Wat zijn HeLa-cellen?

Oorsprong van cellijnen – een vrouw genaamd Henrietta Lacks

Image Credit: Koliadzynska Iryna/.com

Heden ten dage worden cellijnen afkomstig van dieren, inclusief mensen, gekweekt en gebruikt voor onderzoek in laboratoria over de hele wereld. Deze cellen kunnen zich onder de juiste groeicondities voortdurend delen.

De eerste van deze cellijnen die tot stand kwam, staat bekend als “HeLa-cellen”. Deze cellijn is afkomstig van een jonge Afro-Amerikaanse vrouw, Henrietta Lacks, die in 1951 overleed aan een agressief adenocarcinoom van de baarmoederhals.

Ze meldde zich bij de afdeling gynaecologie van het Johns Hopkins-ziekenhuis in Baltimore, Maryland, waar men de tumor op haar baarmoederhals aantrof. Toen een biopsie van de tumor werd genomen, werd een specimen aan George Gey en zijn collega’s van het Tissue Culture Laboratory van Johns Hopkins gegeven, die de ambitie hadden normaal of ziek weefsel te isoleren en te bewaren als “tijdelijke of stabiele organoïden of als afgeleide celstammen”.

Wat de tumor van Henrietta Lacks anders maakte dan andere tumoren die naar het laboratorium waren gebracht, was dat de cellen robuust groeiden. Voordien was het mogelijk cellen te kweken uit kankerstalen, maar deze hielden het meestal niet vol en stierven af voordat de studies konden worden voltooid.

In tegenstelling hiermee bleven de cellen die uit de tumor van Henrietta Lacks groeiden, zich delen als aan de juiste groeiomstandigheden werd voldaan. Aanvankelijk werd hierin voorzien door een medium te gebruiken dat was samengesteld uit kippenplasma, runderembryo-extract en menselijk placenta-strengserum in een continue “roller-tube cultuur”.

De wereld in – de strijd tegen polio en daarna

HeLa-cellen en de rolbuiskweekmethode werden gebruikt in de strijd tegen het poliovirus. Voorheen werd het poliovirus gekweekt in weefsel van het zenuwstelsel, maar George Gey slaagde er met succes in het poliovirus te kweken in HeLa-cellen, en dit systeem werd vervolgens gebruikt door John Enders en collega’s. Vervolgens, in 1954, gebruikte Jonas Salk ook HeLa cellen om het poliovirus te kweken, en dit leidde tot de ontwikkeling van het Salk poliovaccin.

Dit was slechts het begin van het gebruik van HeLa cellen als een belangrijk instrument in onderzoek. HeLa cellen werden gebruikt voor andere onderzoeksprojecten, van de zoektocht naar de veroorzaker van AIDS, het humaan immunodeficiëntie virus (HIV) in de jaren 1980 tot de moderne “-omics” studies: genomics, transcriptomics, en proteomics.

Geschat wordt dat er wel 70.000 studies met HeLa-cellen zijn uitgevoerd, waaronder twee die de Novelprijs hebben gekregen: in 2008 voor de ontdekking dat het humaan papillomavirus (HPV) een veroorzaker van baarmoederhalskanker is, en in 2009 voor de ontdekking van het enzym telomerase, dat de telomeren van het chromosoom beschermt en zo de afbraak van het chromosoom voorkomt.

Besmetting?

Nadat HeLa-cellen als onsterfelijke cellijn waren vastgesteld, werden monsters door George Gey naar andere wetenschappers in de VS en daarbuiten gestuurd. Vanwege hun robuuste aard werden HeLa-cellen vervolgens in vele laboratoria over de hele wereld vermenigvuldigd. Vanaf de jaren zestig kwamen er echter berichten dat HeLa-cellen andere celculturen kunnen besmetten. Aanvankelijk ging het om inter-species besmetting, omdat dit gemakkelijker is op te sporen.

In 1967 werd een rapport gepubliceerd dat intra-species besmetting met HeLa-cellen aantoonde. Dit werd vastgesteld door Stanley Gartler, die gebruik maakte van isoenzymanalyse, door het analyseren van de elektroforetische polymorfismen van glucose-6-fosfaatdehydrogenase en fosfoglucomutase van 19 cellijnen.

Een variant van glucose-6-fosfaatdehydrogenase, “type A”, wordt overwegend aangetroffen bij de Afro-Amerikaanse bevolking, en wanneer deze wordt gecombineerd met de fosfoglucomutase-variant die in deze cellijnen is gezien, suggereren de resultaten dat alle cellijnen van dezelfde oorsprong waren.

Natuurlijk zijn HeLa-cellen niet het enige geval van besmetting van celculturen. Uit een studie is gebleken dat wat als menselijke borstkankercellijnen werd beschouwd, verontreinigd was met zowel inter- als intraspeciescellen, terwijl andere cellen die als menselijk werden aangemerkt, in feite van dierlijke oorsprong bleken te zijn, en andere cellen die als van gibbons afkomstig werden aangemerkt, menselijk bleken te zijn. Dit is tot op de dag van vandaag een voortdurende kwestie in de weefselkweek.

Waarom konden HeLa-cellen dan andere cellijnen overtroeven? – Het is mogelijk dat, naarmate monsters van HeLa-cellen het oorspronkelijke laboratorium verlieten en in veel andere laboratoria begonnen te vermeerderen, er nog meer werd geselecteerd op het vermogen van deze cellen om robuust te groeien, omdat zij voortdurend werden gekweekt. Aldus zouden HeLa cellen onbedoeld geselecteerd kunnen zijn om andere cellijnen te kunnen overtreffen.

Verder lezen

• Alle celcultuurinhoud
• Gemeenschappelijke problemen in celcultuur
• Hoe genereer je stabiele cellijnen
• HEK293 Cellen: Toepassingen en voordelen
• Wat is micropatterning?