HeLa bunky

Takmer všetok výskum v molekulárnej biológii, farmakológia, virológia, genetika od začiatku XX storočia používajú vzorky primárnych živých buniek, ktoré sa získajú z živého organizmu a pestovaných rôznymi biochemickými metódami môžu predĺžiť ich životnosť, to znamená, že možnosť zdieľania v laboratóriu. V polovici minulého storočia získala veda bunky HeLa, ktoré nepodliehajú prirodzenému biologickému úmrtiu. To umožnilo mnohým výskumom stať sa prelomom v oblasti biológie a medicíny.

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

Odkiaľ pochádza imortalizované bunky HeLa?

História prípravy týchto "nehynúcej" buniek (imortalizace - schopnosť buniek nekonečne dlhého delenie) je spojená so zlou 31-ročného pacienta Johns Hopkins Hospital v Baltimore - Afričan-americká žena, matka piatich detí s názvom Henrietta Chýba mu (Henrietta Chýba mu), ktorá potom, čo bol chorý s rakovinou krčka maternice po dobu ôsmich mesiacov a prešiel vnútorné žiarenie (brachyterapia), zomrel v nemocnici 04.10.1951.

Krátko pred tým, je snaha liečbu Henrietta z cervikálneho karcinómu, lekár, chirurg Howard Wilbur Jones, vzal vzorka nádorového tkaniva pre vyšetrenie a podal v nemocničnom laboratóriu, išiel v čase biológie bakalárske George Otto gay.

Bioptické štúdie omráčili biologe: bunky tkaniva nezomreli včas v dôsledku apoptózy, ale pokračovali v množení a úžasom. Výskumník dokázal vyčleniť jednu špecifickú štrukturálnu bunku a vynásobiť ju. Výsledné bunky sa na konci mitotického cyklu ďalej rozdelili a prestalo zomrieť.

A krátko po smrti pacienta (ktorého meno nebolo prezradené, ale šifrované ako redukcia HeLa) sa objavila tajomná bunková kultúra HeLa.

Len čo sa ukázalo, že bunky HeLa - prístupné mimo ľudského tela - nepodliehajú programovanej smrti, začal rásť ich dopyt po rôznych štúdiách a pokusoch. A ďalšia komercializácia neočakávaného zistenia vyústila do organizácie sériovej výroby - na predaj buniek HeLa do mnohých vedeckých centier a laboratórií.

Použitie buniek HeLa

V roku 1955 sa bunky HeLa stali prvými klonovanými ľudskými bunkami a používanie buniek HeLa sa začalo na celom svete: v štúdiách bunkového metabolizmu v rakovine; štúdium starnutia buniek; príčiny AIDS; charakteristiky ľudského papilomavírusu a iných vírusových infekcií; účinky žiarenia a toxických látok; mapovanie génov; v skúškach nových farmakologických látok; testovanie kozmetiky atď.

Podľa niektorých správ bola kultúra týchto rýchlo rastúcich buniek použitá v 70 až 80 tisíc lekárskych štúdiách po celom svete. Ročne pre potreby vedy sa pestuje približne 20 ton buniek HeLa, za účasti týchto buniek sa registruje viac ako 10 tisíc patentov.

Obľúbenosť nového laboratórneho biomateriálu uľahčila skutočnosť, že v roku 1954 bol kmeň HeLa buniek používaný americkými virológmi na testovanie vakcíny proti detskej obrne, ktorú vyvinuli .

Po desaťročia slúžila kultúra buniek HeLa ako jednoduchý model pre vytváranie intuitívnejších variantov komplexných biologických systémov. A schopnosť klonovať imortalizované bunkové línie umožňuje opakovane opakovať testy na geneticky identických bunkách, čo je predpokladom biomedicínskeho výskumu.

Na začiatku - v lekárskej literatúre tých rokov - bola zaznamenaná "vytrvalosť" týchto buniek. V skutočnosti sa bunky HeLa nedajú rozdeliť ani v bežnej laboratórnej skúmavke. A robia to tak agresívne, že technici by mala ukázať sebemenší nedbalosť, Hela bunky potrebné preniknúť do iných kultúr a ticho nahradili pôvodné bunky, čo má za následok Chisti experimentov je vo vážnych pochybností.

Mimochodom, ako výsledok jednej štúdie, ktorá sa uskutočnila v roku 1974, bola experimentálne stanovená schopnosť buniek HeLa "kontaminovať" iné bunkové línie v laboratóriách vedcov.

Bunky HeLa: čo ukázali štúdie?

Prečo sa HeLa bunky správajú týmto spôsobom? Pretože to nie sú bežné bunky zdravých tkanív tkaniva, ale nádorové bunky získané zo vzorky rakovinového tkaniva a obsahujúce patologicky pozmenené gény pre kontinuálnu mitózu ľudských rakovinových buniek. V skutočnosti ide o klony malígnych buniek.

V roku 2013 výskumníci z Európskeho laboratória molekulárnej biológie (EMBL) uviedli, že pomocou spektrálneho karyotypu vytvorili sekvenciu DNA a RNA v genóme Henrietta Lax. A v porovnaní s bunkami HeLa sme boli presvedčení: medzi génmi HeLa a normálnymi ľudskými bunkami, nápadné rozdiely ...

Avšak ešte skôr, cytogenetická analýza buniek HeLa viedla k objaveniu sa mnohých chromozomálnych aberácií a čiastočnej genómovej hybridizácie týchto buniek. Bolo zistené, že HeLa bunky majú hypertriploidný (3n +) karyotyp a produkujú heterogénne bunkové populácie. Viac ako polovica klonovaných HeLa buniek má aneuploidiu - zmenu v počte chromozómov: 49, 69, 73 a dokonca 78 namiesto 46.

Ako sa ukázalo, na genómovej nestabilite fenotypov Hela, stratu chromozómov a tvorba ďalších markerov štruktúrne abnormality zapojené multipolárny polycentrický alebo multipolárny mitózy v bunkách Hela. Toto je porušenie počas delenia buniek, čo vedie k patologickej segregácii chromozómov. Ak zdoroayh bunky vyznačujúci mitotického bipolarity vretena, pri delení rakovinových buniek tvorí veľký počet pólov a vretena, a obaja dcérske bunky dostanú iný počet chromozómov. A multipolarita vretena s mitózou buniek je charakteristickým rysom rakovinových buniek.

Štúdium multipolárny mitózu v HeLa bunkách, Genetics k záveru, že celý proces delenia rakovinových buniek, v zásade je zle: Profáza mitózy kratšie a tvorby vretena predchádza rozdelenia chromozómov; metafáza tiež začína už skôr a chromozómy nemajú čas na to, aby zaujali svoje miesto, pričom sa rozdeľujú náhodne. No, centrozómy sú aspoň dvakrát toľko, koľko je potrebné.

Takže karyotyp bunky HeLa je nestabilný a môže sa dramaticky líšiť v rôznych laboratóriách. V dôsledku toho výsledky mnohých štúdií - v podmienkach straty genetickej identity bunkového materiálu - jednoducho nemožno reprodukovať za iných podmienok.

Veda priniesla veľký pokrok kvôli schopnosti manipulovať s biologickými procesmi riadeným spôsobom. Posledným zrejmém príkladom je vytvorenie skupiny výskumníkov z USA a Číny pomocou 3-D tlačiarne realistického modelu rakoviny pomocou buniek HeLa.