Uverejnené: 2023 | Posledná aktualizácia: máj 2026
HeLa bunky: revolúcia vo výskume
Od ich objavenia v roku 1951 sa HeLa bunky, kmeň nesmrteľných buniek pomenovaných po Henriette Lacksovej, široko využívajú vo vedeckom výskume. Henriette Lacksová, 31-ročná afroamerická matka piatich detí, bola v roku svojej smrti diagnostikovaná s rakovinou krčka maternice. George Otto Gey, riaditeľ Laboratória tkanivových kultúr v nemocnici Johns Hopkins, odobral a rozmnožil jej bunky karcinómu krčka maternice, ktoré sa ukázali ako mimoriadne odolné a plodné, čo umožnilo ich široké využitie vo vedeckom výskume. Na rozdiel od iných ľudských buniek bolo možné bunky HeLa udržiavať a rozmnožovať in vitro, čo predstavovalo značný pokrok v medicínskom výskume.
- Rastové médium
Pozri stránku produktu - Doba zdvojnásobenia
Pozri stránku produktu - Typ rastu
Adherentný - Úroveň biologickej bezpečnosti
BSL-1 - K dispozícii od
Cytion — Objednajte si HeLa
História a časová os buniek HeLa
Henrietta Lacks, černošská pestovateľka tabaku, bola v roku 1951 prevezená do nemocnice Johns Hopkins Hospital kvôli abnormálnemu vaginálnemu krvácaniu a neskôr bola liečená na rakovinu krčka maternice. Jej prvá terapia spočívala v odbere vzoriek tkaniva z krčka maternice bez jej súhlasu. Biopsia krčka maternice poskytla vzorky tkaniva na klinické vyšetrenie Georgea Otta Geya, ktoré boli študované v laboratóriu tkanivových kultúr. Na rozdiel od skorších vzoriek Geyov laboratórny asistent zaznamenal, že sa bunky zdvojnásobovali každých 20–24 hodín a rýchlo sa rozmnožovali. Gey rozmnožil bunky rakoviny krčka maternice tesne pred Lacksovej smrťou a boli to prvé životaschopné ľudské bunky in vitro. Bunky boli pomenované podľa prvých dvoch písmen krstného mena a priezviska Henrietty Lacksovej a boli poskytnuté každému vedcovi, ktorý o ne požiadal s cieľom posunúť výskum vpred.
Hoci boli bunky odobraté bez súhlasu Lacksovej alebo jej rodiny, v tej dobe nebol súhlas potrebný ani bežne požadovaný. Neexistovala povinnosť varovať pacientov alebo ich rodinných príslušníkov, že vyhodené alebo chirurgicky získané materiály sú majetkom lekára alebo zdravotníckeho zariadenia. V 70. rokoch 20. storočia sa v dôsledku úniku informácií na verejnosť zverejnilo skutočné meno Henrietty a rodina Lacksovcov bola požiadaná o vzorky DNA na pomoc pri identifikácii kontaminovaných bunkových línií. Bunka HeLa pochádza zo vzorky krčka maternice Lacksovej a bola rozmnožená v bunkovej kultúre do takej miery, že jej počet oveľa prevyšuje celkový počet buniek v jej tele. Existuje niekoľko kmeňov buniek HeLa, ktoré sa v bunkových kultúrach naďalej mutujú, ale všetky sú potomkami nádorových buniek odobratých z Lacksovej.
Náprava historických krívd
Príbeh týkajúci sa Henrietty Lacksovej a získania buniek HeLa bez jej vedomia alebo súhlasu vyvolal diskusiu o etike medicínskych výskumných postupov a ochrane individuálnych práv, najmä pokiaľ ide o využívanie ľudských biologických materiálov vo vede. Henrietta Lacks sa bez svojho vedomia stala zdrojom prvej nesmrteľnej ľudskej bunky, ktorá odvtedy viedla k nespočetným vedeckým objavom. Uvedomenie si tohto etického pochybenia podnietilo posun smerom k prísnejším postupom získavania súhlasu a zvýšenému povedomiu o morálnych povinnostiach výskumníkov. Tento prípad nielen zdôraznil potrebu reformy výskumných postupov, ale aj vyvolal širšiu diskusiu o spravodlivosti, rešpekte a uznaní v medicínskom výskume, čo viedlo k snahám o nápravu minulých krívd a zabezpečenie toho, aby prispievatelia k vedeckému pokroku boli uznaní a zaobchádzalo sa s nimi s dôstojnosťou.
Thermo Fisher a HeLa bunky
Súdny spor proti biotechnologickej spoločnosti Thermo Fisher Scientific týkajúci sa buniek HeLa vychádzal z hlbšej etickej a právnej diskusie o komercializácii biologických materiálov získaných od jednotlivcov bez ich súhlasu. Prípad sa týkal buniek HeLa, ktoré viedli k významným vedeckým objavom, vrátane vývoja vakcíny proti obrne a pokroku v liečbe rakoviny.
Súdny spor poukázal na niekoľko etických hľadísk: práva jednotlivcov a ich rodín na ich biologické materiály, historický kontext odberu vzoriek od marginalizovaných jednotlivcov bez ich súhlasu a zodpovednosť spoločností, ktoré z týchto materiálov ťažia. Prípad proti spoločnosti Thermo Fisher Scientific poukázal na potrebu jasnejších politík a etických noriem týkajúcich sa používania ľudských biologických materiálov vo výskume a obchode, ktoré by zabezpečili rešpektovanie práv jednotlivcov a spravodlivé rozdelenie prínosov vyplývajúcich z vedeckých objavov.
Podrobné informácie o pôvode, právnych sporoch a riešeniach týkajúcich sa buniek HeLa nájdete v našom článku „Bunky HeLa: história, súdny spor a dohody “.
Zaujímavé vlastnosti buniek HeLa
HeLa bunky sa ľahko kultivujú a rýchlo sa množia a sú tiež známe svojou vysokou náchylnosťou na vírusové infekcie. Sú obzvlášť náchylné na ľudský adenovírus 3, vírus encefalomyokarditídy a poliovírusy 1, 2 a 3. Táto vlastnosť robí z buniek HeLa nevyhnutný nástroj na štúdium replikácie, zostavovania a patogenézy týchto vírusov a na vývoj nových antivírusových stratégií. Okrem toho sa bunky HeLa široko používajú ako hostitelia pre transfekciu pri štúdiu funkcie a regulácie génov, produkcii rekombinantných proteínov a génovej terapii.
- Dokonca aj v porovnaní s rakovinovými bunkami majú HeLa bunky abnormálne vysokú rýchlosť bunkovej proliferácie a neobmedzenú životnosť, čo ich robí vynikajúcimi pre vedecký výskum.
- Bunky HeLa majú aktívnu formu telomerázy, čo umožňuje neobmedzené delenie buniek a nesmrteľnosť.
- HeLa bunky prekonávajú Hayflickov limit, maximálny počet delení buniek, ktorým môžu prejsť väčšina normálnych buniek, než začnú starnúť.
- HeLa bunky majú hypertriploidný počet chromozómov (3n+). Priemerný počet chromozómov v HeLa bunkách je 82, ale môže sa pohybovať v rozmedzí od 70 do 164 (namiesto štandardného diploidného počtu 46). Tieto chromozómy sa označujú ako „chromozómy charakteristické pre HeLa“. Bunky HeLa majú komplexný karyotyp charakterizovaný vysokým stupňom aneuploidie a štrukturálnych prestavieb. Bunky HeLa majú malý telocentrický chromozóm v 98 % buniek a 100 % aneuploidiu v 1385 skúmaných bunkách. Tieto chromozómové abnormality hrajú podstatnú úlohu v rýchlom raste a nesmrteľnosti buniek HeLa a sú tiež spojené s rakovinou krčka maternice.
- V dôsledku horizontálneho prenosu génov z ľudského papilomavírusu 18 (HPV18) do ľudských krčkových buniek majú HeLa bunky odlišný genóm od Henrietty Lacksovej.
Štruktúra buniek HeLa
Bunky HeLa majú priemer 10 – 20 µm, v závislosti od kultivačných podmienok. Väčšina buniek cicavcov má priemer medzi 10 a 100 µm. Jedny z najmenších ľudských buniek, červené krvinky, majú priemer asi 8 µm. Na druhej strane, bunky svalových vlákien a neuróny môžu byť extrémne dlhé.
Pokroky vo výskume vďaka HeLa
Bunky HeLa stáli v centre významných pokrokov vo výskume, vrátane objavov v genetike, virológii a vývoji liečebných metód. Bunky HeLa sa používali na štúdium rakoviny, AIDS, účinkov žiarenia a toxínov, mapovania génov a nespočetných ďalších vedeckých projektov. O výskume HeLa bolo publikovaných viac ako 60 000 vedeckých článkov a ich počet sa každý mesiac zvyšuje o viac ako 300.
Vymýtenie obrny
V 50. rokoch 20. storočia Jonas Salk otestoval prvú vakcínu proti obrne s použitím buniek HeLa. Tieto bunky boli náchylné na infekciu obrnou, čo viedlo k smrti infikovaných buniek. V dôsledku toho bol o bunky HeLa veľký záujem pri testovaní vakcín proti obrne, pretože výsledky boli ľahko dostupné.
Virológia
Bunky HeLa boli infikované mnohými vírusmi, vrátane HIV, Zika, herpesu a mumpsu, s cieľom testovať a vyvíjať nové vakcíny a lieky. Dr. Richard Axel zistil, že bunky HeLa môžu byť infikované vírusom HIV pridaním proteínu CD4, aby bolo možné vírus študovať. Bunky HeLa sa používali na výskum expresie papilomavírusu E2 a apoptózy a zohrali tiež zásadnú úlohu pri vývoji vakcín proti ľudskému papilomavírusu (HPV).
Rakovina
HeLa bunky sa používali v mnohých štúdiách o rakovine, vrátane štúdií o pohlavných steroidných hormónoch, ako sú estradiol, estrogén a estrogénové receptory, a estrogénových zlúčeninách, ako je kvercetín a jeho protinádorové vlastnosti. HeLa bunky sa tiež používali na štúdium účinkov flavonoidov a antioxidantov s estradiolom na proliferáciu rakovinových buniek.
Medzi ďalšie pozoruhodné aplikácie patria
- Liečba rakoviny: HeLa bunky boli kľúčové pri vývoji liekov na rakovinu, ako je kamptotecín, liek schválený FDA na liečbu rakoviny vaječníkov, pľúc a krčka maternice.
- Talidomid a mnohopočetný myelóm: HeLa bunky sa použili na ilustráciu toho, ako liek talidomid, ktorý sa pôvodne používal na liečbu ranných nevoľností, môže spôsobiť vrodené postihnutia, čo viedlo k jeho použitiu pri liečbe mnohopočetného myelómu.
- Porozumenie HIV a AIDS: Zistenie, že HIV má ťažkosti s infikovaním buniek HeLa, zlepšilo pochopenie vírusu zo strany výskumníkov a otvorilo dvere pre vývoj liekov na HIV a AIDS.
- Starnutie buniek: Bunky HeLa umožnili výskumníkom skúmať biológiu starnutia a ochorenia, ktoré spôsobujú predčasné starnutie, čo viedlo k objaveniu regenerovateľných chromozómov, ktoré zabraňujú degenerácii a poškodeniu buniek v priebehu času.
- Poruchy krvi: Bunky HeLa sa používali na hodnotenie účinnosti hydroxyurey proti rôznym malígnym ochoreniam krvi a anémii; hydroxyurea sa v súčasnosti používa na liečbu srpkovitej anémie a malígnych ochorení bielych krviniek.
- Röntgenové lúče: V roku 1956 vedci využili bunky HeLa na skúmanie účinkov röntgenového žiarenia na živé organizmy, čím získali lepší prehľad o nebezpečenstvách vysokých a opakovaných dávok žiarenia z lekárskych röntgenov.
- Inovatívne objavy: Bunky HeLa zohrali kľúčovú úlohu pri viacerých významných objavoch v biológii, ktoré viedli k pokroku v liečbe rakoviny, poznatkom o HIV/AIDS a ďalším.
- Starnutie buniek: Výskumníci, ktorí využívali bunky HeLa, získali Nobelovu cenu za svoje zistenia týkajúce sa starnutia buniek a prevencie degenerácie a poškodenia buniek v priebehu času.
Objavte bunky HeLa a ich deriváty
Čo sú potenciálne imortalizované bunky?
Nesmrteľné bunkové línie sú bunky, ktoré boli modifikované tak, aby sa nepretržite delili a mohli sa pestovať po dlhú dobu. Pochádzajú zo zdrojov s chromozómovými abnormalitami alebo mutáciami a môžu byť odvodené z nádorov. Aby vedci mohli pokračovať v pestovaní, časť buniek prenesú do nových kultivačných nádob a rozmnožia ich pre ďalšie experimenty.
Bunky HeLa, podobne ako iné bunkové línie, sa považujú za „nesmrteľné“, pretože sa môžu v bunkových kultivačných fľašiach deliť donekonečna, pokiaľ sú zachované základné podmienky pre prežitie buniek (t. j. sú podporované a ošetrované vo vhodnom prostredí). Existuje mnoho kmeňov buniek HeLa, pretože sa v bunkových kultúrach neustále mutujú, ale všetky pochádzajú z rovnakých nádorových buniek Lacksovej. Počet buniek HeLa rozmnožených v bunkových kultúrach ďaleko prevyšuje počet buniek nachádzajúcich sa v tele Henrietty Lacksovej.
Výroba buniek HeLa, kontrola kvality a trvanlivosť
HeLa bunky sa môžu kultivovať a zberať pomocou štandardných metód bunkovej kultúry pri konfluencii okolo 80–90 %. S bunkami sa manipuluje relatívne jednoducho a môžu sa kultivovať v rôznych prostrediach.
Ako rozmraziť zmrazené HeLa bunky
- Vložte kryovialku do antibakteriálneho vodného kúpeľa s čistou vodou o teplote 37 °C.
- Rýchlo rozmrazujte po dobu 40 až 60 sekúnd. Skúmavku vyberte a preneste do sterilnej prietokovej komory.
- Fľaštičku utrite 70 % alkoholom a bunky preneste do 15 ml centrifugačnej skúmavky obsahujúcej 8 ml kultivačného média.
- Rekonštituujte bunky, odstredite pri 300 x g počas troch minút a supernatant zlikvidujte (prípadne zrieďte kultivačným médiom a mrazivé médium odstráňte o 24 hodín neskôr, ak neodstredíte ihneď).
- Preneste bunky suspendované v 10 ml nového kultivačného média do dvoch kultivačných fliaš T25.
Subkultivácia buniek HeLa
- Odstráňte staré médium z kultivačnej fľaše.
- Opláchnite adhezívne bunky pomocou PBS bez vápnika a horčíka. Použite 3–5 ml PBS pre T25 a 5–10 ml pre T75 kultivačné fľaše.
- Pridajte Accutase do kultivačnej fľaše. Použite 1–2 ml na fľašu T25 a 2,5 ml na fľašu T75. Uistite sa, že je bunková vrstva úplne pokrytá.
- Inkubujte kultivačnú fľašu pri izbovej teplote počas 8–10 minút.
- Opatrne resuspendujte bunky v médiu. Pridajte 10 ml média a jemne pipetujte hore a dole, aby sa rozbili agregáty buniek.
- Centrifugujte bunkovú suspenziu 3 minúty pri 300 x g.
- Resuspendujte bunky v čerstvom médiu.
- Rozdeľte resuspendované bunky do nových kultivačných fliaš, ktoré obsahujú čerstvé médium.
- Bunky uložte do tekutého dusíka na dlhodobé skladovanie.
Postupovaním podľa týchto krokov môžete bunky subkultivovať a udržiavať zdravú bunkovú kultúru pre budúce experimenty.