam a cada 20-24 horas e se expandiam rapidamente. Gey propagou as células do cancro do colo do útero pouco antes da morte de Lacks, e estas foram a primeira linha celular humana viável in vitro. As células foram baptizadas com as duas primeiras letras do nome e apelido de Henrietta Lacks e foram cedidas a qualquer cientista que as solicitasse para fazer avançar a investigação.
Apesar de as células terem sido colhidas sem a autorização de Lacks ou da sua família, a autorização não era necessária nem comummente solicitada na altura. Não havia qualquer obrigação de avisar os doentes ou os seus familiares de que os materiais descartados ou obtidos cirurgicamente eram propriedade do médico ou da instituição médica. Na década de 1970, uma fuga de informação pública expôs o nome verdadeiro de Henrietta e foram pedidas à família Lacks amostras de ADN para ajudar a identificar linhas celulares contaminadas. A linha de células HeLa teve origem numa amostra de tecido cervical de Lacks e foi multiplicada em cultura de células ao ponto de exceder em muito o número total de células do seu corpo. Existem várias estirpes de células HeLa que continuam a sofrer mutações em culturas celulares, mas todas elas são descendentes das células tumorais extraídas de Lacks.
Abordar as injustiças históricas
A narrativa em torno de Henrietta Lacks e da derivação de células HeLa sem o seu conhecimento ou consentimento desencadeou um discurso sobre a ética das práticas de investigação médica e a proteção dos direitos individuais, em particular no que se refere à utilização de materiais biológicos humanos na ciência. Henrietta Lacks tornou-se, sem saber, a fonte da primeira linha de células humanas imortais, que desde então conduziu a inúmeras descobertas científicas. A constatação deste erro ético catalisou uma mudança no sentido de processos de consentimento mais rigorosos e uma maior consciencialização das obrigações morais dos investigadores. Este caso não só realçou a necessidade de reforma nas práticas de investigação, como também desencadeou uma conversa mais alargada sobre justiça, respeito e reconhecimento na investigação médica, levando a esforços para retificar injustiças passadas e garantir que os contribuintes para o avanço científico são reconhecidos e tratados com dignidade.
Thermo Fisher e as células HeLa
A ação judicial contra a empresa de biotecnologia Thermo Fisher Scientific relacionada com as células HeLa teve origem num debate ético e jurídico mais profundo sobre a comercialização de materiais biológicos derivados de indivíduos sem o seu consentimento. O caso centrava-se na linha de células HeLa, que conduziu a descobertas científicas significativas, incluindo o desenvolvimento da vacina contra a poliomielite e avanços no tratamento do cancro.
A ação judicial trouxe à luz várias considerações éticas: os direitos dos indivíduos e das suas famílias sobre os seus materiais biológicos, o contexto histórico da recolha de amostras de indivíduos marginalizados sem consentimento e as responsabilidades das empresas que beneficiam desses materiais. O caso contra a Thermo Fisher Scientific realçou a necessidade de políticas e normas éticas mais claras relativamente à utilização de materiais biológicos humanos na investigação e no comércio, garantindo o respeito pelos direitos dos indivíduos e a partilha equitativa dos benefícios resultantes das descobertas científicas.
Para uma exploração detalhada das origens, batalhas legais e resoluções em torno das células HeLa, consulte o nosso artigo"Células HeLa: História, ação judicial e acordos"
Caraterísticas Fascinantes das Células HeLa
As células HeLa são fáceis de cultivar e multiplicam-se rapidamente, sendo também conhecidas pela sua elevada suscetibilidade a infecções virais. São particularmente susceptíveis ao adenovírus humano 3, ao vírus da encefalomiocardite e aos poliovírus 1, 2 e 3. Esta caraterística torna as células HeLa essenciais para o estudo da replicação, montagem e patogénese destes vírus e para o desenvolvimento de novas estratégias antivirais. Além disso, as células HeLa são amplamente utilizadas como hospedeiras de transfecção para estudar a função e a regulação dos genes, a produção de proteínas recombinantes e a terapia genética.
- Mesmo no caso das células cancerosas, as células HeLa têm uma taxa de proliferação celular anormalmente elevada e um tempo de vida ilimitado, o que as torna excelentes para a investigação científica.
- As células HeLa têm uma forma de telomerase ativa, permitindo uma divisão celular ilimitada e a imortalidade.
- As células HeLa ultrapassam o limite de Hayflick, o número máximo de divisões celulares que a maioria das células normais pode sofrer antes de entrar em senescência.
- As células HeLa têm um número cromossómico hipertriplóide (3n+). O número médio de cromossomas nas células HeLa é 82, mas pode variar entre 70 e 164 (em vez do número diploide padrão de 46). Estes cromossomas são referidos como "cromossomas de assinatura HeLa". As células Hela têm um cariótipo complexo caracterizado por um elevado grau de aneuploidia e rearranjos estruturais. As células HeLa apresentam um pequeno cromossoma telocêntrico em 98% das células e 100% de aneuploidia em 1385 células examinadas. Estas anomalias cromossómicas desempenham um papel essencial na rápida taxa de crescimento e na imortalidade das células HeLa e estão também associadas ao cancro do colo do útero.
- Devido à transferência horizontal de genes do papilomavírus humano 18 (HPV18) para as células cervicais humanas, as células HeLa têm um genoma diferente do de Henrietta Lacks.
Estrutura das células HeLa
As células HeLa têm um diâmetro de 10 - 20 µm, dependendo das condições de cultura. A maioria das células de mamíferos tem um diâmetro entre 10 e 100 µm. Uma das células humanas mais pequenas, os glóbulos vermelhos, tem um diâmetro de cerca de 8 µm. Por outro lado, as células das fibras musculares e os neurónios podem ser extremamente longos.
Avanços na investigação graças às células HeLa
As células HeLa têm estado no centro de avanços significativos na investigação, incluindo descobertas em genética, virologia e desenvolvimento terapêutico. A linha de células HeLa tem sido utilizada para estudar o cancro, a SIDA, os efeitos da radiação e das toxinas, o mapeamento de genes e inúmeros outros trabalhos científicos. Foram publicados mais de 60.000 artigos científicos sobre a investigação HeLa, com um aumento de mais de 300 por mês.
Erradicação da poliomielite
Na década de 1950, Jonas Salk testou a primeira vacina contra a poliomielite utilizando células HeLa. Estas células eram susceptíveis à infeção por poliomielite, resultando na morte das células infectadas. Como resultado, as células HeLa eram muito procuradas para testar a vacina contra a poliomielite, porque os resultados estavam prontamente disponíveis.
Virologia
As células HeLa foram infectadas com inúmeros vírus, incluindo o VIH, o Zika, o herpes e a papeira, para testar e desenvolver novas vacinas e medicamentos. O Dr. Richard Axel descobriu que as células HeLa podem ser infectadas com VIH, adicionando a proteína CD4 para que o vírus possa ser estudado. As células HeLa têm sido utilizadas para investigar a expressão e a apoptose do papilomavírus E2, tendo também desempenhado um papel essencial no desenvolvimento de vacinas contra o papilomavírus humano (HPV).
Cancro
As células HeLa têm sido utilizadas para numerosos estudos sobre o cancro, incluindo hormonas esteróides sexuais, como o estradiol, o estrogénio e os receptores de estrogénio, e compostos semelhantes ao estrogénio, como a quercetina e as suas propriedades preventivas do cancro. As células HeLa também foram utilizadas para estudar os efeitos dos flavonóides e antioxidantes com estradiol na proliferação de células cancerígenas.
Outras aplicações dignas de nota incluem
- Tratamentos do cancro: As células Hela foram cruciais na criação de medicamentos contra o cancro, como a camptotecina, um medicamento aprovado pela FDA para o tratamento do cancro do ovário, do pulmão e do colo do útero.
- Talidomida e mieloma múltiplo: As células HeLa foram utilizadas para ilustrar a forma como o medicamento talidomida, inicialmente utilizado para os enjoos matinais, pode causar deficiências congénitas, levando à sua utilização no tratamento do mieloma múltiplo.
- Compreender o VIH e a SIDA: A revelação de que o VIH tinha dificuldade em infetar células HeLa melhorou a compreensão dos investigadores sobre o vírus, abrindo a porta ao desenvolvimento de medicamentos para o VIH e a SIDA.
- Envelhecimento celular: As células HeLa permitiram aos investigadores explorar a biologia do envelhecimento e as doenças que causam o envelhecimento prematuro, levando à descoberta de cromossomas regeneráveis que impedem a degeneração e os danos celulares ao longo do tempo.
- Doenças do sangue: As células HeLa foram utilizadas para avaliar a eficácia da hidroxiureia contra diferentes doenças malignas do sangue e anemia; a hidroxiureia é atualmente utilizada para tratar a doença falciforme e as doenças malignas dos glóbulos brancos.
- Raios X: Em 1956, os cientistas utilizaram células HeLa para investigar os efeitos da radiação de raios X em organismos vivos, obtendo uma melhor compreensão dos perigos das doses elevadas e recorrentes de radiação dos raios X médicos.
- Descobertas inovadoras: As células HeLa desempenharam um papel crucial em várias descobertas significativas na biologia, levando a avanços nos medicamentos contra o cancro, no conhecimento do VIH/SIDA e muito mais.
- Envelhecimento celular: Os investigadores que utilizaram células HeLa receberam o Prémio Nobel pelas suas descobertas sobre o envelhecimento celular e a prevenção da degeneração e danos celulares ao longo do tempo.
Explorar as células HeLa e os seus derivados
O que são células potencialmente imortalizadas?
As linhas de células imortalizadas são células que foram modificadas para se dividirem continuamente e poderem ser cultivadas durante longos períodos. Provêm de fontes com anomalias ou mutações cromossómicas e podem ser derivadas de tumores. Para continuar o crescimento, os cientistas dividem algumas das células em novos recipientes de cultura de células e multiplicam-nas para outras experiências.
As células HeLa, tal como outras linhas celulares, são consideradas "imortais" porque podem dividir-se indefinidamente em frascos de cultura de células, desde que sejam mantidas as condições primárias para a sobrevivência das células (ou seja, apoiadas e cuidadas num ambiente adequado). Existem numerosas estirpes de células HeLa porque estão sempre a sofrer mutações em culturas de células, mas todas derivam das mesmas células tumorais de Lacks. O número de células HeLa propagadas em culturas celulares excede em muito o número encontrado no corpo de Henrietta Lacks.
Fabrico de células HeLa, controlo de qualidade e prazo de validade
As células HeLa podem ser cultivadas e colhidas utilizando métodos padrão de cultura de células em cerca de 80-90% de confluência. As células são relativamente simples de manipular e podem ser cultivadas em vários ambientes.
Como descongelar células HeLa congeladas
- Colocar o frasco criogénico num banho de água antibacteriano a 37°C com água limpa.
- Descongelar rapidamente durante 40 a 60 segundos. O frasco deve ser retirado e transferido para uma cabina de fluxo estéril.
- Limpar o frasco com álcool a 70% e transferir a suspensão de células para um tubo de centrifugação de 15 ml contendo 8 ml de meio de cultura.
- Reconstituir as células, centrifugar a 300 x g durante três minutos e rejeitar o sobrenadante (em alternativa, diluir com meio e remover o meio de congelação 24 horas mais tarde, se não centrifugar imediatamente).
- Transferir as células suspensas em 10 ml de novo meio de cultura para dois frascos de cultura de células T25.
Subcultura de células HeLa
- Remover o meio antigo do frasco de cultura de células.
- Lavar as células aderentes com PBS sem cálcio e magnésio. Utilizar 3-5 ml de PBS para os frascos de cultura de células T25 e 5-10 ml para os frascos de cultura de células T75.
- Adicionar Accutase ao frasco de cultura de células. Utilizar 1-2 ml por cada frasco de cultura de células T25 e 2,5 ml por cada frasco de cultura de células T75. Assegurar-se de que a folha de células está completamente coberta.
- Incubar o frasco de cultura de células à temperatura ambiente durante 8-10 minutos.
- Ressuspender cuidadosamente as células com o meio. Adicionar 10 ml de meio e pipetar suavemente para cima e para baixo para desfazer os agregados celulares.
- Centrifugar a suspensão de células durante 3 minutos a 300 x g.
- Ressuspender as células em meio fresco.
- Dispensar as células ressuspensas em novos frascos de cultura de células que contenham meio fresco.
- Armazenar as células em azoto líquido para armazenamento a longo prazo.
Seguindo estes passos, pode subcultivar células e manter uma cultura de células saudável para experiências futuras.