Prvi i jedini besmrtni čovek. Besmrtne HeLa ćelije Besmrtne ćelije ljudske kože
Svaka osoba je jedinstvena na svoj način, ali samo nekoliko nas ima izvanredne sposobnosti koje mogu promijeniti svijet. U našem članku ćemo vam reći o nevjerovatnoj Henrietti Lacks, koja je spasila milione života zahvaljujući onome što ju je učinilo drugačijom od drugih.
Pedesetih godina prošlog vijeka bolnica Johns Hopkins u Baltimoru s pravom se smatrala jednom od najboljih medicinskih ustanova u zemlji. Osim toga, u to vrijeme to je bila jedna od rijetkih bolnica u kojima je Afroamerikancima bilo dozvoljeno da potraže medicinsku pomoć. Henrietta Lacks je bila jedna od njih, pa je tamo otišla u februaru 1951. godine, kada su je počeli mučiti bolovi u donjem dijelu trbuha.
Rekla je dr. Howardu Jonesu, ginekologu, o neobičnom krvarenju i požalila se na bolne senzacije. Nakon pregleda, doktor je otkrio tumor i odmah poslao uzorak tkiva u laboratoriju dr Džordža Geja. Rezultati testa su potvrdili da je tumor maligni. Kao tretman, pacijentu je propisano zračenje radijumom, ali od tog vremena liječenje bolesti raka bila vrlo ograničena, Henrietta je umrla nakon 7 mjeseci.
Dr George Gay je posebno pažljivo proučavao Henriettin uzorak tkiva. Bio je izuzetno zadivljen izdržljivošću i brzinom reprodukcije predstavljenih ćelija. Uzorci dostavljeni u laboratoriju u pravilu umiru u roku od nekoliko sati, ali Laxove ćelije ne samo da su živjele, već su se nastavile dijeliti. To je objasnilo brz i agresivan rast tumora - rastao je brže nego što je zračenje moglo da ih ubije.
Doktor Gej je odmah poslao uzorke ćelija u nekoliko naprednih istraživačkih centara širom Amerike. U jednom od ovih centara radio je Jonas Salk, koji je koristio Henriettine ćelije za razvoj vakcine protiv dječje paralize - u budućnosti je spasila milione ljudi od nepodnošljive patnje i sigurne smrti.
Doktor koji je otkrio jedinstvena nekretninaćelije su ih nazvali "HeLa" - prema prva dva slova imena i prezimena Henriette Lacks. Tako je ovjekovječio ženu koja je postala uzrok snažnog prodora u medicini.
Proučavajući genotip ćelija, naučnici su došli do zaključka da je uzrok Henriettine bolesti mutacija koja uključuje gene papiloma virusa u DNK. Osim toga agresivno ponašanje tumora, ova mutacija je doprinijela povećanju broja hromozoma u ćelijama i njihovoj sposobnosti da proizvode telomerazu, enzim koji je stabilizovao hromozome i zaštitio ih od daljih mutacija. Ono što se Henrietti dogodilo bio je potpuni nesrećan slučaj, nisu pronađene slične mutacije u DNK njene djece.
Nekoliko godina kasnije, porodica Lacks je tražila javno priznanje Henriettinog doprinosa za spasavanje života jer biološki materijali(krv i ćelije), koje su doprinijele napretku medicine, korištene su u istraživanjima bez pristanka pacijenta ili njenih rođaka. Sredinom prošlog veka javnost ne bi dozvolila da se takve počasti odaju jednoj Afroamerikanki, vest o otkriću HeLa ćelija bila je svima na ustima, ali su novinari dobili lažno ime - Helen Lejn; .
Godine 2010, nezavisna naučna spisateljica Rebecca Skloot objavila je knjigu Besmrtni život Henrietta Lacks”, a 2017. godine HBO je predstavio istoimeni film s Oprah Winfrey u glavnoj ulozi. Zahvaljujući njima, svijet je saznao za jednostavnu ženu koja je lijeku dala svoje besmrtne ćelije. Oko 74 hiljade naučnih članaka bilo je posvećeno proučavanju HeLa ćelija, u kojima su naučnici pokušali da objasne prirodu ovog fenomena. Pored pronalaska vakcine protiv poliomijelitisa, Henriettine ćelije su korišćene za proučavanje raka, AIDS-a i niza drugih bolesti, kao i za proučavanje efekata zračenja i toksičnih supstanci na ljudski organizam.
“Nedostaje besmrtni život Henrijete” Kredit" HBO
Portret Henriette Lacks u Nacionalnoj galeriji portreta MOSKVA, 7. avgusta – RIA Novosti. Dešifriranje genoma "besmrtnih" ćelija raka HeLa, koje istraživači koriste za proučavanje raznih bolesti i testiranja lijekova, izazvalo je skandal kada su istraživači objavili dekodiranje u javnom domenu, navodi se u članku objavljenom u časopisu Nature. .
Ova priča mogla bi dovesti do promjena u američkom zakonodavstvu i pooštriti uslove za korištenje ljudskih bioloških tkiva u naučnim istraživanjima, smatraju autori publikacije.
Besmrtne ćelije
Godine 1951., doktori u bolnici Johns Hopkins u Baltimoru, Merilend, SAD, uzeli su uzorak tumora od Henrijete Laks, Afroamerikanke koja je bolovala od raka grlića materice. Lacks je umrla od raka, a njene ćelije su dale početak prve "besmrtne" ljudske ćelijske linije, poznate kao HeLa. Do tada su svi pokušaji uzgoja ljudskih ćelija u kulturi završavali njihovom smrću, ali HeLa nastavlja živjeti do danas.
Ove ćelije su postale "poligon" za brojne studije širom svijeta, koje su započele testiranjem vakcine protiv dječje paralize. Uz njihovu pomoć proučavaju se rak, SIDA i mnoge druge bolesti, te učinci zračenja i toksičnih tvari na ljudske stanice. Godine 1960. HeLa je lansirana u svemir na sovjetskom satelitu. Sada ih se spominje u približno 74 hiljade naučnih članaka.
Dekodiranje Hela genoma
Godine 2013. dvije grupe naučnika dešifrovale su genom "besmrtnih" ćelija. To su prvi uradili njemački istraživači predvođeni Larsom Steinmetzom iz Evropske laboratorije za molekularnu biologiju u Hajdelbergu (Njemačka). Nakon analize podataka, otkrili su da se HeLa genom značajno razlikuje od genoma običnih ljudskih ćelija: imaju mnogo mutacija, dodatne kopije gena i preuređenja. To se dijelom objašnjava činjenicom da su HeLa ćelije kancerogene, a neke od promjena akumulirane su tokom godina uzgoja u laboratorijskim uvjetima.
Vrhovni sud SAD zabranio je patentiranje ljudskog genomaPrirodni DNK je "proizvod prirode i ne može se patentirati jer je izoliran", rekao je sud.Tada je naučna grupa sa Univerziteta Washington u Sijetlu (SAD), koju je predvodio Jay Shendure, također dešifrovala HeLa genom i pronašla razlog zašto je Lacks dobio rak. Proučavali su uključivanje gena humanog papiloma virusa u HeLa genom. Ovaj virus sam po sebi nosi skup gena koji doprinose razvoju raka, osim toga, ugrađen je uz onkogen, mutacije u kojima dovode do razvoja kancerozni tumori. Naučnici vjeruju da je blizina gena papiloma virusa onkogenu bila razlog zašto se Lacks jako razvio agresivan oblik rak.
"Ovo je vjerovatno najgori scenario kako se papiloma virus mogao ubaciti u njen genom", objasnio je koautor studije Andrew Adey sa Univerziteta Washington.
Istražite bez dozvole
Sredinom 20. veka, naučnicima nije bila potrebna dozvola Henrijete ili njenih rođaka da koriste ćelije u istraživanju. Zbog toga dugo vremenačlanovi porodice Lacks nisu bili svjesni uloge Henriettinih ćelija u razvoju nauke. Međutim, nakon saznanja o upotrebi HeLa ćelija u istraživanju, njeni rođaci su bili ogorčeni što se sve ovo dešava bez njihovog znanja.
Tema je dobila novi krug razvoja u martu 2012. godine, kada su Steinmetz i njegove kolege objavili transkript genoma HeLa ćelija u bazama podataka dostupnim naučnoj zajednici.
Rezultati dekodiranja genoma obični ljudi ne mogu biti objavljeni zajedno sa njihovim ličnim podacima. Ali u slučaju HeLa, naučnici nisu prekršili nikakve zakone i u tome nisu vidjeli ništa za osudu: ove ćelije su dugo bile uobičajeni predmet istraživanja. Međutim, porodica Lacks je bila ogorčena. Iako se HeLa ćelije razlikuju od zdravih ljudskih ćelija, one mogu otkriti neke od naslijeđenih osobina porodice. Slijed genoma je uklonjen iz baza podataka, ali to nije riješilo problem.
Rezultati studije genoma HeLa ćelija koju je sprovela Šendurova grupa prihvaćeni su za objavljivanje u časopisu Nature. To podrazumijeva obavezno objavljivanje podataka istraživanja. Problem povjerljivosti dekodiranja HeLa genoma ponovo je postao aktuelan.
Kako bi pronašli izlaz iz ove situacije, direktorica Francis Collins i zamjenica direktora Nacionalnog instituta za zdravlje SAD-a Kathy Hudson sastali su se s predstavnicima porodice Lacks. Zajedno su odlučili da objave transkript HeLa genoma, ograničavajući pristup njemu. Naučnici koji žele vidjeti ove podatke morat će kontaktirati Nacionalni institut za zdravlje, gdje će njihov zahtjev biti razmotren, uključujući i predstavnike porodice Lacks. Na taj način će Laxes znati ko koristi ove podatke i u koje svrhe, te će moći odrediti uslove za njihovo korištenje. Shendurova studija je bila prva objavljena uz saglasnost Laxovih.
Naravno, ostaje moguće rekonstruisati HeLa genom koristeći podatke objavljene tokom godina istraživanja ćelija, ili ga ponovo dešifrovati i ponovo staviti na internet. Američki nacionalni instituti za zdravlje neće moći utjecati na one istraživače čiji rad ne finansira, pišu čelnici instituta u istom broju časopisa Nature gdje je objavljena Shendurova studija. Međutim, pozvali su naučnu zajednicu da poštuje prava porodice Lacks.
Promjene u zakonodavstvu
Ovaj slučaj je jedinstven, naglašava rukovodstvo Nacionalnog instituta za zdravlje, te se stoga razmatra u individualno. Međutim, skrenula je pažnju javnosti na uslove pod kojima se biološki uzorci koriste u naučnim istraživanjima.
Trenutni američki zakoni dozvoljavaju da se dobije kompletan transkript genoma osobe iz takvog uzorka bez njegovog znanja. Jedino ograničenje je da uzorak mora biti anoniman. Međutim, u doba kompjuterske obrade podataka takva zaštita je vrlo uslovna, priznaje rukovodstvo Nacionalnog instituta za zdravlje.
„Pored toga, odnos između naučnika i učesnika istraživanja se razvija: traženje dozvole naglašava da su učesnici partneri (naučnika), a ne samo predmet proučavanja“, pišu Kolins i Hadson.
Sada rukovodstvo Nacionalnog instituta za zdravlje priprema prijedloge za izmjene i dopune američkih zakona. Ako se ove izmjene usvoje, naučnici će morati da dobiju dozvolu od "donatora" biološkog tkiva za korištenje materijala, bez obzira na anonimnost istraživanja.
Ove ćelije su potpuno neočekivano našle svoj put u veliku nauku. Uzete su od žene po imenu Henrietta LAcks, koja je umrla ubrzo nakon toga. Ali kultivisanje ćelija tumora koji ju je ubio pokazalo se kao nezamenljiv alat za naučnike.
Biomedicinska istraživanja i razvoj novih tretmana često koriste kulture ljudskih ćelija uzgojene u laboratoriji. Među brojnim ćelijskim linijama, jedna od najpoznatijih je HeLa. Ove ćelije oponašaju ljudsko tijelo in vitro(“in vitro”), “vječno” - mogu se dijeliti u nedogled, rezultati studija koje ih koriste pouzdano se reproduciraju u različitim laboratorijama. Na svojoj površini nose prilično univerzalan skup receptora, što im omogućava da se koriste za proučavanje djelovanja različitih supstanci, od jednostavnih anorganskih do proteina i nukleinske kiseline; Nepretenciozne su u uzgoju i dobro podnose zamrzavanje i očuvanje.
Henrietta Lacks
Henrietta Lacks bila je prelijepa crna Amerikanka. ( Wild_Katze Napomena: Ona je zapravo bila Afroamerikanka, kao Condoleezza Rice i Barack Obama.) Živjela je u gradiću Turner u Južnoj Virdžiniji sa suprugom i petoro djece. 1. februara 1951. Henrietta je otišla u bolnicu Johns Hopkins jer je bila zabrinuta zbog čudnog iscjetka koji je povremeno otkrivala na svom donjem rublju. Medicinska dijagnoza je bila strašna i nemilosrdna - rak grlića materice. Osam mjeseci kasnije, uprkos operaciji i radioterapiji, umrla je. Imala je 31 godinu.
Dok je Henrietta bila u bolnici Hopkins, ljekar koji je prisustvovao poslao je ćelije tumora dobijene biopsijom na analizu Georgeu Gayu, šefu laboratorije za istraživanje ćelija tkiva u bolnici Hopkins. U to vrijeme kultiviranje ćelija izvan tijela bilo je tek u povojima, a glavni problem je bila neizbježna smrt stanica – nakon određenog broja dioba, cijela ćelijska linija je umrla.
Ispostavilo se da su se ćelije, označene kao "HeLa" (akronim za ime i prezime Henriette Lacks), umnožavale mnogo brže od ćelija iz normalnog tkiva. Osim toga, maligna transformacija učinila je ove ćelije besmrtnima - njihov program supresije rasta je isključen nakon određenog broja dioba. In vitro Ovo se nikada ranije nije dogodilo nijednoj drugoj ćeliji. To je otvorilo neviđene izglede u biologiji.
Zaista, nikada prije ovog trenutka istraživači nisu mogli uzeti u obzir rezultate dobijene na ćelijske kulture ah, potpuno pouzdano: svi eksperimenti su izvedeni na heterogenim ćelijskim linijama, koje su na kraju umrle - ponekad čak i prije nego što su se mogli dobiti bilo kakvi rezultati. A onda su naučnici postali vlasnici prve stabilne, pa čak i vječne (!) ćelijske linije koja adekvatno oponaša svojstva tijela. A kada je otkriveno da HeLa ćelije mogu preživjeti i slanje poštom, Gej ih je poslao svojim kolegama širom zemlje. Vrlo brzo, potražnja za HeLa ćelijama je porasla, i one su replicirane u laboratorijama širom svijeta. Oni su postali prva "šablonska" ćelijska linija.
Nedobrovoljni doprinos Henriette Lacks medicini je neprocjenjiv: ćelije preostale nakon njene smrti spašavaju ljudske živote više od pola stoljeća
Dogodilo se da je Henrietta umrla istog dana kada je George Gay govorio pred televizijskim kamerama, držeći epruvetu sa svojim ćelijama u rukama. Rekao je da je počela era novih perspektiva u otkrivanju lijekova i biomedicinskim istraživanjima.
Zašto su njene ćelije toliko važne?
I bio je u pravu. Ćelijska linija, identična u svim laboratorijama širom svijeta, omogućila je brzo dobijanje i samostalnu potvrdu sve više novih podataka. Možemo sa sigurnošću reći da je gigantski skok molekularne biologije krajem prošlog stoljeća bio posljedica sposobnosti kultiviranja stanica in vitro. Ćelije Henriette Lacks bile su prve besmrtne ljudske ćelije koje su ikada uzgajane u vještačkom mediju za kulturu. HeLa je naučio istraživače kako da uzgajaju stotine drugih ćelijskih linija raka. I mada u poslednjih godina prioritet u ovoj oblasti je pomeranje ka kulturama ćelija normalnog tkiva i indukovanim pluripotentnim matičnim ćelijama (za otkriće metode vraćanja ćelija odraslog organizma u embrionalno stanje japanski naučnik Shinya Yamanaka dobio je nobelova nagrada u Physiology and Medicine 2012), međutim, ćelije raka ostaju prihvaćeni standard u biomedicinskim istraživanjima. Glavna prednost HeLa je njegov nezaustavljiv rast na jednostavnim hranljivim podlogama, što omogućava sprovođenje velikih istraživanja uz minimalne troškove.
(Napomena Wild_Katzea: Definicija iz wikija „Pluripotencija (engleski Pluripotency od latinskog pluralis – višestruko, potentia – snaga, moć, prilika, u širem smislu može se prevesti kao „mogućnost razvoja prema različitim scenarijima”). biološki sistemi ovaj izraz se odnosi na ćelijska biologija i na biološka jedinjenja. Pluripotentne ćelije se mogu diferencirati u sve tipove ćelija, osim u ćelije ekstraembrionalnih organa (posteljica i žumančana kesa).)
HeLa ćelije fotografisane pomoću elektronskog mikroskopa (oko hiljadu puta uvećanje)
Od smrti Henriette Lacks, njene tumorske ćelije su kontinuirano korištene za proučavanje molekularnih obrazaca razvoja većine razne bolesti, uključujući rak i AIDS, za proučavanje efekata radijacije i toksičnih supstanci, sastavljanje genetskih mapa i veliki iznos drugi naučni zadaci. U svijetu biomedicine, HeLa ćelije su postale poznate kao laboratorijski pacovi i petrijeve zdjelice. U decembru 1960. ćelije Prvo HeLa letio u svemir sovjetskim satelitom. Čak i danas, opseg eksperimenata koje su sovjetski genetičari izveli u svemiru je nevjerovatan. Rezultati su pokazali da se HeLa dobro ponaša ne samo u zemaljskim uslovima, već iu nultom gravitacijom.
Bez ćelija HeLa linije Razvoj vakcine protiv dječje paralize koju je stvorio Jonas Salk postao bi nemoguć. Inače, Salk je bio toliko siguran u sigurnost vakcine koju je primio (oslabljeni virus dječje paralize) da je, kako bi dokazao pouzdanost svog lijeka, ubrizgao vakcinu sebi, svojoj ženi i troje djece.
Od tada se HeLa koristi za kloniranje (preliminarni eksperimenti o transplantaciji ćelijskih jezgara prije kloniranja čuvene ovce Dolly izvedeni su na HeLa), za razvoj metoda umjetne oplodnje i hiljade drugih studija (neke od njih su prikazane u stol).
Četiri faze eksperimenta
Danas se u molekularnoj biologiji i farmakologiji, po pravilu, koriste sljedeće faze:
1. HeLa (ili bilo koja druga laboratorijska ćelijska linija).
2. Netransformisane kratkotrajne ćelijske linije - ćelije kože, krvna zrnca itd. Rad sa njima je mnogo teži, one brzo umiru, međutim, ako je eksperiment razrađen na HeLa, naučnici znaju šta i gde da traže, a ne gubite vrijeme na široku pretragu.
3. Modelni organizmi - miševi, pacovi, majmuni. Ovdje eksperimenti traju mjesecima i koštaju redove veličine više. Međutim ovo obavezna faza prije testiranja potencijalnih lijekova ili proučavanja uzroka ljudskih bolesti kod ljudi.
4. Višestepena klinička ispitivanja na ljudima.
Pored nauke...
Identitet same Henrijete Lacks se dugo nije oglašavao. Za dr. Gaya, naravno, porijeklo HeLa ćelija nije bila tajna, ali je vjerovao da je povjerljivost po ovom pitanju prioritet, a dugi niz godina porodica Lacks nije znala da su Henriettine ćelije postale poznate širom svijeta. Tajna je otkrivena tek nakon smrti dr. Gaya 1970. godine.
Prisjetimo se da su standardi sterilnosti i tehnike rada sa ćelijskim linijama tek nastajali u to vrijeme, a neke greške su se pojavile tek godinama kasnije. Dakle, u slučaju HeLa ćelija – nakon 25 godina, naučnici su otkrili da su mnoge ćelijske kulture korišćene u istraživanju, koje potiču iz drugih vrsta tkiva, uključujući ćelije raka dojke i prostate, bile inficirane agresivnijim i izdržljivijim HeLa ćelijama. Pokazalo se da HeLa može putovati s česticama prašine u zraku ili na nedovoljno opranim rukama i ukorijeniti se u kulturama drugih stanica. To je izazvalo veliki skandal. Nadajući se da će se problem riješiti genotipizacijom (sekvenciranjem - kompletnim očitavanjem genoma - u to vrijeme je to još uvijek bilo planirano kao grandiozno međunarodni projekat), jedna grupa naučnika ušla je u trag Henriettinim rođacima i zatražila uzorke DNK porodice kako bi mapirali njihove gene. Tako je tajna postala jasna.
(Napomena od Wild_Katze: Ne treba se plašiti da se možete zaraziti HeLa ćelijama koje lete u vazduhu ili na nedovoljno opranim rukama, jer ove ćelije nekontrolisano rastu ne bilo gde i ne u bilo kojim uslovima, već na veštačkim hranljivim podlogama pod određenom ćelijskom kulturom uslovima.)
Inače, Amerikance još više brine činjenica da Henriettina porodica nikada nije dobila nadoknadu za korištenje HeLa ćelija bez pristanka donatora. Do danas porodica ne živi u dobrom blagostanju, a finansijska pomoć bi bila od velike pomoći. Ali svi zahtjevi su udarili u prazan zid - ispitanika odavno nema, i Medicinska akademija i druge naučne strukture predvidljivo ne žele da raspravljaju o ovoj temi. 
Posthumni podvizi živih ćelija
Ulje na vatru je 11. marta 2013. dolila nova publikacija u kojoj su predstavljeni rezultati kompletnog sekvenciranja genoma HeLa ćelijske linije. Opet, eksperiment je sproveden bez pristanka Henriettinih potomaka, a nakon neke etičke debate, potpuni pristup genomskim informacijama bio je ograničen na profesionalce. Međutim, kompletna sekvenca genoma HeLa je od velike važnosti za kasniji rad, omogućavajući da se ćelijska linija koristi u budućim genomskim projektima.
(Napomena Wild_Katzea: Sekvenca je rezultat određivanja sekvence nukleinskih kiselina u genomu (DNK).)
Prava besmrtnost?
Maligni tumor koji je ubio Henriettu učinio je njene ćelije potencijalno besmrtnim. Da li je ova žena želela besmrtnost? I da li ga je primila? Ako razmislite o tome, javlja se fantastičan osjećaj - dio žive osobe, umjetno razmnožen, izdrži milione testova, "okuša" sve lijekove prije nego što krenu u testiranje na životinjama, sravnjen je do temelja molekularni bioloziširom svijeta...
Rekorderi ćelija
Besmrtnost HeLa stanica povezana je s posljedicama infekcije humanim papiloma virusom HPV18. Infekcija je izazvala triploidiju mnogih hromozoma (formiranje tri njihove kopije umjesto uobičajenog para) i cijepanje nekih od njih na fragmente. Osim toga, kao rezultat infekcije, povećana je aktivnost brojnih regulatora rasta stanica, kao što su geni telomeraze (regulator "smrtnosti" stanica) i c-Myc (regulator aktivnosti sinteze mnogih proteina). Takve jedinstvene (i nasumične) promjene učinile su HeLa stanice rekorderima po brzini rasta i otpornosti, čak i među drugim ćelijskim linijama raka, kojih danas ima nekoliko stotina. Osim toga, rezultirajuće promjene genoma pokazale su se vrlo stabilnim i ostale nepromijenjene u laboratoriji proteklih godina.
Naravno, sve ovo nema veze sa "životom za životom". Glupo je vjerovati da u ćelijama HeLa, koje neprestano muče nezasitni naučnici, postoji barem dio duše nesretne mlade žene. Štaviše, ove ćelije se samo delimično mogu smatrati ljudskim. U jezgru svake HeLa ćelije nalazi se od 76 do 82 hromozoma zbog transformacije koja je nastala tokom procesa maligniteta (normalne ljudske ćelije sadrže 46 hromozoma), a ova poliploidija periodično izaziva kontroverze o podobnosti HeLa ćelija kao modela ljudska fiziologija. Čak je predloženo da se ove ćelije izoluju u zasebnu, bliskoj osobi vrsta tzv Helacyton gartleri, u čast Stenlija Hartlera, koji je proučavao ove ćelije, ali se o tome danas ozbiljno ne govori.
Međutim, istraživači uvijek imaju na umu ograničenja koja treba imati na umu. Prvo, HeLa, uprkos svim promjenama, i dalje su ljudske ćelije: svi njihovi geni i biološki molekuli odgovaraju ljudskim, a molekularne interakcije su u velikoj mjeri identične biohemijskim putevima zdravih stanica. Drugo, poliploidija ovu liniju čini pogodnijom za genomska istraživanja, jer je količina genetskog materijala u jednoj ćeliji povećana, a rezultati su jasniji i kontrastniji. treće, široku upotrebu stanične linije širom svijeta omogućavaju vam da jednostavno ponovite eksperimente svojih kolega i koristite objavljene podatke kao osnovu za vlastito istraživanje. Nakon što su utvrdili osnovne činjenice o modelu HeLa (a svi se sjećaju da je to barem zgodan, ali samo model organizma), naučnici pokušavaju da ih ponove na adekvatnijim modelnim sistemima. Kao što vidite, HeLa i slične ćelije predstavljaju temelj za svu nauku danas. I, uprkos etičkim i moralnim sporovima, danas bih želio odati počast sjećanju na ovu ženu, jer je njen nehotični doprinos medicini neprocjenjiv: ćelije koje su ostavljene su spašene i nastavljaju spašavati više života nego što to može učiniti bilo koji doktor.
"sa Oprom Vinfri u jednoj od glavnih uloga. Lacks, Afroamerikanka iz porodice od desetero djece, završila je samo šest godina škole, rodila prvo dijete sa četrnaest godina i umrla u potpunom mraku u svojim ranim tridesetim. Ipak, upravo se ta žena pokazala kao idealan donor čije ćelije savremena medicina i biohemija duguju svoj razvoj. Hajde da shvatimo kako se to dogodilo i zašto je priča o Henrietti Lacks postala poznata mnogo godina kasnije.
Frame from HBO film"Nedostaje besmrtni život Henrijete"
"besmrtnici"
ćelije
Ljudske ćelije koje mogu preživjeti duže od nekoliko dana odvojene od majčinog tijela bile su san mnogih istraživača. Takve ćelije bi smanjile troškove testiranja supstanci, čineći proces efikasnijim i humanijim (provjerite biohemijsku reakciju na brzo umiranje
kavezi su besmisleni, a na životinje i skupi i okrutni). Od dvadesetih godina 20. veka, naučnici su izmislili različite hranljive podloge, pokušavajući da uzgajaju ćelije odvojeno od višećelijskih organizama - ali ništa nije uspelo. Dr George Otto Gay, citolog na Univerzitetu Johns Hopkins u Baltimoru, Maryland, kao i mnogi drugi, provodio je dan za danom ispitujući uzorke tkiva pacijenata u potrazi za mutacijom koja bi omogućila ćelijama da budu izdržljivije.
8. avgusta 1951. pacijent Henrietta Lacks primljena je u bolnicu Johns Hopkins (najbolju bolnicu za Afroamerikance u Baltimoru) sa pritužbama na bolove u trbuhu. Lekar Howard Jones joj je postavio dijagnozu maligni tumor cerviksa, a Henrietta je bila propisana terapija zračenjem. Tokom tretmana, dr. Gay je uklonio uzorke Henriettinog zahvaćenog i zdravog tkiva i predao ih na istraživanje. Ćelije prikupljene u laboratoriji označene su prvim slovima imena pacijenta: uzorak Henriettinog tkiva nazvan je HeLa (od engleskog "Henrietta Lacks").
Rak Henriette Lacks se vrlo brzo razvio i 4. oktobra 1951. umrla je u bolnici. Upravo se u to vrijeme u citološkoj laboratoriji dogodilo pravo čudo: ćelije pokojnog Laxa ne samo da su bile žilave, već su se i aktivno umnožavale, udvostručujući se svaki dan. Zadivljen svojim otkrićem, dr. Jones je poslao ćelije svojim kolegama na testiranje, a vijesti o njima brzo su se proširile znanstvenom zajednicom. Dok je Henrietta Lacks sahranjena bez nadgrobnog spomenika na porodičnom groblju u blizini kolibe zaostale iz dana ropstva, HeLa ćelije su prepoznate kao „besmrtne“: za razliku od običnih ćelija, one nisu umrle nakon nekoliko podjela, već su se beskonačno razmnožavale.
Tajnost imena i rasna segregacija
Ubrzo su senzacionalne vijesti o "besmrtnim" ćelijama postale javne, a novinari su željeli znati tko će sudjelovati u budućem razvoju sve naredne medicine i biohemije. Zaposleni na Univerzitetu Johns Hopkins dovedeni su u težak položaj. Ćelije su uklonjene pacijentkinji bez nje
pristanak i znanje - ali u to vrijeme nije postojala praksa pristanka na istraživanje tkiva i nekoliko uzoraka tkiva je dobilo takav javni odjek. S druge strane, 1950-te su još uvijek bile vrijeme stroge segregacije, a Afroamerikancima je bilo zabranjeno da sjede, piju ili jedu u blizini bijelaca. Šta bi takvo društvo moglo reći kao odgovor na prijedlog da se Henrietta Lacks postavi na pijedestal biohemije, može se samo nagađati. Bila je i jasna ilustracija okrutnosti američkog društva prema ljudima poput nje: nakon što je djetinjstvo provela u brvnari u Cloveru sa svojim djedom i rođakom, nije mogla završiti srednju školu zbog svakodnevnih napada bijele djece i davala je rodila svoje prvo dijete samo godinu dana kasnije od njegovog rođaka i cimera.
Prema riječima ljudi koji su je poznavali, Henrietta je bila uzor milosrđa i ljubavi prema bližnjemu: njegovala je bolesne, hranila gladne radnike s kojima je njen muž radio i bila je optimistična. Međutim, ove vrline ne bi bile dovoljne za rasističku, gadljivu javnost. Zbog toga su novinari dobili lažno ime Helen Lane, koje se pojavilo u novinskim naslovima. U atmosferi tajnovitosti, istraživači su kontaktirali Henriettinu djecu i doveli porodicu bez roditelja u nervne slomove propustima i beskrajnim vađenjem krvi: htjeli su da uđu u trag mutacijama u njihovom DNK, ali nikada nisu uspjeli.
Tek 1976. istinitu priču o HeLa ćelijama ispričao je Michael Rogers na stranicama Rolling Stonea i Detroit Free Pressa - 25 godina nakon Henriettine smrti. Godine 1998. Adam Curtis snimio je prvi dokumentarac o priči o Henrietti Lacks. A 2010. godine, medicinska novinarka Rebecca Skloot, uz pomoć Henriettine najmlađe kćeri, Debre, napisala je knjigu „Besmrtni život Henriette Lacks“, koja je pobijedila na brojnim natjecanjima nefikcije i uvrštena je na liste najboljih knjiga godine u više od 60 publikacija. Sedam godina kasnije, knjigu je za HBO snimio John Wolf („Đavo nosi Pradu“).
Knjiga Rebecce Skloot i problem etike u medicini
Rad Rebecce Skloot na priči o Henrietti Lacks započeo je početkom 2000-ih, kada je otkrila da se apsolutno ništa ne zna o donoru ćelija za HeLa liniju, i napisala je svoje prve članke. Za Ameriku je pitanje etike u oblasti medicine posebno osjetljivo: relativno nedavno su pacijenti afričkog porijekla primani u odvojene bolnice, pa čak i o pitanjima
Malo ljudi je razmišljalo o etici u tom pogledu. Bijeli proizvođači su ih posudili muzička djela i stvarali svoje “kraljeve” ne mareći za tantijeme, a u tadašnjoj medicini nikome ne bi palo na pamet da brine o afroameričkom donatoru ili njegovoj porodici. Osim toga, uslovi u specijalnim bolnicama za afroameričku populaciju bili su izuzetno strogi, ako ne i okrutni. Henrieta je morala da ode od kreveta do prozora da pogleda decu koja se igraju na travnjaku ispred bolnice, a koju je doveo njen muž (nije im bilo dozvoljeno da uđu u zgradu bolnice). Svake nedelje joj je to postajalo sve teže, ali i kada više nije mogla da ustane iz kreveta, deca nisu smela da se oproste od majke.
Bila je to osjetljiva analiza problema medicinske etike u kontekstu društvenog statusa (u kombinaciji, naravno, sa snažnim naučnim i obrazovnim potencijalom) koja je donijela slavu Rebecci Skloot, kao i određeno uvjeravanje potomcima Henriette Lacks ( pa čak i djelimična prava na donošenje odluka o objavljivanju HeLa DNK). Pored nauke i etike, Sklootova knjiga sadrži i tešku istoriju porodice Lacks, sa svim detaljima života u rasističkoj Americi dvadesetog veka, i pored toga, dirljiv spoj naučnih činjenica sa religioznim idejama Henriettine dece. o nevidljivom prisustvu njenog duha i doslovnoj besmrtnosti.
HBO film i priznanje afroameričkim doprinosima nauci
Izdanje istoimenog filma na HBO-u je malo vjerovatno veliki značaj popularizirati nauku, o čemu se u filmu vrlo malo govori. Fokus je na kolektivnom pamćenju i problemu integracije društvenih manjina u istoriju ljudskih dostignuća.
Kao iu većini filmova o Afroamerikancima, postoji "bijeli vođa" - sama Rebecca Skloot - bez
da Afroamerikanci "nalik djeci" neće moći da se nose s tako teškim stvarima kao što su naučne činjenice iz popularnih članaka, pravne suptilnosti i interakcije s doktorima. Istina je da je teško uspjeti kao nasljednici potlačene klase - posebno u nauci i drugim složenim stvarima - ali navika da se u filmovima o "crnim problemima" još jednom naglašava "bijeli spasilac" trebala bi postati stvar prošlost.
Međutim, ono što je mnogo važnije je da je američko društvo konačno prepoznalo ulogu Henriette Lacks u nauci i medicini. Godine 1996. Medicinska škola Morehouse, nekadašnji koledž za oslobođene robove, među kojima je bio i aktivista za prava Afroamerikanaca Martina Lutera Kinga, bio je domaćin konferencije u njenu čast. zdravlje žena i vrijedni doprinosi Afroamerikanaca medicinska istraživanja I kliničku praksu. Univerzitet Johns Hopkins, obogaćen samo Henriettom
proizvodnja ćelija stavljena je na fabričke šine. Tok tumorskih bolesti, dinamika HIV-a i uticaj na ljudsko tijelo otrovne supstance i zračenje. Ljepilo, kozmetika i druge vrste proizvoda svoju sigurnost za ljude duguju ćelijama Henriette Lacks, osim toga, genetsko mapiranje se razvilo uglavnom zahvaljujući istraživanju posebno na HeLa stanicama.
Postoji ideja (koju ne podržavaju ozbiljni biolozi) da je HeLa prvi živi organizam uzgojen umjetno, iu tom smislu otvara novu biološku povijest Zemlje. Postoji nekoliko razloga za to: prvo, HeLa ima unikatni set hromozomi - u različitim "porodičnim linijama" ima od 49 do 78 (za razliku od ljudskih 46). Drugo, HeLa živi u svojoj (doduše laboratorijskoj) ekološkoj niši, kao i svaka druga vrsta. Treće, HeLa se umnožava u uslovima u kojima se normalne ljudske ćelije ne mogu razmnožavati.
Osim toga, HeLa se ponaša izuzetno agresivno u laboratorijskim uvjetima i, ako se s njim nepravilno rukuje, kontaminira druge uzorke u laboratoriju krećući se česticama prašine ili na loše opranim rukama. Ovo svojstvo Laxovih ćelija se čak koristi kao osnova za odvojenu teoriju zavjere o učešću HeLa u paljenju hladni rat između SSSR-a i SAD-a: naučni autor Michael Gold tvrdi da se Nixonova saradnja s Hruščovom u borbi protiv raka pogoršala zbog kontaminacije uzoraka HeLa ćelija. Istovremeno, pisac tvrdi da je zaraza posljedica previda istraživača, a priče o superagresivnosti HeLa kao nove vrste samo su spekulacije koje prikrivaju običan nemar.
Jednom smo razgovarali o nečemu s vama, ali pogledajte šta zanimljive informacije Upravo sam pronašao ovo za tebe.
Biomedicinska istraživanja i razvoj novih tretmana često koriste kulture ljudskih ćelija uzgojene u laboratoriji. Među brojnim ćelijskim linijama, jedna od najpoznatijih je HeLa. Ove ćelije, koje oponašaju ljudsko tijelo in vitro („in vitro“), su „vječne“ - mogu se dijeliti beskonačno, a rezultati studija koje ih koriste pouzdano se reproduciraju u različitim laboratorijama. Na svojoj površini nose prilično univerzalni skup receptora, što im omogućava da se koriste za proučavanje djelovanja različitih supstanci, od jednostavnih neorganskih supstanci do proteina i nukleinskih kiselina; Nepretenciozne su u uzgoju i dobro podnose zamrzavanje i očuvanje.
Ove ćelije su potpuno neočekivano našle svoj put u veliku nauku. Uzete su od žene po imenu Henrietta LAcks, koja je umrla ubrzo nakon toga. Ali kultivisanje ćelija tumora koji ju je ubio pokazalo se kao nezamenljiv alat za naučnike.
Hajde da saznamo više o ovome...
Henrietta Lacks
Henrietta Lacks bila je prelijepa crna Amerikanka. Živjela je u gradiću Turner u Južnoj Virdžiniji sa suprugom i petoro djece. 1. februara 1951. Henrietta je otišla u bolnicu Johns Hopkins jer je bila zabrinuta zbog čudnog iscjetka koji je povremeno otkrivala na svom donjem rublju. Medicinska dijagnoza je bila strašna i nemilosrdna - rak grlića materice. Osam mjeseci kasnije, uprkos operaciji i radioterapiji, umrla je. Imala je 31 godinu.
Dok je Henrietta bila u bolnici Hopkins, ljekar koji je prisustvovao poslao je ćelije tumora dobijene biopsijom na analizu Georgeu Gayu, šefu laboratorije za istraživanje ćelija tkiva u bolnici Hopkins. U to vrijeme kultiviranje ćelija izvan tijela bilo je tek u povojima, a glavni problem je bila neizbježna smrt stanica – nakon određenog broja dioba, cijela ćelijska linija je umrla.
Ispostavilo se da su se ćelije, označene kao "HeLa" (akronim za ime i prezime Henriette Lacks), umnožavale mnogo brže od ćelija iz normalnog tkiva. Osim toga, maligna transformacija učinila je ove ćelije besmrtnima - njihov program supresije rasta je isključen nakon određenog broja dioba. In vitro, ovo se nikada ranije nije dogodilo ni sa jednom drugom ćelijom. To je otvorilo neviđene izglede u biologiji.
Zaista, nikada do sada istraživači nisu mogli smatrati rezultate dobivene na ćelijskim kulturama potpuno pouzdanim: svi eksperimenti su izvedeni na heterogenim ćelijskim linijama, koje su na kraju umrle - ponekad čak i prije nego što su se mogli dobiti bilo kakvi rezultati. A onda su naučnici postali vlasnici prve stabilne, pa čak i vječne (!) ćelijske linije koja adekvatno oponaša svojstva tijela. A kada je otkriveno da HeLa ćelije mogu preživjeti i slanje poštom, Gej ih je poslao svojim kolegama širom zemlje. Vrlo brzo, potražnja za HeLa ćelijama je porasla, i one su replicirane u laboratorijama širom svijeta. Oni su postali prva "šablonska" ćelijska linija.
Dogodilo se da je Henrietta umrla istog dana kada je George Gay govorio pred televizijskim kamerama, držeći epruvetu sa svojim ćelijama u rukama. Rekao je da je počela era novih perspektiva u otkrivanju lijekova i biomedicinskim istraživanjima.
Zašto su njene ćelije toliko važne?
I bio je u pravu. Ćelijska linija, identična u svim laboratorijama širom svijeta, omogućila je brzo dobijanje i samostalnu potvrdu sve više novih podataka. Možemo sa sigurnošću reći da je džinovski skok molekularne biologije krajem prošlog stoljeća bio posljedica sposobnosti kultivacije ćelija in vitro. Ćelije Henriette Lacks bile su prve besmrtne ljudske ćelije koje su ikada uzgajane u vještačkom mediju za kulturu. HeLa je naučio istraživače kako da uzgajaju stotine drugih ćelijskih linija raka. I iako se posljednjih godina prioritet u ovoj oblasti pomjerio ka kulturama normalnih ćelija tkiva i induciranim pluripotentnim matičnim stanicama (japanski naučnik Shinya Yamanaka dobio je 2012. Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu za otkriće metode za vraćanje odraslih stanica u embrionalno stanje ), ipak ćelije raka ostaju prihvaćeni standard u biomedicinskim istraživanjima. Glavna prednost HeLa je njegov nezaustavljiv rast na jednostavnim hranljivim podlogama, što omogućava sprovođenje velikih istraživanja uz minimalne troškove.
Od smrti Henriette Lacks, njene tumorske ćelije su se kontinuirano koristile za proučavanje molekularnih obrazaca širokog spektra bolesti, uključujući rak i AIDS, za proučavanje efekata zračenja i toksičnih supstanci, za crtanje genetskih mapa i ogroman broj drugih naučni zadaci. U svijetu biomedicine, HeLa ćelije su postale poznate kao laboratorijski pacovi i petrijeve zdjelice. U decembru 1960. ćelije HeLa su prve poletele u svemir na sovjetskom satelitu. Čak i danas, opseg eksperimenata koje su sovjetski genetičari izveli u svemiru je nevjerovatan. Rezultati su pokazali da se HeLa dobro ponaša ne samo u zemaljskim uslovima, već iu nultom gravitacijom.
Bez HeLa ćelija, razvoj vakcine protiv dečije paralize koju je stvorio Jonas Salk bio bi nemoguć. Inače, Salk je bio toliko siguran u sigurnost vakcine koju je primio (oslabljeni virus dječje paralize) da je, kako bi dokazao pouzdanost svog lijeka, ubrizgao vakcinu sebi, svojoj ženi i troje djece.
Od tada se HeLa koristi za kloniranje (preliminarni eksperimenti o transplantaciji ćelijskih jezgara prije kloniranja čuvene ovce Dolly izvedeni su na HeLa), za razvoj metoda umjetne oplodnje i hiljade drugih studija (neke od njih su prikazane u stol).
Pored nauke...
Identitet same Henrijete Lacks se dugo nije oglašavao. Za dr. Gaya, naravno, porijeklo HeLa ćelija nije bila tajna, ali je vjerovao da je povjerljivost po ovom pitanju prioritet, a dugi niz godina porodica Lacks nije znala da su Henriettine ćelije postale poznate širom svijeta. Tajna je otkrivena tek nakon smrti dr. Gaya 1970. godine.
Prisjetimo se da su standardi sterilnosti i tehnike rada sa ćelijskim linijama tek nastajali u to vrijeme, a neke greške su se pojavile tek godinama kasnije. Dakle, u slučaju HeLa ćelija – nakon 25 godina, naučnici su otkrili da su mnoge ćelijske kulture korišćene u istraživanju, koje potiču iz drugih vrsta tkiva, uključujući ćelije raka dojke i prostate, bile inficirane agresivnijim i izdržljivijim HeLa ćelijama. Pokazalo se da HeLa može putovati s česticama prašine u zraku ili na nedovoljno opranim rukama i ukorijeniti se u kulturama drugih stanica. To je izazvalo veliki skandal. U nadi da će problem riješiti genotipizacijom (sekvenciranje - kompletno očitavanje genoma - u to vrijeme još uvijek se planiralo kao grandiozni međunarodni projekat), jedna grupa naučnika je ušla u trag Henriettinim rođacima i zatražila uzorke DNK porodice kako bi mapirati gene. Tako je tajna postala jasna.
Inače, Amerikance još više brine činjenica da Henriettina porodica nikada nije dobila nadoknadu za korištenje HeLa ćelija bez pristanka donatora. Do danas porodica ne živi u dobrom blagostanju, a finansijska pomoć bi bila od velike pomoći. Ali svi zahtjevi udarili su u prazan zid - ispitanika odavno nema, a Medicinska akademija i druge naučne strukture predvidljivo ne žele da razgovaraju o ovoj temi.
Ulje na vatru je 11. marta 2013. dolila nova publikacija u kojoj su predstavljeni rezultati kompletnog sekvenciranja genoma HeLa ćelijske linije. Opet, eksperiment je sproveden bez pristanka Henriettinih potomaka, a nakon neke etičke debate, potpuni pristup genomskim informacijama bio je ograničen na profesionalce. Međutim, kompletna sekvenca genoma HeLa je od velike važnosti za kasniji rad, omogućavajući da se ćelijska linija koristi u budućim genomskim projektima.
Prava besmrtnost?
Maligni tumor koji je ubio Henriettu učinio je njene ćelije potencijalno besmrtnim. Da li je ova žena želela besmrtnost? I da li ga je primila? Ako razmislite o tome, dobijete fantastičan osjećaj - dio žive osobe, umjetno razmnožen, izdrži milione testova, "okuša" sve lijekove prije nego što krenu na testiranje na životinjama, molekularni biolozi ga skidaju do samih osnova. po cijelom svijetu...
Naravno, sve ovo nema veze sa "životom za životom". Glupo je vjerovati da u ćelijama HeLa, koje neprestano muče nezasitni naučnici, postoji barem dio duše nesretne mlade žene. Štaviše, ove ćelije se samo delimično mogu smatrati ljudskim. U jezgru svake HeLa ćelije nalazi se od 76 do 82 hromozoma zbog transformacije koja je nastala tokom procesa maligniteta (normalne ljudske ćelije sadrže 46 hromozoma), a ova poliploidija periodično izaziva kontroverze o podobnosti HeLa ćelija kao modela ljudska fiziologija. Čak je predloženo da se ove ćelije izoluju u posebnu vrstu blisku ljudima, nazvanu Helacyton gartleri, u čast Stenlija Gartlera, koji je proučavao ove ćelije, ali se o tome danas ozbiljno ne raspravlja.
Međutim, istraživači uvijek imaju na umu ograničenja koja treba imati na umu. Prvo, HeLa, uprkos svim promjenama, i dalje su ljudske stanice: svi njihovi geni i biološki molekuli odgovaraju ljudskim, a molekularne interakcije su u velikoj mjeri identične biohemijskim putevima zdravih stanica. Drugo, poliploidija ovu liniju čini pogodnijom za genomska istraživanja, jer je količina genetskog materijala u jednoj ćeliji povećana, a rezultati su jasniji i kontrastniji. Treće, široka distribucija ćelijskih linija širom svijeta omogućava jednostavno ponavljanje eksperimenata kolega i korištenje objavljenih podataka kao osnove za vlastita istraživanja. Nakon što su utvrdili osnovne činjenice o modelu HeLa (a svi se sjećaju da je to barem zgodan, ali samo model organizma), naučnici pokušavaju da ih ponove na adekvatnijim modelnim sistemima. Kao što vidite, HeLa i slične ćelije predstavljaju temelj za svu nauku danas. I, uprkos etičkim i moralnim sporovima, danas bih želio odati počast sjećanju na ovu ženu, jer je njen nehotični doprinos medicini neprocjenjiv: ćelije koje su ostavljene su spašene i nastavljaju spašavati više života nego što to može učiniti bilo koji doktor.
Rekorderi ćelija
Besmrtnost HeLa stanica povezana je s posljedicama infekcije humanim papiloma virusom HPV18. Infekcija je izazvala triploidiju mnogih kromosoma (formiranje tri kopije umjesto uobičajenog para) i cijepanje nekih od njih na fragmente. Osim toga, kao rezultat infekcije, povećana je aktivnost brojnih regulatora rasta stanica, kao što su geni telomeraze (regulator "smrtnosti" stanica) i c-Myc (regulator aktivnosti sinteze mnogih proteina). Takve jedinstvene (i nasumične) promjene učinile su HeLa stanice rekorderima po brzini rasta i otpornosti, čak i među drugim ćelijskim linijama raka, kojih danas ima nekoliko stotina. Osim toga, rezultirajuće promjene genoma pokazale su se vrlo stabilnim i ostale nepromijenjene u laboratoriji proteklih godina.
Evo poglavlja iz knjige "Nedostaje besmrtni život Henriette" od Rebecce Skloot
Ubrzo nakon Henriettine smrti, počela je da se stvara HeLa fabrika - veliko preduzeće koje bi omogućilo uzgoj triliona HeLa ćelija svake nedelje. Fabrika je izgrađena iz jednog i samo jednog razloga - da se zaustavi dečija paraliza.
Do kraja 1951. godine svijet je zahvatila najveća epidemija dječje paralize u istoriji. Škole su zatvorene, roditelji u panici. Hitno je bila potrebna vakcina. U februaru 1952. Jonas Salk sa Univerziteta u Pitsburgu objavio je da je razvio prvu vakcinu protiv poliomijelitisa na svijetu, ali da je nije mogao ponuditi djeci sve dok nije temeljito testirao njenu sigurnost i efikasnost. To je zahtijevalo kultivirane ćelije u tako ogromnim industrijskim količinama da nikada prije nisu bile proizvedene.
Nacionalna fondacija za infantilnu paralizu (NFIP), dobrotvorna organizacija koju je stvorio predsjednik Franklin Delano Roosevelt, koji je i sam bio paraliziran dječjom paralizom, pripremala je najveće ispitivanje poliomijelitisa na terenu u istoriji medicine. Plan je bio da Salk vakciniše dva miliona dece, a da NFIP uzme njihovu krv da vidi da li su imuna. Međutim, morat će biti obavljeni milioni testova neutralizacije, gdje se krvni serum vakcinisane djece miješa sa živim virusima dječje paralize i kultiviranim stanicama. Ako vakcina djeluje, krvni serum vakcinisane djece trebao bi blokirati virus dječje paralize i zaštititi stanice. U suprotnom, virus će zaraziti ćelije i uzrokovati štetu koju naučnici mogu vidjeti pod mikroskopom.
Poteškoća je bila u tome što su u testovima neutralizacije korištene ćelije majmuna, koji su uginuli tokom ove reakcije. To je bio problem - ne zato što su brinuli o životinjama (o tome se tada nije razgovaralo, za razliku od našeg vremena), već zato što su majmuni bili skupi. Milioni reakcija neutralizacije na ćelijama majmuna koštali bi milione dolara, pa je NFIP započeo mahnitu potragu za ćelijskom kulturom koja bi bila sposobna za masovnu reprodukciju i koja bi koštala manje od ćelija majmuna.
NFIP se obratio Guyu i nekim drugim stručnjacima za ćelijsku kulturu za pomoć, i Guy je shvatio da je to zaista prava nagrada. Kao rezultat filantropije, NFIP je u prosjeku primao 50 miliona dolara donacija godišnje, a većina Njegov direktor želio je donirati ovaj iznos kultivatorima ćelija kako bi pronašli način masovne proizvodnje ćelija, o čemu su svi sanjali dugi niz godina.
Ponuda nije mogla doći u boljem trenutku: srećom, nedugo nakon što je dobio poziv od NFIP-a koji je tražio pomoć, Guy je shvatio da Henriettine ćelije rastu drugačije od svih ljudskih ćelija koje je do sada sreo.
Većina ćelija u kulturi raste u jednom sloju kao nakupina na površini stakla, što znači da prostor brzo ponestaje. Povećanje broja ćelija zahteva mnogo rada: naučnici treba da iznova i iznova izvlače ćelije iz epruvete i raspoređuju ih u nekoliko novih kontejnera kako bi ćelijama dali novi prostor za rast. Kako se ispostavilo, HeLa ćelije su bile vrlo nepretenciozne: nije im bila potrebna staklena površina da bi rasle, mogle su rasti plutajući u mediju za kulturu koji je neprestano miješao "čarobni uređaj" - važna tehnologija koju je razvio Guy, a danas je naziva se rastom suspenzije. To je značilo da HeLa ćelije nisu ograničene prostorom kao sve ostale; mogli su se dijeliti sve dok je medij kulture ostao. Što je veća posuda sa podlogom za kulturu, to je više ćelija raslo. Ovo otkriće je značilo da ako su HeLa ćelije osjetljive na polio virus (za neke ćelije nisu), riješilo bi problem masovne proizvodnje stanica i izbjeglo testiranje vakcine na milionima ćelija majmuna.
Tako su u aprilu 1952. Guy i njegov kolega iz savjetodavnog odbora NFIP-a, William Scherer—mladi postdoktorski saradnik na Univerzitetu u Minesoti—pokušali da inficiraju Henriettine ćelije virusom dječje paralize. U roku od nekoliko dana, otkrili su da je HeLa zapravo osjetljivija na virus od bilo koje druge ćelije uzgojene do sada. I shvatili su da su pronašli upravo ono što je NFIP-u potrebno.
Oni su to takođe shvatili pre nego što su počeli masovna proizvodnja bilo koje ćelije, moramo pronaći novi način da ih transportujemo. Prevoz tereta koji je Guy koristio bio je odličan za slanje nekoliko bočica kolegama, ali je bio preskup za velike količine. Milijarde ćelija koje se uzgajaju neće učiniti ništa dobro ako se te ćelije ne mogu dostaviti na pravo mesto. I naučnici su počeli da eksperimentišu.
Na Dan sećanja 1952., Guy je uzeo nekoliko epruveta HeLa koje su sadržavale dovoljno medija za kulturu da održe ćelije u životu nekoliko dana i stavio ih u limenu posudu obloženu plutom i napunjenu ledom kako bi se spriječilo pregrijavanje. Pošto je sve to isporučio detaljna uputstva briga, poslao je Mary u poštu da pošalje paket s epruvetama u Scherer u Minnesoti. Povodom praznika, sve pošte u Baltimoru su zatvorene osim centralne kancelarije u centru grada. Da bi stigla tamo, Meri je morala da promeni nekoliko tramvaja, ali je na kraju stigla. Kao i ćelije: četiri dana kasnije paket je stigao u Minneapolis. Scherer je stavio ćelije u inkubator i počeo da ih uzgaja. Po prvi put su žive ćelije uspješno preživjele slanje poštom.
U narednim mjesecima, kako bi osigurali da ćelije mogu preživjeti duga putovanja u bilo kojoj klimi, Guy i Scherer su slali bočice HeLa avionom, vozom i kamionširom zemlje - od Minneapolisa do Norwicha (New York) i nazad. Ćelije su umrle u samo jednoj epruveti.
Kada je NFIP saznao da je HeLa osjetljiv na virus dječje paralize i da se može uzgajati u velikim količinama po niskoj cijeni, odmah je sklopio sporazum s Williamom Schererom da nadgleda razvoj HeLa centra za diseminaciju na Univerzitetu Tuskegee, jednog od najprestižnijih univerziteti u zemlji za crne. NFIP je odabrao Univerzitet Tuskegee za ovaj projekat zbog Charlesa Bynuma, direktora fondacije Negro Activities. Bynum je nastavnik prirodnih nauka i aktivista Ljudska prava, prvi crni direktor fondacije u zemlji, želio je da locira centar u Tuskegeeju zbog stotina hiljada dolara finansiranja, mnogih poslova i prilika za obuku mladih crnih naučnika.
U roku od nekoliko mjeseci, tim od šest crnih naučnika i laboratorijskih tehničara izgradio je fabriku u Tuskegeeju koja nikada prije nije viđena: industrijski čelični autoklavi za sterilizaciju parom poređani su po zidovima, ogromne kace s mehanički miješanim medijima za kulturu stajale su u redovima, inkubatori puni staklenih boca za kulturu ćelija i automatski. Dozatori ćelija su visoki, sa dugim, tankim metalnim ručkama koje ubrizgavaju HeLa ćelije u jednu epruvetu za drugom. Svake sedmice, Tuskegee tim je pripremao hiljade litara podloge za kulturu prema Guyjevom receptu, miješajući soli, minerale i krvni serum uzet od brojnih studenata, vojnika i farmera pamuka koji su se javljali na oglase u lokalnim novinama da daju krv za novac.
Nekoliko laboratorijskih tehničara služilo je kao montažna linija za kontrolu kvaliteta i pregledavalo stotine hiljada HeLa ćelijskih kultura svake sedmice pod mikroskopom kako bi osiguralo njihovu održivost i zdravlje. Drugi su slali ćelije istraživačima širom zemlje na 23 mjesta za testiranje vakcine protiv poliomijelitisa prema rasporedu.
Na kraju je Tuskegee tim porastao na 35 naučnika i laboratorijskih tehničara, proizvodeći 20.000 HeLa epruveta svake sedmice – oko 6 triliona ćelija. Ovo je bila prva tvornica ćelija, a počela je s jednom HeLa cijevi, koju je Guy poslao Schereru u prvom testnom paketu ubrzo nakon Henriettine smrti.
Koristeći ove ćelije, naučnici su uspeli da dokažu efikasnost Salkove vakcine. Uskoro u New York Times Pojavile su se fotografije crnih žena koje se saginju nad mikroskopom, ispituju ćelije i drže epruvete HeLa u svojim crnim rukama. Naslov je glasio:
TUSKEGEE Ogranak POMAŽE U BORBI S POLIOMIJELITISOM
Tim crnih naučnika igra ključnu ulogu
u razvoju vakcine dr. Salka
HELA ĆELIJE RASTE
Crni naučnici i laboratorijski tehničari, mnogi od njih žene, koristili su ćelije crnkinje da spasu živote miliona Amerikanaca - od kojih su većina bili bijelci. I to se dogodilo baš na tom univerzitetu iu isto vrijeme kada je država zvaničnici sproveo zloglasno istraživanje o sifilisu.
U početku je Tuskegee centar isporučivao HeLa ćelije samo laboratorijama koje su testirale poliomijelitis vakcine. Međutim, kada je postalo jasno da ima dovoljno HeLa ćelija za sve, one su poslate svim naučnicima koji su bili voljni da ih kupe za deset dolara plus trošak isporuke avionom. Ako su naučnici hteli da saznaju kako će se ćelije ponašati u određenom okruženju, kako će reagovati na određenu hemikaliju ili kako grade određeni protein, okrenuli su se HeLa ćelijama. Iako su bile kancerogene, imale su sve osnovne karakteristike normalnih ćelija: gradile su proteine i međusobno komunicirale kao normalne ćelije, delile i proizvodile energiju, transportovale genetski materijal i regulisale ovaj proces, bile su osetljive na infekcije, što ih je činilo optimalnim. alat za sintezu i proučavanje svega mogućeg, uključujući bakterije, hormone, proteine i posebno viruse.
Virusi se razmnožavaju ubrizgavanjem živa ćelijačestice njihovog genetskog materijala. Ćelija radikalno mijenja svoj program i počinje razmnožavati virus umjesto sebe. Kada je u pitanju rast virusa, - kao iu mnogim drugim slučajevima - HeLa-ina maligna priroda ih je samo učinila korisnijima. HeLa ćelije su rasle mnogo brže od normalnih ćelija i stoga su brže davale rezultate. HeLa ćelije su bile radni konj - izdržljive, jeftine i sveprisutne.
Tajming je bio savršen. Početkom 1950-ih, naučnici su tek počeli da shvataju prirodu virusa, a kada su se Henriettine ćelije pojavile u laboratorijama širom zemlje, istraživači su ih počeli zaraziti svim vrstama virusa - herpes, ospice, zauške, vodene kozice, konjski encefalitis - da bi proučavali kako je virus ušao u ćelije, umnožavao se u njima i širio.
Henriettine ćelije su pomogle u postavljanju temelja virologije, ali to je bio samo početak. U prvim godinama nakon Henriettine smrti, nakon što su dobili prve epruvete sa njenim ćelijama, istraživači širom svijeta uspjeli su napraviti nekoliko važnih naučnim otkrićima. Prvo, tim je koristio HeLa za razvoj metoda za zamrzavanje ćelija bez njihovog oštećenja ili promjene. Ove metode su omogućile slanje ćelija širom svijeta na zreo i standardiziran način koji se koristio za transport smrznute hrane i smrznute sperme za uzgoj stoke. To je također značilo da su naučnici mogli sačuvati ćelije između eksperimenata bez brige o njihovoj ishrani i sterilnosti. Međutim, ono što je najviše obradovalo naučnike bila je činjenica da je zamrzavanje omogućilo da se ćelije "fiksiraju" u njihovim najrazličitijim stanjima.
Zamrzavanje ćelije bilo je poput pritiska na dugme za pauzu: podela, metabolizam i svi drugi procesi su zaustavljeni i nastavljeni nakon odmrzavanja, kao da ste jednostavno pritisnuli dugme za pokretanje. Sada su naučnici mogli da pauziraju razvoj ćelija na bilo kojoj frekvenciji tokom eksperimenta kako bi uporedili reakciju određenih ćelija na medicinski proizvod za jednu, dve ili šest nedelja. Mogli su da posmatraju stanje istih ćelija u njima različiti periodi razvoj: naučnici su se nadali da vide u kom trenutku normalna ćelija koja raste u kulturi postaje maligna - fenomen tzv. spontana transformacija.
Zamrzavanje je bilo prvo na listi neverovatnih poboljšanja koja je HeLa donela kulturi tkiva. Još jedan napredak se može smatrati standardizacijom procesa ćelijske kulture – područje u kojem je do tada vladala potpuna konfuzija. Guy i njegove kolege su se žalili da su potrošili previše vremena na pripremu podloge za kulturu i održavanje ćelija u životu. Međutim, njihova najveća zabrinutost bila je da je, budući da su svi koristili različite sastojke u mediju kulture, različite recepte, različite ćelije i različite tehnike, a malo ko je znao za metode njihovih kolega, bilo teško ili gotovo nemoguće ponoviti eksperiment koji je neko drugi imao. urađeno. A ponavljanje je neophodan dio nauke: otkriće se ne smatra valjanim osim ako ga drugi ne ponove i dobiju iste rezultate. Guy i drugi naučnici strahovali su da će bez standardizacije metoda i materijala polje kulture tkiva stagnirati.
Naučnici su dugo vremena vjerovali da ljudske ćelije sadrže četrdeset osam hromozoma - niti DNK unutar ćelija koje sadrže sve naše genetske informacije. Međutim, hromozomi su se zalijepili i nisu se mogli precizno izbrojati. Godine 1953., teksaški genetičar je greškom pomiješao pogrešnu tekućinu sa HeLa i nekim drugim ćelijama. Ispostavilo se da je ova nesreća bila srećna. Hromozomi u ćelijama su nabubrili i odvojili se jedan od drugog, a naučnici su po prvi put uspeli da detaljno pogledaju svaki od njih. Ovo slučajno otkriće bilo je prvo u nizu otkrića koja su omogućila dvojici istraživača iz Španije i Švedske da otkriju da normalna ljudska ćelija sadrži četrdeset šest hromozoma.
Sada, znajući koliko hromozoma mora ako imaju osobu, naučnici bi mogli reći da ih neko ima više ili manje, te koristiti ove informacije za dijagnozu genetske bolesti. Ubrzo su istraživači širom svijeta počeli identificirati hromozomske abnormalnosti. Tako je ustanovljeno da pacijenti sa Downovim sindromom imaju dodatni hromozom u dvadeset prvom paru, oni koji boluju od Klinefelterovog sindroma imaju dodatni pol x hromozom, a kod pacijenata sa Shereshevsky-Turnerovim sindromom ovaj hromozom je odsutan ili defektan.
Sa svim ovim novim razvojem, potražnja za HeLa ćelijama je porasla, a Tuskegee centar više nije bio u stanju da je zadovolji. Vlasnik Microbiological Associatesa - vojnik po imenu Samuel Reeder - nije razumio nauku, ali njegov poslovni partner Monroe Vincent je i sam bio istraživač i shvatio je koliko je veliko potencijalno tržište za ćelije. Mnogim naučnicima su bile potrebne ćelije, a malo njih je imalo vremena ili mogućnosti da ih sami uzgajaju u dovoljnim količinama. Istraživači su željeli jednostavno kupiti ćelije, pa su Reeder i Vincent odlučili koristiti HeLa kao "odskočnu dasku" za pokretanje prvog industrijskog komercijalnog centra za opskrbu ćelijama.
Sve je počelo sa tvornicom ćelija - kako ju je nazvao Reeder. U Bethesdi u Marylandu, usred prostranog skladišta koje je nekada bilo tvornica čipsa Fritos, napravio je staklenu prostoriju i instalirao pokretnu pokretnu traku sa stotinama ugrađenih nosača za epruvete. Izvan staklene sobe, sve je bilo organizovano skoro kao u Tuskegeeju - ogromne bačve sa podlogom za kulturu, samo još veće. Kada bi kavezi bili spremni za otpremu, zazvonilo bi glasno zvono i svi radnici u fabrici, uključujući i službenike pošte, prestali bi sa radom, temeljito se istuširali u prostoriji za sterilizaciju, obukli ogrtač i kapu i stali u red kod pokretna traka. Neki su punili epruvete, drugi su ih zatvarali gumenim čepovima, zatvarali ili stavljali u prenosivi inkubator, gde su čuvani do pakovanja za otpremu.
Najveći klijenti Microbiological Associatesa bili su laboratorije poput Nacionalnog instituta za zdravlje, koji su neprestano naručivali milione HeLa ćelija prema utvrđenom rasporedu. Međutim, naučnici bilo gdje u svijetu mogli su naručiti, platiti manje od pedeset dolara, a mikrobiološki saradnici bi im odmah poslali bočice HeLa ćelija. Reader je sklopio ugovor sa nekoliko velikih avio-kompanija i stoga, bez obzira odakle je stigla narudžba, kurir je ćelije poslao na sljedeći let, pokupljene su na aerodromu i dostavljene u laboratorije taksijem. Tako je, korak po korak, rođena industrija za prodaju ljudskih biomaterijala vrijedna više milijardi dolara.
Henriettine ćelije nisu mogle vratiti mladost ženskim vratovima, ali kozmetičkim i farmaceutske kompanije Europa i Sjedinjene Države počele su ih koristiti umjesto laboratorijskih životinja za testiranje novih proizvoda i lijekova koji su uzrokovali uništavanje ili oštećenje stanica. Naučnici su HeLa ćelije prepolovili i dokazali da su ćelije sposobne da žive nakon što je jezgro uklonjeno, koristili su ih da razviju metode ubrizgavanja supstanci u ćeliju bez njenog ubijanja. HeLa se koristi za razumijevanje efekata steroida, lijekova za kemoterapiju, hormona, vitamina i stresa iz okoline; bile su zaražene tuberkulozom, salmonelom i bakterijama koje uzrokuju vaginitis.
Godine 1953., na zahtjev američke vlade, Guy je sa sobom ponio Henriettine ćelije Daleki istok proučavati hemoragijsku groznicu koja je ubijala američke vojnike. Ubrizgao je HeLa pacovima i vidio da li imaju rak. Uglavnom je, međutim, pokušavao da pređe sa HeLa na rast normalnih i ćelija raka kod istog pacijenta kako bi ih uporedio. Nije mogao izbjeći ono što se činilo kao beskrajna pitanja drugih naučnika o HeLa i ćelijskoj kulturi. Svake sedmice, naučnici su u više navrata posjećivali njegovu laboratoriju sa zahtjevima da ih nauče tehnici, a on je često morao putovati po svijetu pomažući u postavljanju rada na reprodukciji ćelija.
Mnoge Guyeve kolege su insistirale da objavi svoje istraživanje i dobije priznanje koje zaslužuje, ali je on uvijek koristio izgovor da je zauzet. Radio je kod kuće cijelu noć. Kasnio je sa rokovima za pripremu dokumenata za grantove, često je trebalo mjesecima da odgovori na pisma, a jednom je proveo tri mjeseca plaćajući platu preminulom zaposleniku prije nego što je to itko primijetio. Meri i Margaret su godinu dana prigovarale da nateraju Džordža da objavi bilo šta o uzgoju HeLa; na kraju je napisao kratak paragraf za konferenciju. Nakon toga, sama Margaret je pisala o njegovom radu umjesto njega i tražila objavljivanje.
Do sredine 1950-ih, mnogi naučnici su radili sa ćelijskim kulturama, a Guy je bio umoran. Prijateljima i kolegama je napisao: „Neko bi trebao smisliti način da nazove ovo što se sada dešava, da kaže: „Svet je poludeo sa ovim rastom tkiva i njegovim mogućnostima.” Nadam se da barem nešto od ovog brbljanja o kulturi tkiva ima neku osnovu u stvarnosti i da će ljudi imati koristi od toga... a ono što zaista želim je da se hype malo smiri..."
Guya je iznervirala pompa oko HeLa. Na kraju krajeva, postojale su i druge ćelije, uključujući i one koje je sam uzgajao: A.Fi. i D-1 Re, nazvan po pacijentima od kojih je uzet originalni uzorak. Guy ih je cijelo vrijeme nudio naučnicima, ali te ćelije su bile teže uzgajane i stoga nikada nisu bile popularne kao Henriettine ćelije. Guy više nije distribuirao HeLa jer su kompanije preuzele zadatak, ali mu se nije svidjelo što je uzgoj HeLa potpuno van njegove kontrole.
Otkako je otvoren proizvodni pogon u Tuskegeeju, Guy je slao pisma naučnicima pokušavajući da ograniče upotrebu HeLa ćelija. Jednom se požalio u pismu svom starom prijatelju Charlesu Pomeratu da svi oko njega, uključujući članove Pomeratove laboratorije, koriste HeLa za istraživanje koje je Guy "sposobniji za obavljanje" i da je već uradio nešto od toga, ali još nije objavio rezultate. Poumret je napisao kao odgovor:
Što se tiče vašeg... neodobravanja široko rasprostranjene studije o soju HeLa, ne vidim kako se možete nadati da ćete usporiti stvari, budući da ste sami proširili ovu vrstu tako naširoko da se sada može kupiti za novac. Ovo je skoro isto kao da tražite od ljudi da ne vrše eksperimente na zlatnim hrčcima!.. Razumijem da su HeLa ćelije samo zahvaljujući vašoj ljubaznosti postale javno dostupne. Dakle, zašto, zapravo, sada mislite da svako želi da ugrabi komad za sebe?
Poumrat je vjerovao da je Guy trebao dovršiti svoje HeLa studija, prije nego što bude “puštena u javnost, jer nakon toga kultura postaje opšte naučno vlasništvo”.
Međutim, Guy to nije učinio. Čim su HeLa ćelije postale „univerzalno naučno vlasništvo“, ljudi su počeli da se pitaju ko je njihov donator.
