Sel HeLa

Hampir semua penelitian ilmiah dalam biologi molekuler, farmakologi, virologi, genetika sejak awal abad XX menggunakan sampel sel hidup primer yang diperoleh dari organisme hidup dan dibiakkan dengan berbagai metode biokimia yang memungkinkan mereka memperpanjang kelangsungan hidup mereka, yaitu untuk berbagi di laboratorium. Pada pertengahan abad yang lalu, sains menerima sel-sel HeLa, yang tidak mengalami kematian biologis secara alami. Dan ini memungkinkan banyak penelitian menjadi terobosan dalam bidang biologi dan kedokteran.

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

Dari mana sel HeLa yang diabadikan berasal?

Sejarah penyusunan "abadi" sel (mengekalkan - kemampuan sel untuk divisi panjang tak terhingga) dikaitkan dengan pasien berusia 31 tahun miskin Rumah Sakit Johns Hopkins di Baltimore - wanita Afrika-Amerika, ibu dari lima anak yang bernama Henrietta Lacks (Henrietta Lacks), yang, setelah sakit kanker leher rahim selama delapan bulan dan setelah menjalani iradiasi internal (brachytherapy), meninggal di rumah sakit ini pada tanggal 4 Oktober 1951.

Sesaat sebelumnya, saat melakukan upaya untuk mengobati Henrietta dari karsinoma serviks, dokter yang merawat, ahli bedah Howard Wilbur Jones, mengambil sampel jaringan tumor untuk diperiksa dan dipindahkan ke laboratorium rumah sakit yang pada waktu itu dipimpin oleh seorang sarjana biologi oleh George Otto Gay.

Studi biopsi mengejutkan ahli biologi: sel jaringan tidak mati pada waktunya karena apoptosis, namun terus bertambah banyak, dan pada tingkat yang menakjubkan. Peneliti berhasil menyelipkan satu sel struktural spesifik dan memperbanyaknya. Sel yang dihasilkan terus membelah dan berhenti mati pada akhir siklus mitosis.

Dan segera setelah kematian pasien (yang namanya tidak diungkapkan, tapi dienkripsi sebagai pengurangan HeLa), sebuah kultur sel HeLa misterius muncul.

Begitu menjadi jelas bahwa sel-sel HeLa - dapat diakses di luar tubuh manusia - tidak terkena kematian terprogram, permintaan akan berbagai penelitian dan eksperimen mulai tumbuh. Dan komersialisasi lebih lanjut dari temuan tak terduga tersebut menghasilkan pengorganisasian produksi serial - untuk penjualan sel HeLa ke sejumlah pusat ilmiah dan laboratorium.

Penggunaan sel HeLa

Pada tahun 1955, sel-sel HeLa menjadi sel manusia kloning pertama, dan penggunaan sel-sel HeLa dimulai di seluruh dunia: dalam studi tentang metabolisme sel dalam kanker; mempelajari penuaan sel; penyebab AIDS; ciri human papillomavirus dan infeksi virus lainnya; efek radiasi dan zat beracun; pemetaan gen; dalam percobaan agen farmakologis baru; pengujian kosmetik, dll.

Menurut beberapa laporan, budaya sel-sel yang tumbuh cepat ini digunakan pada 70-80 ribu penelitian medis di seluruh dunia. Setiap tahun untuk kebutuhan sains sekitar 20 ton kultur sel HeLa tumbuh, lebih dari 10 ribu paten terdaftar dengan partisipasi sel-sel ini.

Popularitas biomaterial laboratorium baru difasilitasi oleh fakta bahwa pada tahun 1954 strain sel HeLa digunakan oleh ahli virologi Amerika untuk menguji vaksin polio yang dikembangkan oleh mereka .

Selama beberapa dekade, budaya sel HeLa telah berfungsi sebagai model sederhana untuk menciptakan varian yang lebih intuitif dari sistem biologis kompleks. Dan kemampuan untuk mengkloning garis sel yang diabadikan memungkinkan Anda berulang kali mengulangi tes pada sel genetik identik, yang merupakan prasyarat untuk penelitian biomedis.

Pada awalnya - dalam literatur medis tahun-tahun itu - "daya tahan" sel-sel ini dicatat. Memang sel HeLa tidak berhenti membelah bahkan di tabung uji laboratorium konvensional. Dan mereka membuatnya sangat agresif sehingga memerlukan teknisi laboratorium untuk menunjukkan kecerobohan sedikit pun, sel HeLa pasti akan masuk ke dalam budaya lain dan dengan diam-diam akan menggantikan sel asli, sebagai akibat dari mana chistat eksperimen yang dilakukan sangat diragukan.

By the way, sebagai hasil dari satu studi, yang dilakukan kembali pada tahun 1974, kemampuan sel HeLa untuk "mencemari" jalur sel lainnya di laboratorium ilmuwan telah eksperimental didirikan.

Sel-sel HeLa: apa yang ditunjukkan oleh penelitian?

Mengapa sel HeLa berperilaku seperti ini? Karena ini bukan sel biasa dari jaringan tubuh yang sehat, namun sel tumor diperoleh dari sampel jaringan kanker dan mengandung gen yang berubah secara patologis untuk mitosis sel kanker manusia secara terus-menerus. Sebenarnya, ini adalah klon sel ganas.

Pada tahun 2013, periset dari Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (EMBL) melaporkan bahwa dengan menggunakan kariotipe spektral, mereka membentuk sekuens DNA dan RNA pada genom Henrietta Lax. Dan, setelah membandingkan dengan sel-sel HeLa, kami yakin: antara gen HeLa dan sel manusia normal, menimbulkan perbedaan ...

Namun, sebelumnya, analisis sitogenetika sel HeLa menyebabkan ditemukannya banyak penyimpangan kromosom dan hibridisasi genomik parsial dari sel-sel ini. Ditemukan bahwa sel HeLa memiliki kariotipe hypertriploid (3n +) dan menghasilkan populasi sel heterogen. Lebih dari separuh sel kloning HeLa telah mengalami peningkatan - sebuah perubahan dalam jumlah kromosom: 49, 69, 73 dan bahkan 78, bukan 46.

Sebagai hasilnya, multipolar, mitos polikentrik atau multipolar pada sel HeLa terlibat dalam ketidakstabilan genom fenotip HeLa, hilangnya penanda kromosom dan pembentukan anomali struktural tambahan. Ini adalah pelanggaran selama pembelahan sel, yang menyebabkan pemisahan segregasi kromosom secara patologis. Jika bipolaritas mitosis dari spindle fisi adalah karakteristik sel sehat, maka selama pembagian sel kanker sejumlah besar kutub dan spindle fisi terbentuk, dan kedua sel perempuan menerima sejumlah kromosom berbeda. Dan multipolaritas spindle dengan mitosis sel merupakan ciri khas sel kanker.

Belajar mitosis multipolar dalam sel HeLa, Genetika menyimpulkan bahwa seluruh proses membagi sel-sel kanker, pada prinsipnya, adalah salah: profase mitosis lebih pendek dan pembentukan spindle mendahului pembagian kromosom; metafase juga dimulai lebih awal, dan kromosom tidak punya waktu untuk menggantikannya, didistribusikan secara sembarangan. Nah, centrosom setidaknya dua kali lebih banyak dari yang dibutuhkan.

Dengan demikian, kariotipe sel HeLa tidak stabil dan dapat berbeda secara dramatis di laboratorium yang berbeda. Akibatnya, hasil dari banyak penelitian - dalam kondisi kehilangan identitas genetik bahan seluler - tidak dapat diproduksi ulang dalam kondisi lain.

Ilmu pengetahuan telah membuat kemajuan besar karena kemampuan untuk memanipulasi proses biologis secara terkendali. Contoh nyata terakhir adalah penciptaan oleh sekelompok peneliti dari AS dan China menggunakan printer 3-D dari model tumor kanker yang realistis dengan menggunakan sel HeLa.