Publicat: 2023 | Ultima revizuire: mai 2026
Celulele HeLa: o revoluție în cercetare
De la descoperirea lor în 1951, celulele HeLa, o tulpină de celule imortalizate numită după Henrietta Lacks, au fost utilizate pe scară largă în studiile științifice. Henrietta Lacks, o afro-americană în vârstă de 31 de ani, mamă a cinci copii, a fost diagnosticată cu cancer de col uterin în același an în care a decedat. George Otto Gey, directorul Laboratorului de Cultură Tisulară de la Spitalul Johns Hopkins, a colectat și multiplicat celulele carcinomului ei cervical, care s-au dovedit a fi extrem de rezistente și prolifice, permițând aplicarea lor pe scară largă în cercetarea științifică. Spre deosebire de alte celule umane, celulele HeLa puteau fi menținute și multiplicate in vitro, reprezentând un progres considerabil în cercetarea medicală.
- Mediu de creștere
Vezi pagina produsului - Timp de dublare
Vezi pagina produsului - Tip de creștere
Aderent - Nivel de biosecuritate
BSL-1 - Disponibil la
Cytion — Comandați HeLa
Istoria și cronologia celulelor HeLa
Henrietta Lacks, o cultivatoare de tutun de culoare, a fost dusă la Spitalul Johns Hopkins în 1951 din cauza unor sângerări vaginale anormale și, ulterior, a fost tratată pentru cancer de col uterin. Prima ei terapie a constat în prelevarea de probe de țesut din colul uterin fără consimțământul ei. Biopsia cervicală a furnizat probe de țesut pentru examinarea clinică a lui George Otto Gey, care au fost studiate în laboratorul de cultură tisulară. Spre deosebire de probele anterioare, asistentul de laborator al lui Gey a observat că celulele se dublau la fiecare 20–24 de ore și se multiplicau rapid. Gey a propagat celulele canceroase cervicale chiar înainte de moartea lui Lacks, iar acestea au constituit prima linie celulară umană viabilă in vitro. Celulele au fost numite după primele două litere ale prenumelui și numelui de familie al lui Henrietta Lacks și au fost oferite oricărui om de știință care le-a solicitat pentru a avansa cercetarea.
Chiar dacă celulele au fost recoltate fără permisiunea lui Lacks sau a familiei sale, permisiunea nu era necesară și nici nu se solicita în mod obișnuit la acea vreme. Nu exista obligația de a avertiza pacienții sau membrii familiilor acestora că materialele aruncate sau obținute chirurgical erau proprietatea medicului sau a unității medicale. În anii 1970, o scurgere de informații către public a dezvăluit numele real al Henriettei, iar familiei Lacks i s-au cerut probe de ADN pentru a ajuta la identificarea liniilor celulare contaminate. Linia celulară HeLa provine dintr-o probă de țesut cervical prelevat de la Lacks și a fost multiplicată în culturi celulare într-o măsură care depășește cu mult numărul total de celule din corpul ei. Există mai multe tulpini de celule HeLa, deoarece acestea continuă să muteze în culturile celulare, dar toate sunt descendente ale celulelor tumorale extrase de la Lacks.
Remedierea nedreptăților istorice
Povestea despre Henrietta Lacks și obținerea celulelor HeLa fără știrea sau consimțământul ei a declanșat o dezbatere privind etica practicilor de cercetare medicală și protecția drepturilor individuale, în special în ceea ce privește utilizarea materialelor biologice umane în știință. Henrietta Lacks a devenit, fără să știe, sursa primei linii celulare umane nemuritoare, care a dus de atunci la nenumărate descoperiri științifice. Conștientizarea acestei încălcări etice a catalizat o schimbare către procese de consimțământ mai riguroase și o conștientizare sporită a obligațiilor morale ale cercetătorilor. Acest caz nu numai că a evidențiat necesitatea unei reforme a practicilor de cercetare, dar a stârnit și o discuție mai amplă despre justiție, respect și recunoaștere în cercetarea medicală, ducând la eforturi de a rectifica nedreptățile din trecut și de a se asigura că cei care contribuie la progresul științific sunt recunoscuți și tratați cu demnitate.
Thermo Fisher și celulele HeLa
Procesul împotriva companiei de biotehnologie Thermo Fisher Scientific legat de celulele HeLa a avut la bază o dezbatere etică și juridică mai profundă privind comercializarea materialelor biologice obținute de la persoane fără consimțământul acestora. Cazul s-a concentrat pe linia celulară HeLa, care a dus la descoperiri științifice semnificative, inclusiv dezvoltarea vaccinului împotriva poliomielitei și progrese în tratamentul cancerului.
Procesul a scos la iveală mai multe considerente etice: drepturile persoanelor și ale familiilor lor asupra materialelor lor biologice, contextul istoric al prelevării de probe de la persoane marginalizate fără consimțământul acestora și responsabilitățile companiilor care beneficiază de astfel de materiale. Procesul împotriva Thermo Fisher Scientific a evidențiat necesitatea unor politici și standarde etice mai clare privind utilizarea materialelor biologice umane în cercetare și comerț, asigurând respectarea drepturilor persoanelor și împărțirea echitabilă a beneficiilor rezultate din descoperirile științifice.
Pentru o analiză detaliată a originilor, bătăliilor juridice și soluțiilor legate de celulele HeLa, consultați articolul nostru „Celulele HeLa: istorie, proces și acorduri ”.
Caracteristici fascinante ale celulelor HeLa
Celulele HeLa sunt ușor de cultivat și se multiplică rapid, fiind cunoscute și pentru susceptibilitatea lor ridicată la infecții virale. Acestea sunt deosebit de susceptibile la adenovirusul uman 3, virusul encefalomiocarditei și poliovirusurile 1, 2 și 3. Această caracteristică face ca celulele HeLa să fie esențiale pentru studierea replicării, asamblării și patogenezei acestor viruși, precum și pentru dezvoltarea de noi strategii antivirale. În plus, celulele HeLa sunt utilizate pe scară largă ca gazde de transfecție pentru studierea funcției și reglării genelor, producția de proteine recombinante și terapia genică.
- Chiar și pentru celulele canceroase, celulele HeLa au o rată anormal de mare de proliferare celulară și o durată de viață nelimitată, ceea ce le face excelente pentru cercetarea științifică.
- Celulele HeLa au o formă activă de telomerază, ceea ce permite diviziunea celulară nelimitată și nemurirea.
- Celulele HeLa depășesc limita Hayflick, numărul maxim de diviziuni celulare pe care majoritatea celulelor normale le pot suferi înainte de a deveni senescente.
- Celulele HeLa au un număr cromozomial hipertriploid (3n+). Numărul mediu de cromozomi în celulele HeLa este de 82, dar poate varia de la 70 la 164 (în loc de numărul diploid standard de 46). Aceste cromozomi sunt denumiți „cromozomi caracteristici HeLa”. Celulele HeLa au un cariotip complex caracterizat printr-un grad ridicat de aneuploidie și rearanjări structurale. Celulele HeLa au un cromozom telocentric mic în 98% din celule și 100% aneuploidie în 1385 de celule examinate. Aceste anomalii cromozomiale joacă un rol esențial în rata de creștere rapidă și nemurirea celulelor HeLa și sunt, de asemenea, asociate cu cancerul de col uterin.
- Datorită transferului genetic orizontal de la virusul papiloma uman 18 (HPV18) la celulele cervicale umane, celulele HeLa au un genom diferit de cel al Henriettei Lacks.
Structura celulelor HeLa
Celulele HeLa au un diametru de 10 - 20 µm, în funcție de condițiile de cultură. Majoritatea celulelor mamiferelor au un diametru cuprins între 10 și 100 µm. Unele dintre cele mai mici celule umane, globulele roșii, au un diametru de aproximativ 8 µm. Pe de altă parte, celulele fibrelor musculare și neuronii pot fi extrem de lungi.
Progrese în cercetare datorită celulelor HeLa
Celulele HeLa au stat la baza unor progrese semnificative în cercetare, inclusiv descoperiri în genetică, virologie și dezvoltarea de terapii. Linia celulară HeLa a fost utilizată pentru studierea cancerului, a SIDA, a efectelor radiațiilor și toxinelor, a cartografierii genelor și a nenumărate alte demersuri științifice. Au fost publicate peste 60.000 de articole științifice despre cercetarea HeLa, numărul acestora crescând cu peste 300 în fiecare lună.
Eradicarea poliomielitei
În anii 1950, Jonas Salk a testat primul vaccin împotriva poliomielitei folosind celule HeLa. Aceste celule erau susceptibile la infecția cu poliomielită, ceea ce ducea la moartea celulelor infectate. Drept urmare, celulele HeLa erau foarte solicitate pentru testarea vaccinului împotriva poliomielitei, deoarece rezultatele erau disponibile imediat.
Virologie
Celulele HeLa au fost infectate cu numeroase virusuri, inclusiv HIV, Zika, herpes și oreion, pentru a testa și dezvolta noi vaccinuri și medicamente. Dr. Richard Axel a descoperit că celulele HeLa pot fi infectate cu HIV prin adăugarea proteinei CD4, astfel încât virusul să poată fi studiat. Celulele HeLa au fost utilizate pentru cercetarea expresiei papilomavirusului E2 și a apoptozei și au jucat, de asemenea, un rol esențial în dezvoltarea vaccinurilor împotriva papilomavirusului uman (HPV).
Cancer
Celulele HeLa au fost utilizate în numeroase studii privind cancerul, inclusiv în ceea ce privește hormonii steroizi sexuali, precum estradiolul, estrogenul și receptorii de estrogen, precum și compușii de tip estrogen, cum ar fi quercetina și proprietățile sale de prevenire a cancerului. Celulele HeLa au fost utilizate, de asemenea, pentru a studia efectele flavonoidelor și antioxidanților împreună cu estradiolul asupra proliferării celulelor canceroase.
Alte aplicații demne de menționat includ
- Tratamente împotriva cancerului: Celulele HeLa au fost cruciale în crearea medicamentelor împotriva cancerului, cum ar fi camptotecina, un produs farmaceutic aprobat de FDA pentru tratarea cancerului ovarian, pulmonar și de col uterin.
- Talidomida și mielomul multiplu: Celulele HeLa au fost utilizate pentru a ilustra modul în care medicamentul talidomidă, care a fost inițial utilizat pentru grețurile matinale, poate provoca dizabilități congenitale, ceea ce a dus la utilizarea sa în tratamentul mielomului multiplu.
- Înțelegerea HIV și a SIDA: Descoperirea faptului că virusul HIV avea dificultăți în a infecta celulele HeLa a îmbunătățit înțelegerea cercetătorilor asupra virusului, deschizând calea pentru dezvoltarea medicamentelor împotriva HIV și SIDA.
- Îmbătrânirea celulară: Celulele HeLa au permis cercetătorilor să exploreze biologia îmbătrânirii și bolile care provoacă îmbătrânirea prematură, ducând la descoperirea cromozomilor regenerabili care previn degenerarea și deteriorarea celulară în timp.
- Tulburări sanguine: Celulele HeLa au fost utilizate pentru a evalua eficiența hidroxiureei împotriva diferitelor afecțiuni maligne ale sângelui și a anemiei; hidroxiureea este utilizată în prezent pentru tratarea anemiei falciforme și a afecțiunilor maligne ale celulelor albe din sânge.
- Raze X: În 1956, oamenii de știință au utilizat celulele HeLa pentru a investiga efectele radiațiilor cu raze X asupra organismelor vii, obținând o mai bună înțelegere a pericolelor dozelor mari și recurente de radiații provenite de la razele X medicale.
- Descoperiri inovatoare: Celulele HeLa au jucat un rol crucial în mai multe descoperiri semnificative în biologie, ducând la progrese în medicina cancerului, cunoașterea HIV/SIDA și multe altele.
- Îmbătrânirea celulară: Cercetătorii care au utilizat celule HeLa au primit Premiul Nobel pentru descoperirile lor privind îmbătrânirea celulară și prevenirea degenerării și deteriorării celulare în timp.
Descoperiți celulele HeLa și derivatele acestora
Ce sunt celulele potențial imortalizate?
Liniile celulare imortalizate sunt celule care au fost modificate astfel încât să se dividă continuu și să poată fi cultivate pe perioade lungi de timp. Acestea provin din surse cu anomalii cromozomiale sau mutații și pot fi derivate din tumori. Pentru a continua creșterea, oamenii de știință împart o parte din celule în noi recipiente de cultură celulară și le multiplică pentru experimente ulterioare.
Celulele HeLa, la fel ca alte linii celulare, sunt considerate „nemuritoare” deoarece se pot diviza la nesfârșit în flacoane de cultură celulară atâta timp cât sunt menținute condițiile primare pentru supraviețuirea celulară (adică sunt susținute și îngrijite într-un mediu adecvat). Există numeroase tulpini de celule HeLa, deoarece acestea continuă să muteze în culturile celulare, dar toate provin din aceleași celule tumorale ale lui Lacks. Numărul de celule HeLa propagate în culturile celulare depășește cu mult cel găsit în corpul lui Henrietta Lacks.
Producerea celulelor HeLa, controlul calității și durata de valabilitate
Celulele HeLa pot fi cultivate și recoltate folosind metode standard de cultură celulară la o confluență de aproximativ 80-90%. Celulele sunt relativ ușor de manipulat și pot fi cultivate în diverse medii.
Cum se decongelează celulele HeLa congelate
- Puneți criovialul într-o baie de apă antibacteriană la 37 °C cu apă curată.
- Decongelați rapid timp de 40 până la 60 de secunde. Flaconul trebuie scos și transferat într-o cameră sterilă cu flux de aer.
- Ștergeți flaconul cu alcool de 70% și transferați suspensia celulară într-o eprubetă de centrifugă de 15 ml care conține 8 ml de mediu de cultură.
- Reconstituiți celulele, centrifugați la 300 x g timp de trei minute și aruncați supernatantul (alternativ, diluați cu mediu și îndepărtați mediul de congelare 24 de ore mai târziu dacă nu centrifugați imediat).
- Transferați celulele suspendate în 10 ml de mediu de cultură proaspăt în două flacoane de cultură celulară T25.
Subcultivarea celulelor HeLa
- Îndepărtați mediul vechi din flaconul de cultură celulară.
- Clătiți celulele aderente folosind PBS fără calciu și magneziu. Folosiți 3-5 ml de PBS pentru flacoanele de cultură celulară T25 și 5-10 ml pentru flacoanele T75.
- Adăugați Accutase în flaconul de cultură celulară. Utilizați 1-2 ml pentru fiecare flacon T25 și 2,5 ml pentru fiecare flacon de cultură celulară T75. Asigurați-vă că stratul celular este complet acoperit.
- Incubați flaconul de cultură celulară la temperatura camerei timp de 8-10 minute.
- Resuspendeți cu grijă celulele în mediu. Adăugați 10 ml de mediu și pipetați ușor în sus și în jos pentru a rupe agregatele celulare.
- Centrifugați suspensia celulară timp de 3 minute la 300 x g.
- Resuspendeți celulele în mediu proaspăt.
- Distribuiți celulele resuspendate în flacoane noi de cultură celulară care conțin mediu proaspăt.
- Păstrați celulele în azot lichid pentru depozitare pe termen lung.
Urmând acești pași, puteți subcultiva celule și menține o cultură celulară sănătoasă pentru experimente viitoare.