HeLa rakud

Peaaegu kõik teadus molekulaarbioloogia, farmakoloogia, viroloogia, geneetika, sest alguses XX sajandi kasutanud proove esmane elu rakke, mis on saadud elusorganismi ja kasvanud erinevate biokeemiliste meetoditega saab pikendada nende elujõulisust, see on võimalus jagada laboris. Möödunud sajandi keskel sai teaduse HeLa rakud, mis ei kuulu loomuliku bioloogilise surma. Ja see võimaldas paljudel uuringutel saada läbimurdeks bioloogias ja meditsiinis.

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

Kust surevad HeLa rakud pärit?

Ajalugu Nende valmistamiseks "surematu" rakud (immortaliseerumisest - võime rakkude lõpmatult pikka jagunemise) on seotud halva 31.-aastane patsient Johns Hopkins Haigla Baltimore - afroameerika naine, viie lapse ema nimega Henrietta Lacks (Henrietta Lacks), mis, olles olnud haige vähi emakakaela kaheksa kuud ja läbinud seesmise kiirguse (brachytherapy), suri haiglas 4. Oktoober 1951.

Veidi enne seda, püütakse Henrietta ravi emakakaelavähi, arst, kirurg Howard Wilbur Jones, ta võttis proovi kasvajakoes tutvumiseks ja käega haigla laboratooriumis, mida juhtis ajal bioloogia bakalaureuse George Otto gay.

Biopsia uuringud hämmastati bioloogi: koerakud ei sure apoptoosi tulemusena õigeaegselt, vaid jätkasid paljunemist ja üllataval määral. Uurija suutis üksikut struktuurset rakku välja tuua ja seda mitmekordistada. Saadud rakud jätkasid mitootsuse tsükli lõpus jagamist ja enam suremas.

Ja varsti pärast patsiendi surma (kelle nime ei avaldatud, kuid krüptitud HeLa vähenemisega) ilmnes salapärane HeLa rakukultuur.

Niipea kui selgus, et heLa-rakud, mis on kättesaadavad väljaspool inimkeha, ei kuulu programmeeritud surma, hakkasid need nõuded erinevate uuringute ja eksperimentide järele kasvama. Ootamatu leidmise edasine kommertsialiseerumine viis järjestikuse tootmise korraldamiseni - HeLa rakkude müügiks paljudele teaduskeskustele ja laboratooriumidele.

HeLa rakkude kasutamine

1955. Aastal sai HeLa rakud esimeseks inimese kloonitud rakkudeks ja HeLa rakkude kasutamine sai alguse kogu maailmas: rakkude metabolismi uuringutes vähi korral; rakkude vananemise uurimine; AIDS-i põhjused; inimese papilloomiviiruse ja teiste viirusnakkuste omadused; kiirgus- ja mürgiste ainete mõjud; geeni kaardistamine; uute farmakoloogiliste ainete uuringutes; kosmeetikatoodete katsetamine jne

Mõnede aruannete kohaselt kasutati nende kiiresti kasvavate rakkude kultuuri 70-80 tuhande meditsiinilises uuringus kogu maailmas. Iga-aastaselt teaduse vajaduste jaoks kasvatatakse umbes 20 tonni HeLa rakukultuuri, nende rakkude osalusel registreeritakse üle 10 000 patenti.

Uue laboratoorse biomaterjali populaarsust soodustas asjaolu, et 1954. Aastal viisid Ameerika viroloogid HeLa rakkude tüve nende poolt väljatöötatud poliomüeliidi vaktsiini testimiseks .

Aastakümneid on HeLa rakkude kultuur olnud lihtsa mudeli abil keerukamate bioloogiliste süsteemide intuitiivsete variantide loomiseks. Ja võime kloonida immortaliseeritud rakuliine võimaldab teil korduvalt testida geneetiliselt identseid rakke, mis on biomeditsiiniliste uuringute eeltingimus.

Alguses - nende aastate meditsiinilises kirjanduses - märgiti nende rakkude "vastupidavust". Tõepoolest, HeLa rakud ei lõpe isegi tavapärase laboratoorse katseklaasi jagamisel. Ja nad teevad seda nii agressiivselt, et tehnikud peaks näitama vähimatki hoolimatus, HeLa rakud vaja tungida teiste kultuuride ja vaikselt asendas algse rakkude, mille tulemusena chistata katsete on tõsiseid kahtlusi.

Muide, ühe uuringu tulemusena, mis viidi läbi aastal 1974, tehti eksperimentaalselt kindlaks HeLa rakkude võimsus "saastama" teisi rakuliine teadlaste laborites.

HeLa rakud: mida näitasid uuringud?

Miks HeLa rakud käituvad sellisel viisil? Kuna need ei ole tervete kehakudede tavalised rakud, vaid kasvajarakud, mis on saadud vähkkasvaja proovist ja mis sisaldavad patoloogiliselt muudetud geene inimese vähirakkude pideva mitoosi jaoks. Tegelikult on need pahaloomuliste rakkude kloonid.

Aastal 2013 teadlastele Euroopa Molekulaarbioloogia Laboratooriumi (EMBL) on teatanud, et spektraalse karüotüübis nad loonud järjestusega DNA ja RNA genoomi Henrietta napib. HeLa rakkudega võrreldes oleme veendunud, et HeLa geenide ja normaalsete rakkude vahel on silmatorkavad erinevused ...

Ent isegi varem tekitas HeLa rakkude tsütogeneetiline analüüs paljude kromosomaalsete aberratsioonide ja nende rakkude osalise genoomse hübridiseerimise avastamise. Leiti, et HeLa rakkudel on hüpertriploidi (3n +) karüotüüp ja nad toodavad heterogeenseid rakupopulatsioone. Enam kui pooltel kloonitud HeLa rakkudel on aneuploidsus - muutused kromosoomide arvus: 49, 69, 73 ja isegi 78, mitte 46.

Nagu selgus, genoomele ebastabiilsuse fenotüüpide HeLa, kromosoomide kaotamiseni ja moodustumise teisi markereid strukturaalsete kõrvalekallete kaasatud multipolaarsest, polütsentriliste või multipolaarne mitoosi HeLa rakkudes. See on rakkude jagunemisega seotud rikkumine, mis viib kromosoomide patoloogilise eraldamiseni. Kui zdoroayh rakkude iseloomustab mitoosikääva pooluste, ajal vähirakkude jagunemist moodustavad suure pooluste arv ja võlli ja kaks tütart rakud saavad erinev arv kromosoome. Ja vähirakkude iseloomulik tunnus on spindli multipolarisatsioon rakkude mitoosiga.

Õppimine multipolaarne mitoosi HeLa rakud, geneetika järeldada, et kogu protsessi jagades vähirakke, mis on põhimõtteliselt vale: prophase mitoosi lühem võlli moodustumise eelneb jagunemise kromosoomide; metafaas algab ka varem ja kromosoomidel pole aega oma kohale asuda, hajutatult jaotatuna. Noh, tsentrosoomid on vähemalt kaks korda nii palju kui vaja.

Seega on HeLa raku karüotüüp ebastabiilne ja võib erinevates laborites dramaatiliselt erineda. Järelikult ei saa paljude uuringute tulemusi - rakulise materjali geneetilise identiteedi kadumise tingimustes - lihtsalt teistes tingimustes reprodutseerida.

Teadus on teinud suuri edusamme, kuna on võimeline manipuleerima bioloogilisi protsesse kontrollitaval viisil. Viimane ilmne näide on USA ja Hiina teadlaste rühma loomine, kasutades heLa rakke kasutades vähese tuumori realistliku mudeli 3-D printerit.