Cosa sono le cellule HeLa?

Origine delle linee cellulari – una donna chiamata Henrietta Lacks

Image Credit: Koliadzynska Iryna/.com

Oggi, le linee cellulari derivate da animali, compresi gli esseri umani, sono coltivate e utilizzate per la ricerca nei laboratori di tutto il mondo. Queste cellule possono dividersi continuamente, date le giuste condizioni di crescita.

La prima di queste linee cellulari ad essere stabilita è conosciuta come “cellule HeLa”. Si tratta di una linea cellulare creata da una giovane donna afroamericana di nome Henrietta Lacks che morì di un adenocarcinoma cervicale aggressivo nel 1951.

Si presentò al reparto di ginecologia dell’ospedale Johns Hopkins di Baltimora, Maryland, dove trovarono il tumore sulla sua cervice. Quando fu fatta una biopsia del tumore, un campione fu dato a George Gey e ai suoi colleghi del Tissue Culture Laboratory del Johns Hopkins, che avevano l’ambizione di isolare e mantenere tessuti normali o malati come “organoidi temporanei o stabili o come ceppi cellulari derivati”.

Quello che rendeva il tumore di Henrietta Lacks diverso dagli altri tumori che erano stati portati in laboratorio era che le cellule crescevano in modo robusto. Prima di questo, era possibile coltivare cellule da campioni di cancro, tuttavia, queste di solito non duravano e morivano prima che gli studi potessero essere completati.

Al contrario, le cellule cresciute dal tumore di Henrietta Lacks continuavano a dividersi se venivano soddisfatte le condizioni di crescita appropriate. Inizialmente, queste erano fornite dall’uso di un mezzo composto da plasma di pollo, estratto di embrione bovino e siero di cordone placentare umano in una “coltura a rulli” continua.

Out into the world – fighting polio and beyond

Le cellule HeLa e il metodo di coltura roller-tube sono stati utilizzati nella lotta contro il poliovirus. In precedenza, il poliovirus veniva coltivato nel tessuto del sistema nervoso, ma George Gey riuscì con successo a coltivare il poliovirus nelle cellule HeLa, e questo sistema fu poi utilizzato da John Enders e colleghi. Poi, nel 1954, anche Jonas Salk usò le cellule HeLa per coltivare il poliovirus, e questo portò allo sviluppo del vaccino antipolio Salk.

Questo fu solo l’inizio dell’uso delle cellule HeLa come strumento importante nella ricerca. Le cellule HeLa sono state usate per altri progetti di ricerca, dalla ricerca per identificare l’agente causale dell’AIDS, il virus dell’immunodeficienza umana (HIV) negli anni ’80 ai moderni studi di “-omica”: genomica, trascrittomica e proteomica.

Si stima che ben 70.000 studi siano stati condotti utilizzando le cellule HeLa, tra cui due che sono stati premiati con il Novel Prize: nel 2008 per la scoperta che il papillomavirus umano (HPV) è un agente causale del cancro alla cervice, e nel 2009 per la scoperta dell’enzima telomerasi, che protegge i telomeri del cromosoma, impedendone così la degradazione.

Contaminazione?

Dopo che le cellule HeLa furono stabilite come linea cellulare immortale, i campioni furono inviati da George Gey ad altri scienziati negli Stati Uniti e oltre. Grazie alla sua natura robusta, le cellule HeLa sono state successivamente proliferate in molti laboratori di tutto il mondo. Tuttavia, a partire dagli anni ’60, ci sono state segnalazioni che le cellule HeLa possono contaminare altre colture cellulari. Inizialmente, i rapporti mostravano una contaminazione interspecie, poiché questa è più facile da rilevare.

Nel 1967 fu pubblicato un rapporto che mostrava una contaminazione intra-specie con le cellule HeLa. Questo è stato determinato da Stanley Gartler, che ha usato l’analisi isoenzimatica, analizzando i polimorfismi elettroforetici della glucosio-6-fosfato deidrogenasi e fosfoglucomutasi di 19 linee cellulari.

Una variante di glucosio-6-fosfato deidrogenasi, “tipo A”, si trova prevalentemente nella popolazione afroamericana, e se messa insieme alla variante della fosfoglucomutasi vista in queste linee cellulari, i risultati suggeriscono che tutte le linee cellulari erano della stessa origine.

Naturalmente, le cellule HeLa non sono l’unico caso di contaminazione delle colture cellulari. Uno studio ha scoperto che quelle che si pensava fossero linee cellulari umane di cancro al seno erano contaminate da cellule sia inter- che intraspecie, mentre altre cellule segnalate come umane erano in realtà di origine animale, e altre segnalate come provenienti da gibboni sono risultate essere umane. Questo è ancora oggi un problema in corso nella cultura dei tessuti.

Perché le cellule HeLa sono state in grado di superare le altre linee cellulari? – C’è la possibilità che, man mano che i campioni di cellule HeLa uscivano dal laboratorio originale e cominciavano a proliferare in molti altri laboratori, la loro capacità di crescere in modo robusto veniva selezionata ancora di più man mano che venivano fatte crescere continuamente. Quindi, le cellule HeLa potrebbero essere state inavvertitamente selezionate per essere in grado di superare altre linee cellulari.

Altre letture

• Tutti i contenuti della cultura cellulare
• Problemi comuni nella cultura cellulare
• Come generare linee cellulari stabili
• Cellule HeK293: Applicazioni e vantaggi
• Che cos’è il micropatterning?