Co to są komórki HeLa?

Origin of cell lines – a woman named Henrietta Lacks

Image Credit: Koliadzynska Iryna/.com

Dzisiaj linie komórkowe pochodzące od zwierząt, w tym ludzi, są hodowane i wykorzystywane do badań w laboratoriach na całym świecie. Komórki te mogą dzielić się w sposób ciągły przy zapewnieniu odpowiednich warunków wzrostu.

Pierwszą z tych linii komórkowych, która została utworzona, jest znana jako „komórki HeLa”. Jest to linia komórkowa utworzona z młodej Afroamerykanki o imieniu Henrietta Lacks, która zmarła na agresywnego gruczolakoraka szyjki macicy w 1951 r.

Przedstawiono ją na oddziale ginekologii szpitala Johnsa Hopkinsa w Baltimore w stanie Maryland, gdzie znaleziono guz na jej szyjce macicy. Po pobraniu biopsji z guza, jedna próbka została przekazana George’owi Gey’owi i jego kolegom z Laboratorium Hodowli Tkanek w Johns Hopkins, którzy mieli ambicję wyizolowania i utrzymania normalnej lub chorej tkanki jako „tymczasowych lub stabilnych organoidów lub jako pochodnych szczepów komórkowych”.

To, co odróżniało guz Henrietty Lacks od innych guzów, które zostały przywiezione do laboratorium, to fakt, że komórki rosły w szybkim tempie. Wcześniej możliwe było wyhodowanie komórek z okazów raka, jednak zwykle nie były one trwałe i umierały przed zakończeniem badań.

W przeciwieństwie do tego, komórki wyhodowane z guza Henrietty Lacks nie przestawały się dzielić, jeśli spełnione były odpowiednie warunki wzrostu. Początkowo zapewniono je dzięki zastosowaniu pożywki złożonej z osocza kurzego, ekstraktu z zarodków bydlęcych i surowicy z łożyska ludzkiego w ciągłej „hodowli rolkowej”.

Wyjście w świat – walka z polio i nie tylko

Komórki HeLa i metoda hodowli roller-tube zostały wykorzystane w walce z poliovirusem. Wcześniej poliwirus był hodowany w tkance układu nerwowego, ale George’owi Gey’owi udało się z powodzeniem wyhodować poliwirusa w komórkach HeLa, a system ten został następnie wykorzystany przez Johna Endersa i współpracowników. Następnie, w 1954 roku, Jonas Salk również użył komórek HeLa do wyhodowania poliwirusa, co doprowadziło do opracowania szczepionki Salk polio.

To był dopiero początek wykorzystania komórek HeLa jako ważnego narzędzia w badaniach. Komórki HeLa były wykorzystywane w innych projektach badawczych, od poszukiwań czynnika wywołującego AIDS, ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV) w latach 80-tych do współczesnych badań „-omicznych”: genomiki, transkryptomiki i proteomiki.

Oszacowano, że aż 70 000 badań zostało przeprowadzonych z wykorzystaniem komórek HeLa, w tym dwa, które otrzymały nagrodę Novel Prize: w 2008 roku za odkrycie, że wirus brodawczaka ludzkiego (HPV) jest czynnikiem wywołującym raka szyjki macicy, a w 2009 roku za odkrycie enzymu telomerazy, który chroni telomery chromosomów, zapobiegając w ten sposób degradacji chromosomu.

Zanieczyszczenie?

Po ustanowieniu komórek HeLa jako nieśmiertelnej linii komórkowej, próbki były wysyłane przez George’a Geya do innych naukowców w USA i poza nimi. Ze względu na swoją wytrzymałą naturę, komórki HeLa były następnie rozmnażane w wielu laboratoriach na całym świecie. Jednakże, począwszy od lat 60-tych, zaczęły pojawiać się doniesienia, że komórki HeLa mogą zanieczyszczać inne kultury komórkowe. Początkowo raporty wskazywały na zanieczyszczenie międzygatunkowe, ponieważ jest ono łatwiejsze do wykrycia.

W 1967 roku opublikowano raport, który wskazywał na wewnątrzgatunkowe zanieczyszczenie komórek HeLa. Zostało to określone przez Stanleya Gartlera, który użył analizy izoenzymów, analizując elektroforetyczne polimorfizmy dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej i fosfoglukomutazy z 19 linii komórkowych.

Odmiana dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej, „typ A”, występuje głównie w populacji afroamerykańskiej, a gdy zestawi się ją z odmianą fosfoglukomutazy widoczną w tych liniach komórkowych, wyniki sugerują, że wszystkie linie komórkowe były tego samego pochodzenia.

Oczywiście, komórki HeLa nie są jedynym przypadkiem skażenia hodowli komórkowych. W jednym z badań stwierdzono, że to, co uważano za ludzkie linie komórkowe raka piersi, było zanieczyszczone zarówno komórkami międzygatunkowymi, jak i wewnątrzgatunkowymi, podczas gdy inne komórki, które uznano za ludzkie, były w rzeczywistości pochodzenia zwierzęcego, a inne, które uznano za pochodzące od gibonów, okazały się być ludzkie. Jest to do dziś aktualny problem w hodowli tkanek.

Dlaczego więc komórki HeLa były w stanie prześcignąć inne linie komórkowe? – Istnieje możliwość, że gdy próbki komórek HeLa wyszły z oryginalnego laboratorium i zaczęły być rozmnażane w wielu innych laboratoriach, ich zdolność do solidnego wzrostu została wybrana jeszcze bardziej, gdyż były one stale hodowane. W ten sposób, komórki HeLa mogły zostać nieumyślnie wybrane do konkurowania z innymi liniami komórkowymi.

Dalsza lektura

• Wszystkie treści dotyczące hodowli komórkowych
• Powszechne problemy w hodowli komórkowej
• Jak wygenerować stabilne linie komórkowe
• Komórki HeLa: Applications and Advantages
• What is Micropatterning?

Cytaty

.