Células HeLa

Quase todas as pesquisas científicas em biologia molecular, farmacologia, virologia e genética desde o início do século XX usaram amostras de células vivas primárias que foram obtidas de um organismo vivo e cultivadas com vários métodos bioquímicos que permitiram ampliar sua viabilidade, ou seja, compartilhar o laboratório. Em meados do século passado, a ciência recebeu células HeLa, que não estão sujeitas à morte biológica natural. E isso permitiu que muitas pesquisas se tornassem um avanço na biologia e medicina.

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De onde vieram as células HeLa imortalizadas?

A história da obtenção destas células "eternas" (imortalização - a capacidade das células para a fissão sem fim) está associada ao paciente do hospital Johns Hopkins, de 31 anos de idade, em Baltimore - um afro-americano, mãe de cinco filhos chamado Henrietta Lacks, que, após o câncer colo do útero durante oito meses e após sofrer irradiação interna (braquiterapia), morreu neste hospital em 4 de outubro de 1951.

Pouco antes, ao fazer esforços para tratar Henrietta do carcinoma cervical, o médico assistente, o cirurgião Howard Wilbur Jones, tomou uma amostra de tecido tumoral para exame e transferiu para um laboratório hospitalar dirigido naquele momento por um bacharel em biologia por George Otto Gay.

Estudos de biópsia atordoaram o biólogo: as células do tecido não morreram no devido tempo como resultado da apoptose, mas continuaram a se multiplicar e a uma taxa surpreendente. O pesquisador conseguiu selecionar uma célula estrutural específica e multiplicá-la. As células resultantes continuaram a dividir e deixaram de morrer no final do ciclo mitótico.

E logo após a morte do paciente (cujo nome não foi divulgado, mas criptografado como uma redução de HeLa), apareceu uma misteriosa cultura de células HeLa.

Assim que ficou claro que as células HeLa - acessíveis fora do corpo humano - não estão sujeitas à morte programada, a demanda por vários estudos e experiências começou a crescer. E a comercialização adicional da descoberta inesperada resultou na organização de produção em série - para a venda de células HeLa a inúmeros centros científicos e laboratórios.

O uso de células HeLa

Em 1955, as células HeLa se tornaram as primeiras células humanas clonadas, e o uso de células HeLa começou em todo o mundo: em estudos de metabolismo celular em câncer; estudando o envelhecimento das células; causas da AIDS; características do vírus do papiloma humano e outras infecções virais; efeitos de radiação e substâncias tóxicas; mapeamento de genes; em ensaios de novos agentes farmacológicos; teste de cosméticos, etc.

De acordo com alguns relatórios, a cultura dessas células em rápido crescimento foi utilizada em 70-80 mil estudos médicos em todo o mundo. Anualmente, para as necessidades da ciência, cerca de 20 toneladas de células HeLa crescem, mais de 10 mil patentes são registradas com a participação dessas células.

A popularidade do novo biomaterial de laboratório foi facilitada pelo fato de que, em 1954, a linhagem de células HeLa foi usada por virologistas americanos para testar a vacina contra a poliomielite desenvolvida por eles .

Durante décadas, a cultura das células HeLa serviu como um modelo simples para criar variantes mais intuitivas de sistemas biológicos complexos. E a capacidade de clonar linhas celulares imortalizadas permite que você repita repetidamente os testes em células geneticamente idênticas, o que é um pré-requisito para a pesquisa biomédica.

No início, na literatura médica desses anos, observou-se a "resistência" dessas células. De fato, as células HeLa não param de dividir mesmo em um tubo de ensaio de laboratório convencional. E eles tornam tão agressivamente que custa aos técnicos de laboratório mostrar o menor descuido, as células HeLa necessariamente penetrarão em outras culturas e substituirão silenciosamente as células originais, pelo que o chistat dos experimentos conduzidos é altamente duvidoso.

A propósito, como resultado de um estudo, realizado em 1974, a capacidade das células HeLa de "contaminar" outras linhas celulares nos laboratórios de cientistas foi estabelecida experimentalmente.

Células HeLa: o que os estudos mostraram?

Por que as células HeLa se comportam assim? Como estas não são células comuns de tecidos corporais saudáveis, mas células tumorais obtidas a partir de uma amostra de tecido canceroso e contendo genes patologicamente alterados para a mitose contínua de células cancerosas humanas. Na verdade, estes são clones de células malignas.

Em 2013, pesquisadores do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) relataram que usando o cariotipagem espectral, eles estabeleceram uma sequência de DNA e RNA no genoma Henrietta Lax. E, tendo comparado as células HeLa, estávamos convencidos: entre os genes HeLa e as células humanas normais, diferenças marcantes ...

No entanto, mesmo antes, a análise citogenética das células HeLa levou à descoberta de numerosas aberrações cromossômicas e hibridação genômica parcial dessas células. Verificou-se que as células HeLa possuem cariótipo hipertriploide (3n +) e produzem populações celulares heterogêneas. Mais de metade das células clonadas de HeLa possuem aneuploidia - uma mudança no número de cromossomos: 49, 69, 73 e até 78 em vez de 46.

Como resultado, as mitoses multipolar, policêntricas ou multipolar em células HeLa estão envolvidas na instabilidade genômica do fenótipo HeLa, na perda de marcadores cromossômicos e na formação de anomalias estruturais adicionais. Esta é uma violação durante a divisão celular, levando à segregação patológica de cromossomos. Se a bipolaridade mitótica do fuso de fissão for característica de células saudáveis, então, durante a divisão da célula cancerígena, são formados um maior número de pólos e fissuras e ambas as células filhas recebem um número diferente de cromossomos. E a multipolaridade do fuso com mitose das células é uma característica característica das células cancerígenas.

Estudando mitoses multipolar em células HeLa, a genética chegou à conclusão de que todo o processo de divisão das células cancerosas, em princípio, dá errado: a prófase da mitose é mais curta e a formação do fuso precede a divisão dos cromossomos; A metafase também começa mais cedo, e os cromossomos não têm tempo para ocupar seu lugar, sendo distribuídos ao acaso. Bem, os centrosomas são pelo menos duas vezes mais do que necessário.

Assim, o cariotipo da célula HeLa é instável e pode diferir dramaticamente em diferentes laboratórios. Conseqüentemente, os resultados de muitos estudos - em condições de perda da identidade genética do material celular - simplesmente não podem ser reproduzidos em outras condições.

A ciência fez grandes progressos devido à capacidade de manipular processos biológicos de forma controlada. O último exemplo óbvio é a criação de um grupo de pesquisadores dos EUA e da China usando uma impressora 3-D de um modelo de câncer realista usando células HeLa.