Objavljeno: 2023 | Zadnji pregled: maj 2026
HeLa celice: revolucija v raziskavah
Od odkritja leta 1951 se celice HeLa, sev nesmrnih celic, poimenovanih po Henrietti Lacks, široko uporabljajo v znanstvenih raziskavah. Henrietta Lacks, 31-letna afroameriška mati petih otrok, je bila istega leta, ko je umrla, diagnosticirana z rakom materničnega vratu. George Otto Gey, direktor Laboratorija za tkivno kulturo v bolnišnici Johns Hopkins, je zbral in pomnožil njene celice raka materničnega vratu, ki so se izkazale za izjemno odporne in plodne, kar je omogočilo njihovo široko uporabo v znanstvenih raziskavah. V nasprotju z drugimi človeškimi celicami je bilo mogoče celice HeLa gojiti in pomnoževati in vitro, kar je predstavljalo znaten napredek v medicinskih raziskavah.
- Rastno gojišče
Glej stran izdelka - Čas podvojitve
Glej stran izdelka - Vrsta rasti
Adherenten - Raven biološke varnosti
BSL-1 - Na voljo pri
Cytion — Naroči HeLa
Zgodovina in časovni pregled celic HeLa
Henrietta Lacks, črnopolta pridelovalka tobaka, je bila leta 1951 zaradi nenormalnega krvavenja iz nožnice odpeljana v bolnišnico Johns Hopkins, kjer so ji kasneje zdravili raka materničnega vratu. Njeno prvo zdravljenje je vključevalo odvzem vzorcev tkiva iz materničnega vratu brez njenega soglasja. Biopsija materničnega vratu je prinesla vzorce tkiva za klinično preiskavo Georgea Otta Geya, ki so bili proučeni v laboratoriju za tkivno kulturo. V nasprotju s prejšnjimi vzorci je Geyjev laboratorijski asistent opazil, da se celice podvajajo vsake 20–24 ur in se hitro širijo. Gey je razmnožil celice raka materničnega vratu tik pred Lacksovo smrtjo, in te so bile prva življena človeška celična linija in vitro. Celice so bile poimenovane po prvih dveh črkah imena in priimka Henriette Lacks in so bile dane vsakemu znanstveniku, ki jih je zahteval za napredek raziskav.
Čeprav so bile celice odvzete brez dovoljenja Lacksove ali njene družine, takrat dovoljenje ni bilo potrebno niti se običajno ni zahtevalo. Ni bilo obveznosti, da bi se paciente ali njihove družinske člane opozorilo, da so zavrženi ali kirurško pridobljeni materiali last zdravnika ali zdravstvene ustanove. V 70. letih je javna razkritja razkrila pravo ime Henriette, družino Lacks pa so prosili za vzorce DNK, da bi pomagali pri identifikaciji okuženih celičnih linij. Celična linija HeLa izvira iz vzorca Lacksovega tkiva materničnega vratu in se je v celični kulturi pomnožila v obsegu, ki močno presega skupno število celic v njenem telesu. Obstaja več sevov celic HeLa, saj se v celičnih kulturah še naprej mutirajo, vendar so vse potomke tumorskih celic, odvzetih Lacksovi.
Obravnavanje zgodovinskih krivic
Zgodba o Henrietti Lacks in pridobivanju celic HeLa brez njenega vednosti ali soglasja je sprožila razpravo o etiki medicinskih raziskovalnih praks in zaščiti posameznikovih pravic, zlasti v zvezi z uporabo človeških bioloških materialov v znanosti. Henrietta Lacks je nevede postala vir prve nesmrtne človeške celične linije, ki je od takrat privedla do neštetih znanstvenih prebojev. Zavedanje te etične krivice je spodbudilo prehod k strožjim postopkom pridobivanja soglasja in povečalo zavest o moralnih obveznostih raziskovalcev. Ta primer ni le poudaril potrebo po reformi raziskovalnih praks, ampak je sprožil tudi širšo razpravo o pravičnosti, spoštovanju in priznanju v medicinskih raziskavah, kar je vodilo k prizadevanjem za popravo preteklih krivic in zagotavljanje, da so prispevki k znanstvenemu napredku priznani in obravnavani z dostojanstvom.
Thermo Fisher in celice HeLa
Tožba proti biotehnološkemu podjetju Thermo Fisher Scientific v zvezi s celicami HeLa je izhajala iz globlje etične in pravne razprave o komercializaciji bioloških materialov, pridobljenih od posameznikov brez njihovega soglasja. Primer se je osredotočal na celično linijo HeLa, ki je privedla do pomembnih znanstvenih prebojev, vključno z razvojem cepiva proti otroški paralizi in napredkom pri zdravljenju raka.
Tožba je osvetlila več etičnih vidikov: pravice posameznikov in njihovih družin do njihovih bioloških materialov, zgodovinski kontekst odvzemanja vzorcev marginaliziranim posameznikom brez njihovega soglasja ter odgovornosti podjetij, ki imajo koristi od takih materialov. Primer proti podjetju Thermo Fisher Scientific je poudaril potrebo po jasnejših politikah in etičnih standardih glede uporabe človeških bioloških materialov v raziskavah in komercialnih dejavnostih, ki bi zagotovili spoštovanje pravic posameznikov in pravično delitev koristi, ki izhajajo iz znanstvenih odkritij.
Za podrobnejšo raziskavo izvora, pravnih sporov in rešitev v zvezi s celicami HeLa si oglejte naš članek »Celice HeLa: zgodovina, tožba in poravnave «.
Zanimive lastnosti celic HeLa
Celice HeLa se enostavno gojijo in hitro razmnožujejo, znane pa so tudi po svoji visoki dovzetnosti za virusne okužbe. Posebej dovzetne so za človeški adenovirus 3, virus encefalomikarditisa ter poliovirus 1, 2 in 3. Ta lastnost naredi celice HeLa nepogrešljive za preučevanje replikacije, sestavljanja in patogeneze teh virusov ter za razvoj novih protivirusnih strategij. Poleg tega se celice HeLa pogosto uporabljajo kot gostitelji za transfekcijo pri preučevanju delovanja in regulacije genov, proizvodnje rekombinantnih beljakovin in genske terapije.
- Tudi v primerjavi z rakavimi celicami imajo HeLa-celice nenormalno visoko stopnjo celične proliferacije in neomejeno življenjsko dobo, kar jih naredi odlične za znanstveno raziskovanje.
- Celice HeLa imajo aktivno obliko telomeraze, kar omogoča neomejeno celično delitev in nesmrtnost.
- HeLa celice presegajo Hayflickovo mejo, tj. največje število celičnih delitev, ki jih lahko večina normalnih celic opravi, preden postanejo senescentne.
- HeLa celice imajo hipertriploidno število kromosomov (3n+). Povprečno število kromosomov v HeLa celicah je 82, vendar se lahko giblje od 70 do 164 (namesto standardnega diploidnega števila 46). Ti kromosomi se imenujejo »značilni kromosomi HeLa«. Celice HeLa imajo kompleksen kariotip, za katerega je značilna visoka stopnja aneuploidije in strukturnih preureditev. HeLa celice imajo majhen telocentrični kromosom v 98 % celic in 100 % aneuploidijo v 1385 pregledanih celicah. Te kromosomske anomalije igrajo bistveno vlogo pri hitri rasti in nesmrtnosti HeLa celic ter so povezane tudi z rakom materničnega vratu.
- Zaradi horizontalnega prenosa genov iz humane papilomavirusa 18 (HPV18) v človeške celice materničnega vratu imajo HeLa celice drugačen genom kot Henrietta Lacks.
Struktura celic HeLa
Celice HeLa imajo premer 10–20 µm, odvisno od pogojev gojenja. Večina celic sesalcev ima premer med 10 in 100 µm. Ene od najmanjših človeških celic, rdeče krvničke, imajo premer približno 8 µm. Po drugi strani pa so lahko mišične celice in nevroni izjemno dolgi.
Napredek v raziskavah zahvaljujoč celicam HeLa
Celice HeLa so bile v središču pomembnih napredkov v raziskavah, vključno z odkritji na področju genetike, virologije in razvoja terapij. Celicna linija HeLa se je uporabljala za raziskovanje raka, aidsa, učinkov sevanja in toksinov, kartiranja genov ter številnih drugih znanstvenih prizadevanj. O raziskavah HeLa je bilo objavljenih več kot 60.000 znanstvenih člankov, njihovo število pa se vsak mesec poveča za več kot 300.
Izkoreninjenje otroške paralize
V 50. letih prejšnjega stoletja je Jonas Salk s pomočjo celic HeLa testiral prvo cepivo proti otroški paralizi. Te celice so bile dovzetne za okužbo s poliomielitisom, kar je povzročilo smrt okuženih celic. Zaradi tega so bile celice HeLa zelo iskane za testiranje cepiva proti otroški paralizi, saj so bili rezultati takoj na voljo.
Virologija
Celice HeLa so bile okužene s številnimi virusi, vključno z virusom HIV, virusom Zika, herpesom in mumpsom, za testiranje in razvoj novih cepiv in zdravil. Dr. Richard Axel je odkril, da se celice HeLa lahko okužijo z virusom HIV z dodajanjem beljakovine CD4, kar omogoča preučevanje virusa. Celice HeLa so se uporabljale za raziskovanje izražanja papilomavirusa E2 in apoptoze, prav tako pa so imele pomembno vlogo pri razvoju cepiv proti humani papilomavirusu (HPV).
Rak
HeLa celice so bile uporabljene v številnih raziskavah raka, vključno s spolnimi steroidnimi hormoni, kot so estradiol, estrogen in estrogeni receptorji, ter estrogenu podobnimi spojinami, kot je kvercetin, in njegovimi lastnostmi za preprečevanje raka. HeLa celice so bile uporabljene tudi za preučevanje učinkov flavonoidov in antioksidantov z estradiolom na proliferacijo rakavih celic.
Druge pomembne uporabe vključujejo
- Zdravljenje raka: Celice HeLa so bile ključne pri razvoju zdravil proti raku, kot je kamptotecin, zdravilo, odobreno s strani FDA za zdravljenje raka jajčnikov, pljuč in materničnega vratu.
- Talidomid in multipli mielom: Celice HeLa so bile uporabljene za ponazoritev, kako lahko zdravilo talidomid, ki se je sprva uporabljalo za jutranjo slabost, povzroči prirojene okvare, kar je pripeljalo do njegove uporabe pri zdravljenju multiplega mieloma.
- Razumevanje HIV in aidsa: Odkritje, da je imel HIV težave pri okuževanju celic HeLa, je izboljšalo razumevanje virusa med raziskovalci in odprlo vrata za razvoj zdravil proti HIV in aidsu.
- Staranje celic: Celice HeLa so raziskovalcem omogočile raziskovanje biologije staranja in bolezni, ki povzročajo prezgodnje staranje, kar je pripeljalo do odkritja regenerativnih kromosomov, ki preprečujejo degeneracijo in poškodbe celic sčasoma.
- Krvne motnje: Celice HeLa so bile uporabljene za oceno učinkovitosti hidroksiuree proti različnim malignim obolenjem krvi in anemiji; hidroksiurea se danes uporablja za zdravljenje srpastocelične anemije in malignih obolenj belih krvnih celic.
- Rentgenski žarki: Leta 1956 so znanstveniki uporabili celice HeLa za preučevanje učinkov rentgenskega sevanja na žive organizme, s čimer so pridobili boljše razumevanje nevarnosti visokih in ponavljajočih se odmerkov sevanja iz medicinskih rentgenskih žarkov.
- Inovativna odkritja: Celice HeLa so imele ključno vlogo pri več pomembnih odkritjih v biologiji, ki so privedla do napredka na področju zdravil za raka, poznavanja HIV/AIDS in še več.
- Staranje celic: Raziskovalci, ki so uporabljali celice HeLa, so za svoje ugotovitve o staranju celic ter preprečevanju celične degeneracije in poškodb sčasoma prejeli Nobelovo nagrado.
Spoznajte celice HeLa in njihove derivate
Kaj so potencialno nesmrne celice?
Nesmrne celične linije so celice, ki so bile spremenjene tako, da se neprestano delijo in jih je mogoče gojiti dalj časa. Izvirajo iz virov s kromosomskimi nepravilnostmi ali mutacijami in lahko izhajajo iz tumorjev. Da bi omogočili nadaljnjo rast, znanstveniki del celic prenesejo v nove posode za celične kulture in jih razmnožijo za nadaljnje poskuse.
HeLa celice, tako kot druge celične linije, veljajo za »nesmrtne«, ker se lahko v celičnih kultivnih posodah delijo v nedogled, dokler so ohranjeni osnovni pogoji za preživetje celic (tj. podprti in negovani v ustreznem okolju). Obstaja številne sevov celic HeLa, ker se v celičnih kulturah nenehno mutirajo, vendar vse izhajajo iz istih tumorjevih celic Lacks. Število celic HeLa, razmnoženih v celičnih kulturah, daleč presega število celic, najdenih v telesu Henriette Lacks.
Proizvodnja celic HeLa, nadzor kakovosti in rok uporabnosti
HeLa celice se lahko gojijo in pobirajo s standardnimi metodami celične kulture pri približno 80–90 % konfluenci. Celice so relativno enostavne za manipulacijo in se lahko gojijo v različnih okoljih.
Kako odmrzniti zamrznjene celice HeLa
- Kriovialko postavite v antibakterijsko vodno kopel s čisto vodo pri temperaturi 37 °C.
- Hitro odmrzujte 40 do 60 sekund. Vialko je treba odstraniti in prenesti v sterilno pretočno komoro.
- Vialko obrišite z 70-odstotnim alkoholom in celično suspenzijo prenesite v 15-mililitrsko centrifugirno epruveto, ki vsebuje 8 ml gojišča.
- Celične suspenzije rekonstituirajte, centrifugirajte pri 300 x g tri minute in supernatant zavrzite (ali pa razredčite s kultivnim medijem in zamrzovalni medij odstranite 24 ur kasneje, če ne centrifugirate takoj).
- Celice, suspendirane v 10 ml novega gojišča, prenesite v dve kolbi za gojenje celic T25.
Subkultiviranje celic HeLa
- Odstranite staro gojišče iz kolbe za gojenje celic.
- Adherentne celice sperite s PBS brez kalcija in magnezija. Uporabite 3–5 ml PBS za T25 in 5–10 ml za T75 kolbe za celično kulturo.
- V kolbo za gojenje celic dodajte Accutase. Uporabite 1–2 ml za kolbo T25 in 2,5 ml za kolbo T75. Poskrbite, da je celotna površina celic popolnoma prekrita.
- Inkubirajte kolbo za celično kulturo pri sobni temperaturi 8–10 minut.
- Celice previdno ponovno suspendirajte z gojiščem. Dodajte 10 ml gojišča in nežno pipetirajte gor in dol, da razbijete agregate celic.
- Centrifugirajte celično suspenzijo 3 minute pri 300 x g.
- Celične suspenzije ponovno suspendirajte v svežem gojišču.
- Razporedite ponovno suspendirane celice v nove kolbe za celično kulturo, ki vsebujejo svežo gojišče.
- Celice shranite v tekočem dušiku za dolgoročno shranjevanje.
Sledite tem korakom, da boste lahko celice subkultivirali in ohranili zdravo celično kulturo za prihodnje poskuse.