Was sind HeLa-Zellen?

Ursprung der Zelllinien – eine Frau namens Henrietta Lacks

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Heute werden in Laboren auf der ganzen Welt Zelllinien gezüchtet und für die Forschung verwendet, die von Tieren, einschließlich Menschen, stammen. Diese Zellen können sich unter den richtigen Wachstumsbedingungen kontinuierlich teilen.

Die erste dieser Zelllinien, die etabliert wurde, ist als „HeLa-Zellen“ bekannt. Es handelt sich um eine Zelllinie, die von einer jungen afroamerikanischen Frau namens Henrietta Lacks stammt, die 1951 an einem aggressiven Adenokarzinom des Gebärmutterhalses starb.

Sie stellte sich in der gynäkologischen Abteilung des Johns Hopkins Krankenhauses in Baltimore, Maryland, vor, wo man den Tumor an ihrem Gebärmutterhals fand. Als eine Biopsie aus dem Tumor entnommen wurde, gab man eine Probe an George Gey und seine Kollegen vom Tissue Culture Laboratory am Johns Hopkins, die den Ehrgeiz hatten, normales oder krankes Gewebe als „temporäre oder stabile Organoide oder als abgeleitete Zellstämme“ zu isolieren und zu erhalten.

Was Henrietta Lacks‘ Tumor von anderen Tumoren, die ins Labor gebracht wurden, unterschied, war, dass die Zellen robust wuchsen. Zuvor war es zwar möglich, Zellen aus Krebsproben zu züchten, diese hielten jedoch meist nicht lange durch und starben ab, bevor Studien abgeschlossen werden konnten.

Im Gegensatz dazu teilten sich die Zellen, die aus Henrietta Lacks‘ Tumor wuchsen, immer weiter, wenn die entsprechenden Wachstumsbedingungen erfüllt waren. Diese wurden zunächst durch die Verwendung eines Mediums aus Hühnerplasma, Rinderembryoextrakt und menschlichem Plazenta-Nabelschnur-Serum in einer kontinuierlichen „Roller-Tube-Kultur“ geschaffen.

Aus in die Welt – Kampf gegen die Kinderlähmung und darüber hinaus

HeLa-Zellen und die Roller-Tube-Kulturmethode wurden im Kampf gegen das Poliovirus eingesetzt. Zuvor wurde das Poliovirus in Gewebe des Nervensystems gezüchtet, aber George Gey gelang es, das Poliovirus in HeLa-Zellen zu züchten, und dieses System wurde dann von John Enders und Kollegen genutzt. Jonas Salk verwendete 1954 ebenfalls HeLa-Zellen, um das Poliovirus zu züchten, was zur Entwicklung des Salk-Polio-Impfstoffs führte.

Dies war nur der Anfang der Verwendung von HeLa-Zellen als wichtiges Werkzeug in der Forschung. HeLa-Zellen wurden für weitere Forschungsprojekte eingesetzt, von der Suche nach dem Erreger von AIDS, dem Humanen Immundefizienz-Virus (HIV) in den 1980er Jahren bis hin zu modernen „-omics“-Studien: Genomics, Transcriptomics und Proteomics.

Schätzungsweise wurden bis zu 70.000 Studien mit HeLa-Zellen durchgeführt, darunter zwei, die mit dem Novel Prize ausgezeichnet wurden: 2008 für die Entdeckung, dass das humane Papillomavirus (HPV) ein Verursacher von Gebärmutterhalskrebs ist, und 2009 für die Entdeckung des Enzyms Telomerase, das die Telomere des Chromosoms schützt und so den Abbau des Chromosoms verhindert.

Kontamination?

Nachdem HeLa-Zellen als unsterbliche Zelllinie etabliert waren, wurden Proben von George Gey an andere Wissenschaftler in den USA und darüber hinaus verschickt. Aufgrund ihrer robusten Natur wurden HeLa-Zellen in der Folge in vielen Laboren auf der ganzen Welt vermehrt. Ab den 1960er Jahren gab es jedoch Berichte, dass HeLa-Zellen andere Zellkulturen kontaminieren können. Zunächst handelte es sich um Berichte, die eine Kontamination zwischen den Spezies zeigten, da dies leichter zu erkennen ist.

Im Jahr 1967 wurde ein Bericht veröffentlicht, der eine Kontamination innerhalb der Spezies mit HeLa-Zellen zeigte. Dies wurde von Stanley Gartler festgestellt, der die Isoenzym-Analyse verwendete, indem er die elektrophoretischen Polymorphismen von Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase und Phosphoglucomutase von 19 Zelllinien analysierte.

Eine Variante der Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase, „Typ A“, kommt vorwiegend in der afroamerikanischen Bevölkerung vor, und zusammen mit der Phosphoglucomutase-Variante, die in diesen Zelllinien gesehen wurde, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass alle Zelllinien denselben Ursprung haben.

Natürlich sind die HeLa-Zellen nicht der einzige Fall von Zellkulturkontamination. In einer Studie wurde festgestellt, dass vermeintlich menschliche Brustkrebszelllinien sowohl mit inter- als auch mit intraspezies Zellen kontaminiert waren, während andere Zellen, die als menschlich angegeben wurden, in Wirklichkeit tierischen Ursprungs waren und andere, die angeblich von Gibbons stammten, sich als menschlich herausstellten. Dies ist bis heute ein ständiges Problem in der Gewebekultur.

Warum also konnten HeLa-Zellen andere Zelllinien überflügeln? – Es besteht die Möglichkeit, dass, als Proben von HeLa-Zellen das ursprüngliche Labor verließen und in vielen anderen Laboratorien vermehrt wurden, ihre Fähigkeit, robust zu wachsen, noch mehr selektiert wurde, da sie kontinuierlich gezüchtet wurden. So könnten HeLa-Zellen versehentlich so selektiert worden sein, dass sie andere Zelllinien ausstechen konnten.

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Letzte Aktualisierung am 3. Februar 2020

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