เซลล์ HeLa

เกือบทั้งหมดในการวิจัยอณูชีววิทยาเภสัชวิทยาไวรัสวิทยาพันธุศาสตร์ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ XX ได้ใช้ตัวอย่างของเซลล์ที่มีชีวิตหลักซึ่งได้มาจากสิ่งมีชีวิตและเติบโตขึ้นโดยวิธีทางชีวเคมีต่างๆสามารถยืดความมีชีวิตของพวกเขาที่เป็นไปได้ของการใช้งานร่วมกันในห้องปฏิบัติการ ในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมาวิทยาศาสตร์ได้รับเซลล์ HeLa ซึ่งไม่อยู่ภายใต้ความตายทางชีวภาพตามธรรมชาติ และสิ่งนี้ทำให้งานวิจัยจำนวนมากกลายเป็นความก้าวหน้าทางชีววิทยาและการแพทย์

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

เซลล์ HeLa ที่ไม่ได้เกิดขึ้นมาจากที่ไหน?

ประวัติความเป็นมาของการเตรียมการของเหล่านี้ "อมตะ" เซลล์ (immortalization - ความสามารถของเซลล์ไปสู่การหารยาวอนันต์) มีความเกี่ยวข้องกับคนยากจนผู้ป่วย 31 ปีของโรงพยาบาลจอห์นส์ฮอปกินส์ในบัลติมอร์ - ผู้หญิงแอฟริกันอเมริกันแม่ของเด็กทั้งห้าชื่อโรขาด (โรขาด) ซึ่งได้รับการป่วยด้วยโรคมะเร็ง ปากมดลูกเป็นเวลาแปดเดือนและหลังจากได้รับการฉายรังสีภายใน (brachytherapy) เสียชีวิตในโรงพยาบาลเมื่อวันที่ 4 ตุลาคมปี 1951

ไม่นานก่อนหน้านี้มีความพยายามที่จะทำให้การรักษา Henrietta ของมะเร็งปากมดลูกหมอศัลยแพทย์โฮเวิร์ดวิลเบอร์โจนส์เขาเอาตัวอย่างของเนื้อเยื่อเนื้องอกสำหรับการตรวจสอบและส่งมอบในห้องปฏิบัติการโรงพยาบาลมุ่งหน้าไปในช่วงเวลาของชีววิทยาตรีจอร์จอ็อตโตเกย์

การศึกษาทางชีววิทยาทำให้นักชีววิทยาตกตะลึง: เซลล์เนื้อเยื่อไม่ตายในเวลาที่กำหนดอันเป็นผลมาจากการตายของเซลล์ แต่ยังคงเพิ่มทวีคูณและในอัตราที่น่าอัศจรรย์ นักวิจัยสามารถแยกเซลล์ที่มีโครงสร้างเฉพาะออกมาและคูณได้ เซลล์ที่เกิดขึ้นยังคงแบ่งและหยุดที่จะตายในตอนท้ายของวงจร mitotic

และไม่นานหลังจากการเสียชีวิตของผู้ป่วย (ชื่อที่ไม่ได้ถูกเปิดเผย แต่ถูกเข้ารหัสเป็นความผิดพลาดของ HeLa) วัฒนธรรมเซลล์ HeLa ลึกลับก็ปรากฏตัวขึ้น

ทันทีที่เห็นได้ชัดว่าเซลล์ HeLa สามารถเข้าถึงได้จากภายนอกร่างกายมนุษย์ไม่ได้อยู่ภายใต้การตายของโปรแกรมความต้องการสำหรับการศึกษาและการทดลองต่างๆเริ่มเติบโตขึ้น การค้นพบที่ไม่คาดฝันทำให้การจัดจำหน่ายเซลล์ HeLa ไปสู่ศูนย์วิทยาศาสตร์และห้องทดลองจำนวนมาก

การใช้เซลล์ HeLa

ในปี 1955 เซลล์ HeLa กลายเป็นเซลล์มนุษย์ที่เป็นโคลนแรกและการใช้เซลล์ HeLa เริ่มขึ้นทั่วโลกในการศึกษาการเผาผลาญของเซลล์ในมะเร็ง ศึกษาอายุของเซลล์ สาเหตุของโรคเอดส์ คุณสมบัติของมนุษย์ papillomavirus และการติดเชื้อไวรัสอื่น ๆ ; ผลกระทบจากรังสีและสารพิษ การทำแผนที่ยีน ในการทดลองยาใหม่ การทดสอบเครื่องสำอางเป็นต้น

ตามรายงานบางฉบับวัฒนธรรมของเซลล์ที่เติบโตอย่างรวดเร็วเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการศึกษาทางการแพทย์ 70-80,000 ทั่วโลก เป็นประจำทุกปีสำหรับความต้องการของวิทยาศาสตร์ประมาณ 20 ตันของการเพาะเลี้ยงเซลล์ HeLa เติบโตมากกว่า 10,000 จดสิทธิบัตรมีการลงทะเบียนกับการมีส่วนร่วมของเซลล์เหล่านี้

เป็นที่นิยมของห้องปฏิบัติการของวัสดุใหม่การอำนวยความสะดวกจากข้อเท็จจริงที่ว่าในปี 1954 สายพันธุ์ของเซลล์ HeLa ถูกนำมาใช้ในการทดสอบนักไวรัสวิทยาอเมริกันพวกเขาพัฒนาวัคซีนโปลิโอ

มานานหลายทศวรรษวัฒนธรรมของเซลล์ HeLa ได้ทำหน้าที่เป็นรูปแบบง่ายๆสำหรับการสร้างรูปแบบที่ใช้งานง่ายมากขึ้นของระบบทางชีวภาพที่ซับซ้อน และความสามารถในการโคลนเส้นเซลล์ที่ไม่ต่อเนื่องช่วยให้คุณสามารถทำซ้ำการทดสอบซ้ำในเซลล์ที่เหมือนกันทางพันธุกรรมซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการวิจัยทางชีวการแพทย์

ที่จุดเริ่มต้นมาก - ในวรรณคดีทางการแพทย์ของปีที่ผ่านมา - "ความอดทน" ของเซลล์เหล่านี้ถูกตั้งข้อสังเกต แท้จริงเซลล์ HeLa ไม่ได้หยุดการแบ่งแม้แต่ในหลอดทดลองในห้องปฏิบัติการทั่วไป และพวกเขาทำมันเพื่ออุกอาจว่าช่างควรจะแสดงความประมาทน้อยเซลล์ HeLa ที่จำเป็นในการเจาะเข้าไปในวัฒนธรรมอื่น ๆ และเงียบแทนที่เซลล์เดิมส่งผลให้ใน chistata การทดลองอยู่ในความสงสัยร้ายแรง

โดยวิธีการหนึ่งจากการศึกษาซึ่งดำเนินการในปีพ. ศ. 2517 ความสามารถของเซลล์ HeLa ในการปนเปื้อนเซลล์ในห้องปฏิบัติการของนักวิทยาศาสตร์ได้มีการทดลองขึ้น

เซลล์ HeLa: สิ่งที่ศึกษาแสดง?

ทำไมเซลล์ HeLa มีพฤติกรรมแบบนี้? เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ไม่ใช่เซลล์ปกติของเนื้อเยื่อในร่างกายที่แข็งแรง แต่เซลล์เนื้องอกที่ได้จากตัวอย่างของเนื้อเยื่อมะเร็งและมียีนที่เปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาเพื่อให้เซลล์มะเร็งของมนุษย์เกิดการต่อเนื่อง ในความเป็นจริงเหล่านี้เป็นโคลนของเซลล์มะเร็ง

ในปี 2013 นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุลของยุโรป (EMBL) รายงานว่าโดยใช้การคำนวณด้วยคลื่นความถี่สเปกตรัมพวกเขาสร้างลำดับเบสของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอในจีโนมของ Henrietta Lax เมื่อเทียบกับเซลล์ HeLa เราเชื่อมั่นว่าระหว่างยีน HeLa กับเซลล์ของมนุษย์ปกติความแตกต่างที่โดดเด่น ...

อย่างไรก็ตามแม้ก่อนหน้านี้การวิเคราะห์เซลล์ของเซลล์ HeLa นำไปสู่การค้นพบความผิดปรกติของโครโมโซมและพันธุกรรมของเซลล์เหล่านี้บางส่วน พบว่าเซลล์ HeLa มีนิวเคลียส hypertriploid (3n +) และสร้างเซลล์ที่ต่างกัน มากกว่าครึ่งหนึ่งของเซลล์ HeLa โคลนมี aneuploidy - การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซม: 49, 69, 73 และแม้แต่ 78 แทน 46

ที่จะเปิดออกเพื่อความไม่แน่นอนของจีโนม phenotypes HeLa, การสูญเสียของโครโมโซมและการก่อตัวของตัวบ่งชี้เพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของโครงสร้าง Multipolar, polycentric หรือเซลล์หลายขั้วในเซลล์ HeLa นี่เป็นการละเมิดระหว่างการแบ่งเซลล์ซึ่งนำไปสู่การแยกโครโมโซมของพยาธิสภาพ ถ้าสองพิภพลัทธิของแกนหมุนเป็นลักษณะสำหรับเซลล์ที่มีสุขภาพแล้วในระหว่างการแบ่งเซลล์มะเร็งมีจำนวนมากขึ้นของขั้วและลูกโซ่เฟิร์นจะเกิดขึ้นและเซลล์ลูกสาวทั้งสองได้รับจำนวนโครโมโซมที่แตกต่างกัน และ multipolarity ของแกนกับ mitosis ของเซลล์เป็นคุณลักษณะลักษณะของเซลล์มะเร็ง

การศึกษาเซลล์หลายขั้วในเซลล์ HeLa พันธุศาสตร์ได้ข้อสรุปว่ากระบวนการทั้งหมดของการแบ่งเซลล์มะเร็งในหลักการเป็นธรรม: แวะของเซลล์สั้นและการก่อตัวแกนนำหน้าส่วนของโครโมโซม; metaphase ยังเริ่มต้นก่อนหน้านี้และโครโมโซมไม่ได้มีเวลาที่จะใช้สถานที่ของพวกเขาได้รับการกระจายอย่างฉับพลัน ดี Centrosomes อย่างน้อยสองเท่าเท่าที่จำเป็น

ดังนั้น karyotype ของเซลล์ HeLa จึงไม่เสถียรและอาจแตกต่างกันอย่างมากในห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกัน ดังนั้นผลของการศึกษาจำนวนมาก - ในเงื่อนไขของการสูญเสียอัตลักษณ์ทางพันธุกรรมของวัสดุมือถือ - ก็ไม่สามารถทำซ้ำในเงื่อนไขอื่น ๆ

วิทยาศาสตร์มีความก้าวหน้าอย่างมากเนื่องจากความสามารถในการจัดการกระบวนการทางชีวภาพอย่างควบคุมได้ ตัวอย่างสุดท้ายที่เห็นได้ชัดคือการสร้างกลุ่มนักวิจัยจากสหรัฐและจีนโดยใช้เครื่องพิมพ์แบบ 3 มิติที่ใช้โมเดลมะเร็งที่สมจริงโดยใช้เซลล์ HeLa