HeLa ląstelės

Beveik visi tyrimai molekulinės biologijos, farmakologijos, virusologijos, genetika nuo XX amžiaus pradžioje naudojo mėginius pirminių gyvų ląstelių, kurios gaunamos iš gyvo organizmo ir auginami įvairių biocheminių metodų gali pratęsti jų gyvybingumą, tai yra, kad dalintis laboratorijoje galimybę. Praėjusio šimtmečio viduryje mokslas gavo HeLa ląsteles, kurioms netaikoma natūrali biologinė mirtis. Tai leido daugeliui tyrimų tapti biologijos ir medicinos laimėjimu.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

Iš kur atsirado nemirtingos HeLa ląstelės?

Iš šių "amžinas" ląstelių (imortalizavimui - ląstelių gebėjimas be galo ilgą padalinio) rengimo istorija yra susijusi su prasta 31-erių metų pacientui Johns Hopkins ligoninės Baltimorėje - afroamerikietis moteris, motina penkis vaikus pavadino Henrieta Trūksta (Henrietta Trūksta), kurie buvo blogai su vėžiu už aštuonis mėnesius gimdos kaklelis ir išlaikė vidaus radiacija (brachiterapija), mirė ligoninėje spalio 4, 1951 m.

Prieš tai, stengiamasi Henrietta gydymo gimdos kaklelio vėžio, gydytojas, chirurgas Howard Wilbur Jones, jis paėmė iš naviko audinio mėginio tyrimą ir įteikė ligoninės laboratorijoje, kuriai vadovavo biologijos bakalauro George'as Otto gėjų metu.

Biopsijos tyrimai pribloškė biologą: audinių ląstelės netyčia mirė dėl apoptozės, bet ir toliau daugėjo ir stebina greičiu. Mokslininkas sugebėjo išskirti vieną konkrečią struktūrinę ląstelę ir dauginti. Gautos ląstelės mitozinio ciklo pabaigoje ir toliau dalijamos ir miršta.

Netrukus po paciento mirties (kurio vardas nebuvo atskleistas, bet užšifruotas kaip HeLa sumažinimas) pasirodė paslaptinga HeLa ląstelių kultūra.

Kai tik tapo aišku, kad HeLa ląstelės, prieinamos ne žmogaus kūne, nėra užprogramuotos mirties atveju, jų paklausa įvairiems tyrimams ir eksperimentams pradėjo augti. Ir tolesnė netikėto atradimo komercializacija lėmė serijinės gamybos organizavimą - HeLa ląstelių pardavimą daugeliui mokslo centrų ir laboratorijų.

HeLa ląstelių naudojimas

1955 m. HeLa ląstelės tapo pirmosiomis klonuotomis žmogaus ląstelėmis, o HeLa ląstelių naudojimas prasidėjo visame pasaulyje: ląstelių metabolizmo vėžio tyrimuose; ląstelių senėjimo tyrimas; AIDS priežastys; žmogaus papilomos viruso ir kitų virusinių infekcijų ypatybės; radiacijos ir toksinių medžiagų poveikis; genų kartografavimas; naujų farmakologinių agentų tyrimuose; kosmetikos bandymai ir kt.

Remiantis kai kuriomis ataskaitomis, šių sparčiai augančių ląstelių kultūra buvo naudojama 70-80 tūkst. Medicinos studijų visame pasaulyje. Kasmet mokslinės reikmėms auginamos apie 20 tonų HeLa ląstelių kultūros, registruojama daugiau kaip 10 tūkst. Patentų, kuriuose dalyvauja šios ląstelės.

Naujos laboratorinės biomedžiagos populiarumą paskatino tai, kad 1954 m. Amerikos virusologai naudojo HeLa ląstelių štamą, kad išbandytų jų sukurtą polio vakciną.

Dešimtmečius HeLa ląstelių kultūra buvo paprastas modelis, leidžiantis sukurti intuityvesnius sudėtingų biologinių sistemų variantus. Ir sugebėjimas klonuoti immortalizuotas ląstelių linijas leidžia pakartotinai kartoti genetiškai identiškų ląstelių tyrimus, kurie yra būtina sąlyga biomedicininiams tyrimams.

Iš pat pradžių - tų metų medicinos literatūroje - buvo pažymėta šių ląstelių "ištvermė". Iš tiesų, HeLa ląstelės nustoja dalintis net įprastu laboratoriniu mėgintuvėliu. Ir jie tai daro taip agresyviai, kad technikai turėtų parodyti menkiausio neatsargumas, HeLa ląstelės reikalingos įsiskverbti į kitų kultūrų ir tyliai pakeisti originalius ląsteles, todėl chistata eksperimentų yra rimtų abejonių.

Beje, remiantis vieno tyrimo, kuris buvo atliktas dar 1974 m., Eksperimentas buvo įrodytas HeLa ląstelių gebėjimas "užteršti" kitas ląstelių linijas mokslininkų laboratorijose.

HeLa ląstelės: ką parodė tyrimai?

Kodėl HeLa ląstelės elgiasi tokiu būdu? Kadangi tai nėra įprastos sveikų kūno audinių ląstelės, bet auglio ląstelės, gaunamos iš vėžinių audinių mėginio ir turinčios patologiškai pakeistų genų žmogaus vėžio ląstelių nuolatinei mitozei. Iš tiesų, tai yra piktybinių ląstelių klonai.

2013 metais, mokslininkai Europos molekulinės biologijos laboratorijos (EMBL), pranešė, kad naudojant spektrinę kariotipavimas jie įsteigė DNR ir RNR seką iš Henrieta Trūksta genomą. Ir palyginus su HeLa ląstelėmis, mes esame įsitikinę: tarp HeLa genų ir įprastų žmogaus ląstelių, ryškių skirtumų ...

Tačiau netgi anksčiau, HeLa ląstelių citogenetinė analizė leido atrasti daugelį chromosomų aberacijų ir dalinę genų hibridizaciją iš šių ląstelių. Nustatyta, kad HeLa ląstelės turi hipertriloidinį (3n +) kariotipą ir gamina heterogenines ląstelių populiacijas. Daugiau nei pusė klonuotų HeLa ląstelių turi aneuploidiją - chromosomų skaičiaus pokytis: 49, 69, 73 ir net 78, o ne 46.

Kaip paaiškėjo, kad genomo nestabilumo fenotipų HeLa, prarandamos chromosomos ir formavimas papildomų žymenų struktūriniai pakitimai susiję daugiapolis, policentriška ar daugiapolis mitozės HeLa ląstelių. Tai yra pažeidimas ląstelių dalijimosi metu, dėl kurio atsiranda patologinė chromosomų atskyrimas. Jei zdoroayh ląstelės pasižymi mitozinę suklio bipoliškumo, per vėžio skyriaus ląstelės formuoja daug polių ir veleno, ir du antrinės ląstelės gauna kitą skaičių chromosomų. Ir spindlio daugiapoliškumas su ląstelių mitozėmis yra būdingas vėžio ląstelių bruožas.

Studijavimas daugiapolį mitozės HeLa ląstelių, Genetika išvadą, kad visas procesas dalijant vėžinių ląstelių, iš principo yra neteisinga: Profazė mitozės trumpesnis ir verpstės susidarymą ankstesnė pasidalijimą chromosomų; metafazė taip pat prasideda anksčiau, o chromosomos neturi laiko užimti savo vietą, skirstomos į nelaisvę. Na, centrosomos yra bent du kartus daugiau, nei reikia.

Taigi, HeLa ląstelės kariotipas yra nestabilus ir gali labai skirtis skirtingose laboratorijose. Vadinasi, daugelio tyrimų rezultatai, kai yra prarasta ląstelinės medžiagos genetinė tapatybė, tiesiog negali būti atkuriamos kitomis sąlygomis.

Mokslas padarė didelę pažangą dėl galimybės kontroliuoti biologinius procesus. Paskutinis akivaizdus pavyzdys yra JAV ir Kinijos mokslininkų grupės kūrimas, naudojant 3-D spausdintuvą realistinį vėžinių navikų modelį naudojant HeLa ląsteles.