HeLa stanice

Gotovo sva istraživanja u molekularnoj biologiji, farmakologiji virologije, genetika od početka XX stoljeća koristili uzorke osnovnih životnih stanica, koje su dobivene iz živog organizma i uzgajaju razne biokemijskih metoda može produžiti održivost, odnosno mogućnost dijeljenja u laboratoriju. Sredinom prošlog stoljeća znanost je primila HeLa stanice, koje nisu podložne prirodnoj biološkoj smrti. To je omogućilo mnogim istraživanjima da postanu proboj u biologiji i medicini.

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

Odakle dolaze besmrtne HeLa stanice?

Povijest pripremi tih „Besmrtne” stanica (besmrtnosti - sposobnost stanica da se beskonačno dugo podjele) je povezana s lošom 31-godišnjeg pacijenta iz Johns Hopkins Hospital u Baltimoreu - Afroamerikankom, majka petero djece po imenu Henrietta Propusti (Henrietta Lacks), koji, nakon što je oboljela od raka grlića maternice osam mjeseci i nakon unutarnjeg ozračenja (brachiterapija), umro je u ovoj bolnici 4. Listopada 1951. Godine.

Neposredno prije toga, napori su napravljeni da Henrietta liječenju raka vrata maternice, liječnik, kirurg Howard Wilbur Jones, on je uzeo uzorak tkiva tumora za pregled i ruku u bolnici laboratoriju, na čelu u vrijeme biologija prvostupnika George Otto gej.

Biopsija studija zapanjila biolog: stanice tkiva nisu umrle u vremenu kao rezultat apoptoze, ali su se nastavile množiti, i na zapanjujuću stopu. Istraživač je uspio izdvojiti jednu specifičnu strukturnu ćeliju i umnožiti ga. Rezultirajuće stanice nastavile su se podijeliti i prestaju umrijeti na kraju mitotičkog ciklusa.

I ubrzo nakon smrti pacijenta (čije ime nije otkriveno, ali šifrirano kao smanjenje HeLe) pojavila se tajanstvena HeLa stanična kultura.

Čim je postalo jasno da HeLa stanice - dostupne izvan ljudskog tijela - ne podliježu programiranoj smrti, potražnja za različitim studijama i pokusima počela je rasti. A daljnja komercijalizacija neočekivanog nalaza rezultirala je organizacijom serijske proizvodnje - za prodaju HeLa stanica brojnim znanstvenim centrima i laboratorijima.

Korištenje HeLa stanica

Godine 1955. HeLa stanice postale su prve klonirane ljudske stanice, a upotreba HeLa stanica započela je diljem svijeta: u istraživanjima staničnog metabolizma u raku; proučavanje starenja stanica; uzroci AIDS-a; osobine ljudskog papiloma virusa i drugih virusnih infekcija; učinci zračenja i toksičnih tvari; mapiranje gena; u pokusima novih farmakoloških sredstava; ispitivanje kozmetike itd.

Prema nekim izvješćima, kultura tih brzo rastućih stanica korištena je u 70-80 tisuća medicinskih studija širom svijeta. Godišnje za potrebe znanosti raste oko 20 tona HeLa stanica, više od 10 tisuća patenata je registrirano uz sudjelovanje tih stanica.

Popularnost novog laboratorijskog biomaterijala olakšana je činjenicom da su 1954. Godine američki virolozi koristili soj HeLa stanica da bi testirali polio cjepivo koje su razvili .

Desetljećima je kultura HeLa stanica poslužila kao jednostavan model za stvaranje intuitivnih varijanti složenih bioloških sustava. A sposobnost kloniranja besmrtnih staničnih linija omogućuje Vam ponavljanje testova na genetski identičnim stanicama, što je preduvjet za biomedicinska istraživanja.

Na samom početku - u medicinskoj literaturi tih godina - zabilježena je "izdržljivost" tih stanica. Doista, HeLa stanice ne prestaju dijeliti ni u konvencionalnoj laboratorijskoj epruvetama. A oni to učiniti tako agresivno da tehničari trebali pokazati i najmanji nemar, HeLa stanice potrebne za prodrijeti u drugim kulturama i tiho zamjenjuju izvorne stanice, što je rezultiralo chistata eksperimenata u ozbiljnu sumnju.

Usput, kao rezultat jedne studije, koja je provedena još 1974. Godine, eksperimentalno je uspostavljena sposobnost HeLa stanica da "kontaminiraju" druge stanične linije u laboratorijima znanstvenika.

HeLa stanice: što su pokazale studije?

Zašto se HeLa stanice ponašaju na ovaj način? Budući da to nisu obične stanice zdravih tjelesnih tkiva, ali tumorske stanice dobivene su iz uzorka kanceroznog tkiva i sadrže patološki modificirane gene za kontinuiranu mitozu stanica humanog karcinoma. Zapravo, to su klonovi malignih stanica.

U 2013. Godini, istraživači Europskog laboratorija za molekularnu biologiju (EMBL) izvijestili su da su pomoću spektralnog kariotipiranja uspostavljeni slijed DNA i RNA u genoma Henrietta Lax. I, uspoređujući s HeLa stanicama, bili smo uvjereni: između HeLa gena i normalnih ljudskih stanica, uočavanje razlika ...

Međutim, čak i prije, citogenetska analiza HeLa stanica dovela je do otkrića brojnih kromosomskih aberacija i djelomične genomske hibridizacije tih stanica. Pronađeno je da HeLa stanice posjeduju hipertriploidni (3n +) kariotip i proizvode heterogene populacije stanica. Više od polovice kloniranih HeLa stanica ima aneuploidiju - promjenu broja kromosoma: 49, 69, 73 i čak 78 umjesto 46.

Kako se ispostavilo, da genomske nestabilnosti fenotipova HeLa, gubitak kromosoma i stvaranje dodatnih markera strukturne abnormalnosti su uključeni multipolarni, policentrični ili multipolarni mitoza u HeLa stanicama. Ovo je kršenje tijekom podjele stanica, što dovodi do patološke segregacije kromosoma. Ako zdoroayh stanice karakterizira diobenog vretena, bipolarnost, prilikom podjele raka stanica formira veliki broj polova i vretena, a dvije stanice kćeri dobivaju različit broj kromosoma. A multipolarnost vretena s mitozom stanica karakteristično je obilježje stanica raka.

Studiranje multipolarni mitoze u HeLa stanicama, genetika je zaključio da je cijeli proces dijeljenja stanice raka, u principu, nije u redu: profaza mitoze kraći i formiranje vretena prethodi podjele kromosoma; metafaza također započinje ranije, a kromosomi nemaju vremena zauzeti svoje mjesto, raspoređeni slučajno. Pa, centrosomi su najmanje dvaput onoliko koliko je potrebno.

Dakle, kariotip HeLa stanica je nestabilan i može se dramatično razlikovati u različitim laboratorijima. Posljedično, rezultati mnogih studija - u uvjetima gubitka genetskog identiteta staničnog materijala - jednostavno se ne mogu reproducirati u drugim uvjetima.

Znanost je postigla veliki napredak zbog sposobnosti manipuliranja biološkim procesima na kontrolirani način. Posljednji očigledan primjer je stvaranje skupine istraživača iz SAD-a i Kine koristeći 3-D pisač realnog modela raka tumora pomoću HeLa stanica.