Jak niechcący zostać nieśmiertelnym? Historia komórek HeLa

04-03-2016
Była sobie na tym świecie jedna osoba, o której można powiedzieć, że… tak właściwie nabyła nieśmiertelność. Żyje sobie do dziś rozproszona w tysiącach miejsc na całym świecie, a w ciągu ostatnich sześćdziesięciu lat naukowcy wyprodukowali jej już… ponad 20 ton. A co lepsze – do wszystkich tych wydarzeń doszło bez jej wiedzy i zgody. Postać o której mowa, nie miała pojęcia, że jej własne komórki staną się bazą pod tysiące skomercjalizowanych patentów, przyczynią się do co najmniej dwóch gigantycznych przełomów w nauce i pomogą wprowadzić na rynek szczepionki przeciw polio. O kim mowa? O pani ze zdjęcia poniżej, Henriettcie Lacks. Kobiecie, która przez przypadek stała się dawczynią linii komórek oznaczanych jako HeLa – do dzisiaj najpowszechniej stosowanych w hodowli komórek ludzkich na całym świecie. 

Henrietta-Lacks2-620x390

 

Dawno, dawno temu…

Henrietta Lacks przyszła na świat w 1920 roku w USA. Była jedną z dziesiątki rodzeństwa, została absolwentką sześciu lub siedmiu klas szkoły podstawowej, matką pięciorga dzieci, prostolinijną kobietą z niezbyt zamożnej rodziny, najprawdopodobniej regularnie zdradzaną przez swojego męża i borykającą się z problemami codziennego życia. Jej prawdziwe imię było inne, jednak jakoś tak wyszło, że wszyscy nazywali ją Henriettą. Po urodzeniu piątego dziecka zgłosiła się do lekarza, uskarżając na niepokojące krwawienia z pochwy oraz wyczuwalne zgrubienie w podbrzuszu. Lekarz faktycznie wypatrzył narośl i przyznał, że nigdy wcześniej w swojej karierze nie widział czegoś podobnego – twardego, łatwo krwawiącego zgrubienia w kolorze winogronowej galaretki. Diagnoza nie była trudna. Rak szyjki macicy. [su_spacer]

[su_icon_text icon=”icon: lightbulb-o”]Ciekawostka!

Historia medyczna Henrietty Lacks sugeruje, że niezbyt chętnie oddawała się ona w ręce służby zdrowia. W jej karcie pojawiały się między innymi zapiski o zaprzestaniu terapii bezobjawowej kiły układu nerwowego (Henrietta utrzymywała, że leczenie nie jest już potrzebne, skoro czuje się dobrze), niezgłoszenia się na leczenie rzeżączki, odmowy diagnostyki w kierunku anemii sierpowatej, pięcioletniego znoszenia bólu zęba, czy odmowy przeprowadzenia zabiegu chirurgicznego mającego zniwelować skrzywienie przegrody nosowej, przez które to Henrietta od dzieciństwa zmagała się z trudnościami w oddychaniu. Kilka tygodni przed tym, jak Henrietta Lacks udała się do lekarza, by skonsultować się w sprawie bolesnego zgrubienia w podbrzuszu, zidentyfikowano w jej macicy komórki dysplastyczne i zalecono dalszą diagnostykę. Henrietta odwołała jednak wszystkie wizyty. [/su_icon_text][su_spacer]

Henriettę zakwalifikowano wkrótce do popularnej wtedy curieterapii, która polegała na umieszczeniu w pobliżu zmiany nowotworowej fiolki z radem. Lekarz wykonujący zabieg, zanim przystąpił do rzeczy, nie pytając Henrietty o zgodę, ani nie informując jej o swoich zamiarach (choć tak właściwie nie musiał tego robić), pobrał od pacjentki dwa kawałki tkanki – jeden z nowotworu, a drugi ze zdrowej części szyjki macicy. Obydwa wysłane zostały do George’a Gey’a – naukowca, który (wtedy jeszcze bezskutecznie) próbował założyć trwałą hodowlę komórek ludzkich. [su_spacer]

[su_icon_text icon=”icon: lightbulb-o”]Dlaczego hodowanie ludzkich komórek okazało się tak trudne?

Komórki ludzkie są zdolne tylko do ograniczonej liczby podziałów. Liczbę tę nazywa się granicą Hayflicka i szacuje się, że przeciętnie wynosi ona w naszym ciele około 40-60. Oznacza to, że przeciętna komórka naszego organizmu może podzielić się jakieś 50 razy zanim umrze. Dlaczego tak jest, wyjaśnimy sobie za chwilę. Póki co ważne jest to, że w latach 50. obejście limitu Hayflicka było właściwie niemożliwe, a komórki ludzkie w ogóle nie dawały się hodować in vitro.

Nieudane próby założenia hodowli komórek ludzkich. Schemat.

Nieudana próba założenia hodowli komórek ludzkich. Schemat.

W związku z brakiem stabilnych hodowli komórkowych, badanie wszelkich chorób, opracowywanie nowych terapii, czy przeprowadzanie eksperymentów, dzięki którym wiadomo byłoby, jak komórki człowieka reagują na przeróżne substancje, było po prostu niemożliwe. Na gwałt szukano więc sposobu na to, by zmusić komórki do poddania się hodowli. [/su_icon_text] [su_spacer]

I wtedy pojawiła się HeLa

W laboratorium George’a Gey’a, który otrzymał próbki, bardzo szybko zorientowano się, że komórki oznaczone odtąd jako HeLa (od pierwszych liter imienia i nazwiska Henrietty Lacks) dzielą się jak szalone. Zarastają wszystkie szalki i probówki w niesamowitym tempie, a jedynym, co jest w stanie im w tym przeszkodzić, jest stężenie własnych szkodliwych metabolitów. Co zrobił George Gey, mając prawdopodobnie świadomość, jak przełomowego odkrycia właśnie dokonał? Rozesłał komórki do wszelkich zaprzyjaźnionych laboratoriów na całym świecie, by badania na linii HeLa mogły być prowadzone w jak największej liczbie ośrodków naukowych. Komórki Henrietty wkrótce znalazły się więc w Europie, Azji oraz Południowej Ameryce.

Sama Henrietta w międzyczasie poczuła się lepiej. Terapię radem uznano za skuteczną, jednak kilka miesięcy później stan kobiety zaczął się na nowo pogarszać. Na terenie całego organizmu pojawiały się przerzuty nowotworowe, z którymi medycy nie byli w stanie sobie poradzić. Henrietta Lacks zmarła ostatecznie w październiku 1951 roku, mając zaledwie 31 lat. [su_spacer]

Henrietta zmarła, HeLa miały się świetnie

Komórki HeLa w dalszym ciągu nie przestawały się dzielić. Okrywano coraz to nowsze sposoby ich hodowli, aż w końcu opracowano metody tak proste, że w gazetach drukowano artykuły z cyklu Komórki HeLa – zrób to sam!, w których tłumaczono, w jaki sposób można kupić je za kilka dolarów i hodować u siebie w domu.

W dwa lata po śmierci kobiety, komórki linii HeLa wykorzystane zostały do testowania i wyprodukowania pierwszej szczepionki przeciw polio i sprawiły, że liczba stwierdzonych infekcji wirusem w USA spadła z ponad trzydziestu do pięciu tysięcy i niespełna dwustu przypadków w kolejnych latach. Rok później zostały – jako pierwsze komórki ludzkie na świecie – sklonowane, a do dzisiaj wykorzystywane są we wszelkiego rodzaju badaniach biomedycznych. Pozwoliły nauce zgłębić wiedzę na temat nowotworów, działania wirusów (w tym także HIV), układu odpornościowego, czy sposobów zamrażania komórek, tak aby zatrzymywać je w określonych stadiach cyklu komórkowego, co miało kolosalny wpływ na późniejsze badania.

1200px-HeLa-II

Gdyby nie HeLa, prawdopodobnie nie udałoby nam się tak szybko sklonować owieczki Dolly, wytworzyć myszo-ludzkich hybryd, czy policzyć chromosomów, a cała genetyka, zamiast być jedną z najprężniej rozwijających się dziedzin nauk biologicznych, leżałaby i kwiczała. Obecnie na świecie zarejestrowanych jest około 11 tysięcy patentów związanych z badaniami na HeLa. Komórki te odbyły nawet podróż w kosmos i były tam z powodzeniem namnażane (ba! okazało się, że pobyt na orbicie nadawał im zdolność do jeszcze szybszego wzrostu). [su_spacer]

Dlaczego HeLa nie umiera?

Co zabawne, mimo tak wielkiego rozprzestrzenienia komórek HeLa oraz gigantycznej ilości przeprowadzanych na nich badań, przez wiele lat po śmierci Henrietty Lacks, tajemnicą pozostawało, co tak właściwie było przyczyną jej raka. Dopiero ponad trzydzieści lat później zorientowano się, że Henrietta była zainfekowana wirusem brodawczaka ludzkiego – HPV-18. Dziś wiemy także, że w komórkach HeLa aktywny pozostaje enzym zwany telomerazą, który to zapewnia im nieśmiertelność. Dlaczego? [su_spacer]

[su_icon_text icon=”icon: lightbulb-o”]Chromosomy, telomery i starość

Pamiętacie, co pisałam na początku wpisu o granicy Hayflicka? Skąd w ogóle bierze się taka dziwna liczba i dlaczego komórki mogą dzielić się jedynie kilkadziesiąt razy? Odpowiedź na te pytania tkwi w telomerach – fragmentach DNA znajdujących się na końcach każdego z chromosomów. Telomery nie kodują żadnej informacji genetycznej, a matka natura wymyśliła je, by poradzić sobie z pewną zagwozdką. Otóż sprawa jest taka, że przy każdym podziale komórki nasze chromosomy troszeczkę się skracają. Gdyby nie fakt, że są z każdej strony otulone telomerami, każdy podział komórki mógłby prowadzić do utraty genów. Dzięki telomerom zamiast ważnych, kodujących fragmentów chromosomów, przy podziale tracony jest jedynie nic nie znaczący kawałek DNA.

Plik_000 (1)

Skrócenie telomerów podczas podziału komórki. Schemat.

Telomery nie są jednak nieskończenie długie, a gdy zostaną już całkowicie utracone komórka staje przed wyborem: dzielić się dalej i podejmować ryzyko, że bezpowrotnie utracone zostaną niektóre geny, czy też może po prostu umrzeć i nie sprawiać kłopotów. Naturalnie, wybiera to drugie.[/su_icon_text] [su_spacer]

Komórkom HeLa (tak jak wielu innym nowotworom) udaje się obejść to telomerowe zabezpieczenie w bardzo prosty sposób. Produkują one wspomnianą wcześniej telomerazę, która to nieustannie odbudowuje skracające się telomery i doprowadza do sytuacji, w której komórka nigdy nie musi stanąć przed wyborem: dzielić się, czy umrzeć? Może dzielić się bez końca, tak długo, jak aktywna jest telomeraza, ponieważ telomery przez cały czas ochraniają jej chromosomy.

Te dwie kuleczki w środku zdjęcia to dzielące się komórki HeLa

Te dwie kuleczki w środku zdjęcia to dzielące się komórki HeLa

Obecnie wiadomo także, że genom komórek HeLa odbiega od tego, który obecny był w zdrowych komórkach ciała Henrietty Lacks. Rozważania na ten temat doprowadziły nawet jednego naukowca, Leigha Van Valena, do zapostulowania, by zakwalifikować komórki HeLa jako odrębny gatunek, Helacyton gartleri i koncepcja ta wcale nie jest aż tak szalona, jak się wydaje. Komórki HeLa ewoluują tak naprawdę w zupełnym oderwaniu od Homo sapiens, a na dodatek robią to o wiele szybciej. Mają bardzo niestabilny kariotyp, szybko mutują, nieustannie tworząc zupełnie nowe linie i mając ostatecznie coraz mniej wspólnego z wyjściową tkanką pobraną od Henrietty. Nie spełniają jednak podstawowego wymogu, jakim cechować musi się każdy odrębny gatunek – nie mogą się ze sobą krzyżować. W związku z tym propozycja Van Valena nie jest ani brana na serio, ani też dyskredytowana. [su_spacer]

A dzisiaj?

Obecnie komórki HeLa są wciąż najpowszechniej wykorzystywanymi komórkami w laboratoriach na całym świecie. Na ich temat ukazały się dziesiątki tysięcy prac naukowych i nic nie zapowiada, by w najbliższym czasie liczba ta miała przestać wzrastać. HeLa dzielą się w najlepsze, łatwo zakażając inne hodowle i – poza oczywistymi korzyściami – przynosząc także gigantyczne straty finansowe. Rodzina Henrietty Lacks – całkiem słusznie – wielokrotnie wchodziła w spory (także sądowe) z naukowcami, doprowadzając między innymi do utajnienia zsekwencjonowanego genomu Henrietty – obecnie dostęp do niego można uzyskać tylko udowadniając, że jest to uzasadnione i absolutnie niezbędne dla prowadzonych przez siebie badań.

Henrietta Lacks, przez zupełny przypadek, stała się nie tylko quasi-nieśmiertelna, ale też przede wszystkim na zawsze odmieniła oblicze współczesnej nauki, a co za tym idzie, także moje i twoje losy. Wypadałoby jej za to podziękować.

Dzięki, Henrietto!

[su_panel text_align=”center”]Polecam wam tę książkę – przeczytacie w niej całą historię Henrietty Lacks, także tę widzianą oczami jej bliskich. [/su_panel]

[su_icon icon=”icon: heart”]Buzi![/su_icon]

18 odpowiedzi na “Jak niechcący zostać nieśmiertelnym? Historia komórek HeLa”

  1. Natalia pisze:

    Blow mind. Och, ile jeszcze rzeczy nie wiedzą zwykli ludzie, żyjąc w swojej świadomości kreowanej przez telewizję.

  2. Czarny Motyl pisze:

    Wow, fascynujące to było.

    A i dziękuję HeLi :), a tak na poważnie, czemu nie musiał jej pytać o zgodę?

    I w ogóle fascynujące jest to, że one się tak dzielą…

    • Kasia Gandor pisze:

      Po prostu, nie było wtedy żadnych przepisów, które regulowałyby taką sytuację, a w praktyce też raczej nikt nie pytał pacjentów o to, czy są chętni przekazywać swoje komórki do badań. Ileś tam lat później, gdy rodzina Henrietty wniosła sprawę do sądu, wyrok ogłosił, że komórki pobrane w trakcie zabiegu stają się własnością lekarza lub ośrodka medycznego, w którym je pobrano.

  3. Blogabella pisze:

    Komórki HeLa to te ze zdrowej tkanki czy chorej? Bo lekarz jak pisałaś pobrał dwie tkanki. I dlaczego komórki się tak dzieliły akurat od tej osoby, czy jakby pobrać tkanki od innej osoby z rakiem szyjki macicy to też byłby taki sam efekt?

    • Kasia Gandor pisze:

      Z chorej, of course. Co do tożsamości efektu pobrania komórek nowotworowych od innej osoby – trudno mi cokolwiek powiedzieć, bo każdy nowotwór jest inny. Fenomen HeLa polega głównie na tym, że są wyjątkowo „agresywne” – rozrastają się bardzo szybko i do tego nawet w niezbyt sprzyjających warunkach. Przeróżne inne komórki nowotworowe też spokojnie da się hodować, ale czy jeśli ktoś – tak jak zrobiono to wtedy w latach 50. – wrzuciłby je do prostej pożywki i zostawił w cieplarce, wyrosłyby tak łatwo i licznie jak HeLa? Tego nie wiem.

  4. ali pisze:

    Czytam Cię od początku i wiele tekstów uważam za ciekawe, ale ten mnie przezachwycił! Dziękuję za inspirację do dalszego czytania!

  5. kasia dytrych pisze:

    Czy to oznacza, że walka z nowotworem sprowadza się w jakimś stopniu do walki z telomerazą?

  6. A skoro komórki zostały pobrane z tkanki chorej to można tak 'bezkarnie’ przeprowadzać na nich badania? Nie różnią się one niczym od zdrowych, poza możliwością wytwarzania telomerazy? A jeśli tak, to badania takie wtedy nie są przecież miarodajne. Czy jednak są?

    • Agata M. pisze:

      pozwolę sobie odpowiedzieć – każda komórka nowotworowa zna bardzo wiele sposobów aby uciec przed apoptozą (czyli zaprogramowaną śmiercią komórki), począwszy od posiadania aktywnego genu telomerazy, po wytwarzanie czynników transkrypcyjnych mobilizujących komórkę do ciągłych podziałów, po wielką aktywność enzymów niszczących wszystko dookoła (w ten sposób komórki nowotworowe nie są hamowane przez tzw inhibicję kontaktową czyli najprościej mówiąc – inne komórki), ponadto mają zdolność do tworzenia własnych naczyń krwionośnych, dlatego dociera do nich tlen + naciekają tkanki oddalone od pierwotnych ognisk – to wszystko przekłada się na ich nieśmiertelność i dlatego to takie bestie :-)

  7. Czytałam tę książkę, fascynująca lektura. Czytałam ją z wypiekami na twarzy…

  8. Niesamowita historia

  9. Alicja Kowalska pisze:

    Ooo, w ostatnie wakacje miałam do czynienia trochę z komórkami HeLa :) wtedy poznałam ich krótką historię, Twoja znacznie rozszerzyła moją wiedzę! Dzięki!

  10. Agata M. pisze:

    studia skończyłam dwa lata temu, ale nie praktykuję biotechnologicznie, super było to wszystko sobie przypomnieć!
    przyznam Ci się Kasiu (mam nadzieję, że się nie obrazisz!) że zawsze czytam Twoje wpisy z pewną dozą sceptycyzmu i zawsze się zastanawiam czy kiedykolwiek przyjdzie moment kiedy gdzieś coś przekręcisz, ale nigdy jeszcze Ci się nie zdarzyło, oby tak dalej!
    pozdrawiam ciepło :)

  11. RAFAŁ HORSZTYŃSKI LICHTENBURG pisze:

    KASIA JESTEŚ ABSOLUTNIE REWELACYJNA. ŻYCZĘ TOBIE WYTRWAŁOŚCI.

  12. Ceres pisze:

    wow, uczyłem się Biologi (dokładnie podziałów komórkowych) i w mojej głowie pojawiło się kilka pytań nie wyjasnionych w książce więc zacząłem szukać w necie. Oczywiście na cześć pytań dostałem odpowiedź ale pojawiło się tyle innych. Chyba spędzę tu trochę czasu tym bardziej, że często oglądałem filmy Kasi i nie wiedziałem że pisze tak samo świetnie i zrozumiale jak robi filmiki.

Skomentuj ali Anuluj pisanie odpowiedzi

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *