HeLa клетки

Почти всички изследвания в молекулярната биология, фармакология, вирусология, генетика от началото на XX век са използвани проби от първични живи клетки, които са получени от жив организъм и отгледани чрез различни биохимични методи може да удължи тяхната жизнеспособност, което е възможност за обмен в лабораторията. В средата на миналия век науката получава HeLa клетки, които не подлежат на естествена биологична смърт. И това позволи много изследвания да се превърнат в пробив в биологията и медицината.

[1], [2], [3], [4]

Откъде идваха заснежените клетки HeLa?

Историята на подготовката на тези "нестихващ" клетки (обезсмъртяването - способността на клетките да се безкрайно дълго дивизия) е свързано с лоша 31-годишен пациент от Hopkins Hospital Джонс в Балтимор - афроамериканка, майка на пет деца на име Хенриета Липсва (Хенриета Липсва), който, след като е бил болен от рак шийката на матката в продължение на осем месеца и след вътрешно облъчване (брахитерапия) умира в тази болница на 4 октомври 1951 г.

Малко преди това, се полагат усилия за лечение Хенриета на шийката на матката, лекар, хирург Хауърд Уилбър Джоунс, той взе проба от туморна тъкан за изследване и ръце в болница лаборатория, начело по време на биологията ерген Джордж Ото гей.

Изследванията на биопсията зашеметиха биолога: тъканните клетки не умряха своевременно в резултат на апоптоза, но продължиха да се размножават и с удивителна скорост. Изследователят успя да отдели една конкретна структурна клетка и да я умножи. Получените клетки продължават да се делят и престават да умират в края на митотичния цикъл.

И скоро след смъртта на пациента (чието име не беше разкрито, но кодирано като намаляване на HeLa), се появи мистериозна клетъчна култура на HeLa.

Веднага щом стана ясно, че HeLa клетки - достъпни извън човешкото тяло - не подлежат на програмирана смърт, търсенето им за различни изследвания и експерименти започна да расте. И по-нататъшното комерсиализиране на неочакваната находка доведе до организирането на серийно производство - за продажбата на клетки HeLa на множество научни центрове и лаборатории.

Използването на HeLa клетки

През 1955 г. Клетките HeLa стават първите клонирани човешки клетки и използването на HeLa клетки започва в целия свят: в изследванията на клетъчния метаболизъм при рак; изследване на стареенето на клетките; причините за СПИН; характеристики на човешкия папиломен вирус и други вирусни инфекции; последици от радиация и токсични вещества; генно картографиране; при изпитвания на нови фармакологични агенти; тестване на козметика и др.

Според някои доклади културата на тези бързо развиващи се клетки се използва в 70-80 хил. Медицински изследвания по света. Ежегодно за нуждите на науката се отглеждат около 20 тона клетки HeLa, като повече от 10 хиляди патента се регистрират с участието на тези клетки.

Популярността на новия лабораторен биоматериал е улеснена от факта, че през 1954 г. Щамът от HeLa клетки е бил използван от американски вирусолози за тестване на разработената от тях полиомиелитна ваксина.

В продължение на десетилетия културата на клетките HeLa служи като прост модел за създаване на по-интуитивни варианти на сложни биологични системи. А способността да клонирате безсмъртни клетъчни линии ви позволява да повтаряте многократно тестове на генетично идентични клетки, което е предпоставка за биомедицинските изследвания.

Още в самото начало - в медицинската литература от онези години - се забелязва "издръжливостта" на тези клетки. Всъщност HeLa клетките не спират да се разделят дори в конвенционална лабораторна епруветка. И те го правят толкова агресивно, че техници трябва да покажат най-малкото невнимание, Хела клетки, необходими за да проникнат в други култури и тихо заменят първоначалните клетки, което води до chistata експериментите е в сериозно съмнение.

Между другото, в резултат на едно проучване, проведено още през 1974 г., експериментално се установява способността на клетките на HeLa да "замърсят" други клетъчни линии в лабораториите на учените.

Клетки на HeLa: какво показват проучванията?

Защо клетките на HeLa се държат по този начин? Тъй като това не са обикновени клетки на здрави телесни тъкани, но туморни клетки, получени от проба от ракова тъкан и съдържащи патологично променени гени за непрекъснатата митоза на човешки ракови клетки. Всъщност това са клонинги на злокачествени клетки.

През 2013 г., изследователи в Европейския биология лаборатория на Molecular (EMBL) съобщават, че използването на спектрален кариотипиране са установили последователност на ДНК и РНК в генома на Хенриета Липсва. И в сравнение с HeLa клетките бяхме убедени: между гените HeLa и нормалните човешки клетки, удивителни различия ...

Още по-рано, цитогенетичният анализ на HeLa клетки доведе до откриването на многобройни хромозомни аберации и частична геномна хибридизация на тези клетки. Установено е, че HeLa клетките притежават хипертрилоиден (3n +) кариотип и продуцират хетерогенни клетъчни популации. Повече от половината клонирани HeLa клетки имат анеуплоидия - промяна в броя на хромозомите: 49, 69, 73 и дори 78 вместо 46.

Както се оказа, да геномна нестабилност фенотипове HeLa, загуба на хромозоми и образуване на допълнителни маркери структурни аномалии състоеше многополюсен, полицентрично или многополюсен митоза в HeLa клетки. Това е нарушение по време на клетъчното делене, което води до патологична сегрегация на хромозомите. Ако zdoroayh клетки характеризират митотичното вретено биполярност, по време на разделението на рак клетки образуват голям брой стълбове и вретеното, и двете дъщерни клетки получават различен брой хромозоми. И многополярността на шпиндела с митоза на клетките е характерна черта на раковите клетки.

Проучване многополюсен митоза в HeLa клетки, Genetics заключението, че целият процес на разделяне на раковите клетки, по принцип, не е: профаза на митоза кратък и образуване вретено предхожда разделяне на хромозомите; метафазата също започва по-рано, а хромозомите нямат време да заемат своето място, като се разпространяват случайно. Ами, центрозомите са най-малко два пъти повече от необходимото.

По този начин кариотипът на HeLa клетката е нестабилен и може да се различава драстично в различни лаборатории. Следователно резултатите от много изследвания - при условия на загуба на генетичната идентичност на клетъчния материал - просто не могат да бъдат възпроизведени при други условия.

Науката е постигнала голям напредък благодарение на способността за манипулиране на биологичните процеси по контролиран начин. Последният очевиден пример е създаването на група изследователи от САЩ и Китай, използващи 3-D принтер на реалистичен модел на рак, използващ HeLa клетки.