Xuất bản: 2023 | Cập nhật lần cuối: Tháng 5 năm 2026
Tế bào HeLa: Cách mạng hóa nghiên cứu
Kể từ khi được phát hiện vào năm 1951, tế bào HeLa, một chủng tế bào bất tử được đặt tên theo Henrietta Lacks, đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học. Henrietta Lacks, một phụ nữ Mỹ gốc Phi 31 tuổi, mẹ của năm đứa con, được chẩn đoán mắc ung thư cổ tử cung cùng năm cô qua đời. George Otto Gey, giám đốc Phòng thí nghiệm Nuôi cấy Mô tại Bệnh viện Johns Hopkins, đã thu thập và nhân giống các tế bào ung thư cổ tử cung của bà, những tế bào này tỏ ra có khả năng phục hồi và sinh sôi nảy nở vượt trội, cho phép ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học. Trái ngược với các tế bào người khác, tế bào HeLa có thể được duy trì và nhân giống trong ống nghiệm, đánh dấu một bước tiến đáng kể trong nghiên cứu y học.
- Môi trường nuôi cấy
Xem trang sản phẩm - Thời gian nhân đôi
Xem trang sản phẩm - Loại tăng trưởng
Bám dính - Cấp độ an toàn sinh học
BSL-1 - Có sẵn tại
Cytion — Đặt hàng HeLa
Lịch sử và dòng thời gian của tế bào HeLa
Henrietta Lacks, một nông dân trồng thuốc lá da màu, được đưa đến Bệnh viện Johns Hopkins vào năm 1951 vì chảy máu âm đạo bất thường và sau đó được điều trị ung thư cổ tử cung. Liệu pháp đầu tiên của cô là lấy mẫu mô từ cổ tử cung mà không có sự đồng ý của cô. Mẫu sinh thiết cổ tử cung đã cung cấp các mẫu mô cho cuộc kiểm tra lâm sàng của George Otto Gey, được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nuôi cấy mô. Khác với các mẫu trước đó, trợ lý phòng thí nghiệm của Gey nhận thấy các tế bào nhân đôi mỗi 20–24 giờ và phát triển nhanh chóng. Gey đã nhân giống các tế bào ung thư cổ tử cung ngay trước khi Lacks qua đời, và chúng là dòng tế bào in vitro của con người đầu tiên có khả năng sống sót. Các tế bào này được đặt tên theo hai chữ cái đầu tiên của tên và họ của Henrietta Lacks và được trao cho bất kỳ nhà khoa học nào yêu cầu để thúc đẩy nghiên cứu.
Mặc dù các tế bào được thu thập mà không có sự cho phép của Lacks hoặc gia đình cô, nhưng vào thời điểm đó, sự cho phép này không phải là điều cần thiết và cũng không được yêu cầu phổ biến. Không có nghĩa vụ phải cảnh báo bệnh nhân hoặc gia đình họ rằng các vật liệu bị loại bỏ hoặc thu được qua phẫu thuật là tài sản của bác sĩ hoặc cơ sở y tế. Vào những năm 1970, một vụ rò rỉ thông tin đã tiết lộ tên thật của Henrietta, và gia đình Lacks được yêu cầu cung cấp mẫu DNA để hỗ trợ xác định các dòng tế bào bị nhiễm. Dòng tế bào HeLa có nguồn gốc từ một mẫu mô cổ tử cung của Lacks và đã được nhân lên trong môi trường nuôi cấy tế bào đến mức vượt xa tổng số tế bào trong cơ thể cô. Có một số chủng tế bào HeLa do chúng tiếp tục đột biến trong môi trường nuôi cấy tế bào, nhưng tất cả chúng đều là hậu duệ của các tế bào khối u được lấy từ Lacks.
Giải quyết những sai lầm lịch sử
Câu chuyện xoay quanh Henrietta Lacks và việc tạo ra dòng tế bào HeLa mà không có sự đồng ý hay kiến thức của bà đã khơi dậy một cuộc tranh luận về đạo đức trong các thực hành nghiên cứu y học và việc bảo vệ quyền cá nhân, đặc biệt là liên quan đến việc sử dụng vật liệu sinh học của con người trong khoa học. Henrietta Lacks vô tình trở thành nguồn gốc của dòng tế bào người bất tử đầu tiên, điều này đã dẫn đến vô số đột phá khoa học. Sự nhận thức về sai lầm đạo đức này đã thúc đẩy sự chuyển đổi hướng tới các quy trình đồng ý nghiêm ngặt hơn và nâng cao nhận thức về nghĩa vụ đạo đức của các nhà nghiên cứu. Vụ việc này không chỉ nêu bật sự cần thiết phải cải cách các thực hành nghiên cứu mà còn khơi dậy một cuộc thảo luận rộng rãi hơn về công lý, sự tôn trọng và sự công nhận trong nghiên cứu y học, dẫn đến những nỗ lực nhằm khắc phục những bất công trong quá khứ và đảm bảo rằng những người đóng góp cho sự tiến bộ khoa học được công nhận và đối xử với phẩm giá.
Thermo Fisher và các tế bào HeLa
Vụ kiện chống lại công ty công nghệ sinh học Thermo Fisher Scientific liên quan đến tế bào HeLa bắt nguồn từ một cuộc tranh luận đạo đức và pháp lý sâu sắc hơn về việc thương mại hóa các vật liệu sinh học có nguồn gốc từ các cá nhân mà không có sự đồng ý của họ. Vụ kiện tập trung vào dòng tế bào HeLa, vốn đã dẫn đến những đột phá khoa học quan trọng, bao gồm việc phát triển vắc-xin bại liệt và những tiến bộ trong điều trị ung thư.
Vụ kiện đã làm sáng tỏ một số vấn đề đạo đức: quyền của các cá nhân và gia đình họ đối với vật liệu sinh học của họ, bối cảnh lịch sử của việc lấy mẫu từ những cá nhân bị gạt ra ngoài lề xã hội mà không có sự đồng ý, và trách nhiệm của các công ty hưởng lợi từ những vật liệu đó. Vụ kiện chống lại Thermo Fisher Scientific đã nhấn mạnh sự cần thiết của các chính sách và tiêu chuẩn đạo đức rõ ràng hơn về việc sử dụng vật liệu sinh học của con người trong nghiên cứu và thương mại, đảm bảo sự tôn trọng quyền của cá nhân và chia sẻ công bằng các lợi ích phát sinh từ các khám phá khoa học.
Để tìm hiểu chi tiết về nguồn gốc, các cuộc tranh chấp pháp lý và các thỏa thuận liên quan đến tế bào HeLa, hãy xem bài viết của chúng tôi "Tế bào HeLa: Lịch sử, Vụ kiện và Thỏa thuận ".
Những đặc điểm thú vị của tế bào HeLa
Tế bào HeLa dễ nuôi cấy và nhân lên nhanh chóng, đồng thời cũng được biết đến với khả năng dễ bị nhiễm virus. Chúng đặc biệt dễ bị nhiễm adenovirus 3 ở người, virus viêm não cơ tim và virus bại liệt 1, 2 và 3. Đặc điểm này khiến tế bào HeLa trở nên thiết yếu trong việc nghiên cứu quá trình nhân lên, lắp ráp và cơ chế gây bệnh của các loại virus này, cũng như phát triển các chiến lược chống virus mới. Ngoài ra, tế bào HeLa còn được sử dụng rộng rãi làm vật chủ chuyển gen để nghiên cứu chức năng và điều hòa gen, sản xuất protein tái tổ hợp và liệu pháp gen.
- Ngay cả đối với các tế bào ung thư, tế bào HeLa có tốc độ sinh sôi bất thường cao và tuổi thọ vô hạn, khiến chúng trở thành đối tượng tuyệt vời cho nghiên cứu khoa học.
- Tế bào HeLa có dạng telomerase hoạt động, cho phép phân chia tế bào vô hạn và bất tử.
- Tế bào HeLa vượt qua giới hạn Hayflick, tức là số lần phân chia tế bào tối đa mà hầu hết các tế bào bình thường có thể trải qua trước khi trở nên già cỗi.
- Tế bào HeLa có số lượng nhiễm sắc thể siêu tam bội (3n+). Số lượng nhiễm sắc thể trung bình trong tế bào HeLa là 82 nhưng có thể dao động từ 70 đến 164 (thay vì số lượng lưỡng bội tiêu chuẩn là 46). Các nhiễm sắc thể này được gọi là "nhiễm sắc thể đặc trưng của HeLa". Tế bào HeLa có kiểu nhiễm sắc thể phức tạp, đặc trưng bởi mức độ bất thường nhiễm sắc thể cao và sự sắp xếp lại cấu trúc. 98% tế bào HeLa có một nhiễm sắc thể telocentric nhỏ và 100% trong số 1.385 tế bào được kiểm tra có bất thường về số lượng nhiễm sắc thể. Những bất thường nhiễm sắc thể này đóng vai trò thiết yếu trong tốc độ tăng trưởng nhanh và tính bất tử của tế bào HeLa, đồng thời cũng liên quan đến ung thư cổ tử cung.
- Do sự chuyển gen ngang từ virus u nhú ở người 18 (HPV18) sang tế bào cổ tử cung của người, tế bào HeLa có bộ gen khác với Henrietta Lacks.
Cấu trúc của tế bào HeLa
Tế bào HeLa có đường kính từ 10 - 20 µm, tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy. Hầu hết các tế bào động vật có vú có đường kính từ 10 đến 100 µm. Một trong những tế bào nhỏ nhất của con người, tế bào hồng cầu, có đường kính khoảng 8 µm. Mặt khác, các tế bào sợi cơ và tế bào thần kinh có thể cực kỳ dài.
Những bước tiến trong nghiên cứu nhờ dòng tế bào HeLa
Tế bào HeLa đã đóng vai trò trung tâm trong những tiến bộ nghiên cứu quan trọng, bao gồm các phát hiện trong lĩnh vực di truyền học, virus học và phát triển liệu pháp điều trị. Dòng tế bào HeLa đã được sử dụng để nghiên cứu ung thư, AIDS, tác động của bức xạ và độc tố, lập bản đồ gen, cùng vô số nỗ lực khoa học khác. Hơn 60.000 bài báo khoa học đã được xuất bản về nghiên cứu HeLa, với số lượng tăng thêm hơn 300 bài mỗi tháng.
Xóa sổ bệnh bại liệt
Vào những năm 1950, Jonas Salk đã thử nghiệm vắc-xin bại liệt đầu tiên bằng cách sử dụng tế bào HeLa. Các tế bào này dễ bị nhiễm bệnh bại liệt, dẫn đến cái chết của các tế bào bị nhiễm bệnh. Do đó, tế bào HeLa rất được ưa chuộng trong việc thử nghiệm vắc-xin bại liệt vì có thể dễ dàng thu được kết quả.
Vi-rút
Tế bào HeLa đã bị nhiễm nhiều loại virus, bao gồm HIV, Zika, herpes và quai bị, để thử nghiệm và phát triển vắc-xin và thuốc mới. Tiến sĩ Richard Axel đã phát hiện ra rằng tế bào HeLa có thể bị nhiễm HIV bằng cách thêm protein CD4 để có thể nghiên cứu virus này. Tế bào HeLa đã được sử dụng để nghiên cứu sự biểu hiện E2 của virus u nhú và quá trình chết tế bào, đồng thời chúng cũng đóng vai trò thiết yếu trong việc phát triển vắc-xin virus u nhú ở người (HPV).
Ung thư
Tế bào HeLa đã được sử dụng trong nhiều nghiên cứu về ung thư, bao gồm các hormone steroid sinh dục như estradiol, estrogen và các thụ thể estrogen, cũng như các hợp chất giống estrogen như quercetin và các đặc tính phòng ngừa ung thư của nó. Tế bào HeLa cũng đã được sử dụng để nghiên cứu tác dụng của flavonoid và chất chống oxy hóa với estradiol đối với sự tăng sinh của tế bào ung thư.
Các ứng dụng đáng chú ý khác bao gồm
- Điều trị ung thư: Tế bào HeLa đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các loại thuốc điều trị ung thư, chẳng hạn như camptothecin, một loại dược phẩm được FDA phê chuẩn để điều trị ung thư buồng trứng, phổi và cổ tử cung.
- Thalidomide và u tủy đa phát: Tế bào HeLa được sử dụng để minh họa cách thức thuốc thalidomide, ban đầu được dùng để điều trị chứng ốm nghén, có thể gây ra khuyết tật bẩm sinh, dẫn đến việc sử dụng nó trong điều trị u tủy đa phát.
- Hiểu biết về HIV và AIDS: Phát hiện rằng HIV gặp khó khăn trong việc lây nhiễm tế bào HeLa đã giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về virus này, mở ra cơ hội phát triển các loại thuốc điều trị HIV và AIDS.
- Lão hóa tế bào: Tế bào HeLa đã giúp các nhà nghiên cứu khám phá sinh học của quá trình lão hóa và các bệnh gây lão hóa sớm, dẫn đến việc phát hiện ra các nhiễm sắc thể có khả năng tái tạo, giúp ngăn chặn sự thoái hóa và tổn thương tế bào theo thời gian.
- Rối loạn máu: Tế bào HeLa được sử dụng để đánh giá hiệu quả của hydroxyurea đối với các bệnh ung thư máu và thiếu máu khác nhau; hydroxyurea hiện được sử dụng để điều trị bệnh hồng cầu hình liềm và các bệnh ung thư bạch cầu.
- Tia X: Năm 1956, các nhà khoa học đã sử dụng tế bào HeLa để nghiên cứu tác động của bức xạ tia X lên các sinh vật sống, từ đó hiểu rõ hơn về những nguy cơ của việc tiếp xúc với liều lượng bức xạ cao và lặp đi lặp lại từ tia X y tế.
- Những khám phá sáng tạo: Tế bào HeLa đã đóng một vai trò quan trọng trong một số khám phá quan trọng trong sinh học, dẫn đến những tiến bộ trong y học ung thư, kiến thức về HIV/AIDS, v.v.
- Lão hóa tế bào: Các nhà nghiên cứu sử dụng tế bào HeLa đã được trao giải Nobel cho những phát hiện của họ về lão hóa tế bào và việc ngăn ngừa sự thoái hóa và tổn thương tế bào theo thời gian.
Khám phá tế bào HeLa và các dòng tế bào có nguồn gốc từ chúng
Tế bào bất tử hóa là gì?
Các dòng tế bào bất tử là những tế bào đã được biến đổi để có thể phân chia liên tục và phát triển trong thời gian dài. Chúng có nguồn gốc từ các tế bào có bất thường hoặc đột biến nhiễm sắc thể và có thể được lấy từ các khối u. Để duy trì sự phát triển, các nhà khoa học sẽ phân chia một số tế bào vào các bình nuôi cấy tế bào mới và nhân giống chúng để phục vụ cho các thí nghiệm tiếp theo.
Các tế bào HeLa, giống như các dòng tế bào khác, được coi là "bất tử" vì chúng có thể phân chia vô hạn trong các bình nuôi cấy tế bào miễn là các điều kiện cơ bản để tế bào tồn tại được duy trì (tức là được hỗ trợ và chăm sóc trong một môi trường thích hợp). Có rất nhiều chủng tế bào HeLa vì chúng liên tục đột biến trong môi trường nuôi cấy, nhưng tất cả đều có nguồn gốc từ cùng một tế bào khối u của Lacks. Số lượng tế bào HeLa được nhân lên trong môi trường nuôi cấy vượt xa số lượng được tìm thấy trong cơ thể của Henrietta Lacks.
Sản xuất, kiểm soát chất lượng và thời hạn sử dụng của tế bào HeLa
Tế bào HeLa có thể được nuôi cấy và thu hoạch bằng các phương pháp nuôi cấy tế bào tiêu chuẩn khi đạt mật độ khoảng 80–90%. Các tế bào này tương đối dễ thao tác và có thể được nuôi cấy trong nhiều môi trường khác nhau.
Cách rã đông tế bào HeLa đông lạnh
- Đặt ống đông lạnh vào bể nước 37°C có tính kháng khuẩn với nước sạch.
- Rã đông nhanh trong 40 đến 60 giây. Lấy ống ra và chuyển vào tủ khí vô trùng.
- Lau ống bằng cồn 70% và chuyển hỗn hợp tế bào vào ống ly tâm 15 ml chứa 8 ml môi trường nuôi cấy.
- Tái tạo tế bào, ly tâm ở 300 x g trong ba phút và loại bỏ phần nổi (hoặc pha loãng với môi trường và loại bỏ môi trường đông lạnh 24 giờ sau đó nếu không ly tâm ngay lập tức).
- Chuyển các tế bào lơ lửng trong 10 ml môi trường nuôi cấy mới vào hai bình nuôi cấy tế bào T25.
Nuôi cấy lại tế bào HeLa
- Loại bỏ môi trường cũ khỏi bình nuôi cấy tế bào.
- Rửa sạch các tế bào bám dính bằng PBS không chứa canxi và magiê. Sử dụng 3-5 ml PBS cho bình nuôi cấy tế bào T25 và 5-10 ml cho bình nuôi cấy tế bào T75.
- Thêm Accutase vào bình nuôi cấy tế bào. Sử dụng 1-2 ml cho mỗi bình T25 và 2,5 ml cho mỗi bình nuôi cấy tế bào T75. Đảm bảo rằng lớp tế bào được phủ hoàn toàn.
- Ủ bình nuôi cấy tế bào ở nhiệt độ phòng trong 8-10 phút.
- Cẩn thận tái huyền phù tế bào với môi trường nuôi cấy. Thêm 10 ml môi trường nuôi cấy và nhẹ nhàng hút lên xuống bằng pipet để phá vỡ các khối tế bào.
- Ly tâm huyền phù tế bào trong 3 phút ở 300 x g.
- Làm tan tế bào trong môi trường nuôi cấy mới.
- Chia tế bào đã tái phân tán vào các bình nuôi cấy tế bào mới chứa môi trường tươi.
- Bảo quản tế bào trong nitơ lỏng để lưu trữ lâu dài.
Bằng cách thực hiện các bước này, bạn có thể nuôi cấy lại tế bào và duy trì một môi trường nuôi cấy tế bào khỏe mạnh cho các thí nghiệm trong tương lai.