Casi toda la investigación en biología molecular, farmacología, virología, genética desde el comienzo del siglo XX han utilizado muestras de las células vivas primarios, que se obtienen a partir de un organismo vivo y cultivarse mediante diversos métodos bioquímicos puede prolongar su viabilidad, es decir, la posibilidad de compartir en el laboratorio. A mediados del siglo pasado, la ciencia recibió células HeLa, que no están sujetas a muerte biológica natural. Y esto permitió que muchas investigaciones se convirtieran en un gran avance en biología y medicina.
¿De dónde vienen las células HeLa inmortalizadas?
La historia de la preparación de estas células "inmortales" (inmortalización - la capacidad de las células para una división de longitud infinita) se asocia con un pobre 31 años de edad, paciente del Hospital Johns Hopkins de Baltimore - mujer afroamericana, madre de cinco hijos llamada Henrietta Lacks (Henrietta Lacks), el cual, después de haber estado enfermo con cáncer cervix durante ocho meses y después de someterse a irradiación interna (braquiterapia), murió en este hospital el 4 de octubre de 1951.
Poco antes de esto, se hacen esfuerzos para el tratamiento de Henrietta carcinoma de cuello uterino, médico, cirujano Howard Wilbur Jones, tomó una muestra de tejido del tumor para su examen y entregado en un laboratorio del hospital, encabezado en el momento de licenciatura de biología George Otto homosexuales.
Los estudios de biopsia sorprendieron al biólogo: las células de los tejidos no murieron a su debido tiempo como resultado de la apoptosis, pero continuaron multiplicándose, y a un ritmo sorprendente. El investigador logró seleccionar una celda estructural específica y multiplicarla. Las células resultantes continuaron dividiéndose y dejaron de morir al final del ciclo mitótico.
Y poco después de la muerte del paciente (cuyo nombre no fue divulgado, pero cifrado como una reducción de HeLa), apareció un misterioso cultivo de células HeLa.
Una vez que quedó claro que las células HeLa, accesibles fuera del cuerpo humano, no están sujetas a la muerte programada, la demanda de varios estudios y experimentos comenzó a aumentar. Y una mayor comercialización de los resultados inesperados dio como resultado la organización de la producción en serie, para la venta de células HeLa a numerosos centros científicos y laboratorios.
El uso de las células HeLa
En 1955, las células HeLa se convirtieron en las primeras células humanas clonadas, y el uso de las células HeLa comenzó en todo el mundo: en estudios del metabolismo celular en el cáncer; estudiando el envejecimiento de las células; causas del SIDA; características del virus del papiloma humano y otras infecciones virales; efectos de la radiación y sustancias tóxicas; mapeo de genes; en ensayos de nuevos agentes farmacológicos; prueba de cosméticos, etc.
Según algunos informes, el cultivo de estas células de crecimiento rápido se utilizó en 70-80 mil estudios médicos en todo el mundo. Anualmente para las necesidades de la ciencia se cultivan alrededor de 20 toneladas de células HeLa, más de 10 mil patentes registradas con la participación de estas células.
La popularidad del nuevo biomaterial de laboratorio se vio facilitada por el hecho de que en 1954 la cepa de células HeLa fue utilizada por virólogos estadounidenses para probar la vacuna contra la polio desarrollada por ellos .
Durante décadas, el cultivo de las células HeLa ha servido como un modelo simple para crear variantes más intuitivas de sistemas biológicos complejos. Y la capacidad de clonar líneas celulares inmortalizadas le permite repetir repetidamente las pruebas en células genéticamente idénticas, que es un requisito previo para la investigación biomédica.
Al principio - en la literatura médica de aquellos años - se observó la "resistencia" de estas células. De hecho, las células HeLa no dejan de dividirse, incluso en un tubo de ensayo de laboratorio convencional. Y lo hacen de manera tan agresiva que los técnicos deben mostrar el más mínimo descuido, células HeLa necesarios para penetrar en otras culturas y en silencio reemplazadas las células originales, lo que resulta en chistata los experimentos está en serias dudas.
Por cierto, como resultado de un estudio, que se llevó a cabo en 1974, la capacidad de las células HeLa para "contaminar" otras líneas celulares en los laboratorios de los científicos se estableció experimentalmente.
Células HeLa: ¿qué mostraron los estudios?
¿Por qué las células HeLa se comportan de esta manera? Porque estas no son células ordinarias de tejidos corporales sanos, sino células tumorales obtenidas a partir de una muestra de un tejido canceroso y que contienen genes patológicamente alterados para la mitosis continua de células cancerosas humanas. De hecho, estos son clones de células malignas.
En 2013, los investigadores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) informaron que mediante el uso de cariotipo espectral, establecieron una secuencia de ADN y ARN en el genoma de Henrietta Lax. Y, después de compararlo con las células HeLa, estábamos convencidos: entre los genes HeLa y las células humanas normales, las diferencias sorprendentes ...
Sin embargo, incluso antes, el análisis citogenético de células HeLa condujo al descubrimiento de numerosas aberraciones cromosómicas e hibridación genómica parcial de estas células. Se encontró que las células HeLa poseen un cariotipo hipertriploide (3n +) y producen poblaciones celulares heterogéneas. Más de la mitad de las células HeLa clonadas tienen aneuploidía: un cambio en el número de cromosomas: 49, 69, 73 e incluso 78 en lugar de 46.
Resultó que, a la inestabilidad genómica fenotipos HeLa, la pérdida de cromosomas y la formación de marcadores adicionales anormalidades estructurales implicados mitosis multipolar, policéntrico o multipolar en las células HeLa. Esto es una violación durante la división celular, que conduce a la segregación patológica de los cromosomas. Si la bipolaridad mitótica del huso de fisión es característica de las células sanas, durante la división de la célula cancerosa se forman un mayor número de polos y husos de fisión, y ambas células hijas reciben un número diferente de cromosomas. Y la multipolaridad del huso con mitosis de las células es un rasgo característico de las células cancerosas.
El estudio de la mitosis multipolar en células HeLa, Genética llegó a la conclusión de que todo el proceso de dividir las células de cáncer, en principio, es incorrecto: la profase de la mitosis más corto y la formación del huso precede a la división de los cromosomas; la metafase también comienza antes, y los cromosomas no tienen tiempo para tomar su lugar, distribuyéndose al azar. Bueno, los centrosomas son al menos dos veces más de lo necesario.
Por lo tanto, el cariotipo de la célula HeLa es inestable y puede diferir dramáticamente en diferentes laboratorios. En consecuencia, los resultados de muchos estudios, en condiciones de pérdida de la identidad genética del material celular, simplemente no pueden reproducirse en otras condiciones.
La ciencia ha progresado mucho debido a la capacidad de manipular procesos biológicos de forma controlada. El último ejemplo obvio es la creación de un grupo de investigadores de EE. UU. Y China que utilizan una impresora 3-D de un modelo realista de un tumor canceroso utilizando células HeLa.