В биомедицинских исследованиях и при разработке новых видов лечения часто используют выращенные в лаборатории культуры человеческих клеток. Среди множества клеточных линий одной из самых известных является HeLa - клетки эндотелия матки. Эти клетки, имитирующие упрощенного «человека» в лабораторных исследованиях, являются «вечными» - они могут бесконечно делиться, переносить десятки лет в морозилке, могут быть поделены на части в разных пропорциях. На своей поверхности они несут достаточно универсальный набор рецепторов, что позволяет использовать их для исследования действия различных цитокинов; они очень не прихотливы в культивировании; они очень хорошо переносят заморозку и консервацию. В большую науку эти клетки попали совершенно неожиданно. Они были взяты у женщины по имени Генриетта Лакс , которая вскоре после этого умерла. Рассмотрим всю историю подробнее.

Генриетта Лакс

Рисунок 1. Генриетта Лакс с мужем Дэвидом.

Генриетта Лакс была красивой чернокожей американкой. Она жила в небольшом городке Тернер в Южной Вирджинии вместе с мужем и пятью детьми. 1 февраля 1951 года Генриетта Лакс обратилась в госпиталь Джонса Хопкинса - её беспокоили странные выделения, которые она периодически обнаруживала на своём нижнем белье. Медицинский диагноз был страшен и беспощаден - рак шейки матки. Восемь месяцев спустя, несмотря на хирургию и радиационное облучение, она умерла. Ей был 31 год.

Пока Генриетта находилась в госпитале Хопкинса, лечащий врач отправил её опухоль (цервикальная биопсия) на анализ Джорджу Гею (George Gey ) - начальнику лаборатории исследования клеток тканей в госпитале Хопкинса. Напомним, что в то время культивирование клеток вне организма было только на стадии становления, и главной проблемой была предопределённая гибель клеток - после определенного количества делений вся клеточная линия погибала.

Оказалось, что клетки, обозначенные «HeLa» (акроним имени и фамилии Henrietta Lacks), размножались вдвое быстрее клеток из нормальных тканей. Такого прежде не происходило ни с какими другими клетками in vitro . Кроме того, трансформация сделала эти клетки бессмертными - у них отключилась программа подавления роста после определенного количества делений. Это открывало небывалые перспективы в биологии.

Действительно, никогда до этого момента исследователи не могли считать результаты, полученные на клеточных культурах, столь достоверными: раньше все опыты проводились на разнородных клеточных линиях, которые в конце концов погибали - иногда прежде, чем удавалось получить какие-нибудь результаты. И тут ученые получили первую стабильную и даже вечную (!) клеточную линию, достаточно адекватно имитирующую сущность организма. А когда обнаружилось, что клетки HeLa способны пережить даже пересылку по почте, Гей разослал их своим коллегам по всей стране. Очень скоро спрос на клетки HeLa вырос, и их растиражировали в лабораториях по всему миру. Они стали первой «шаблонной» клеточной линией.

Так получилось, что Генриетта умерла именно в тот день, когда Джордж Гей выступал перед телевизионными камерами, держа в руках пробирку с её клетками, и заявил, что началась новая эпоха в медицинских исследованиях - эпоха новых перспектив в поиске лекарств и исследовании жизни.

Почему её клетки так важны?

И он был прав. Линия клеток, идентичная во всех лабораториях мира, позволила быстро получать и независимо подтверждать всё новые и новые данные. Можно смело сказать, что гигантский прыжок молекулярной биологии в конце прошлого века был обусловлен возможностью культивировать клетки in vitro . Клетки Генриетты Лакс стали первыми бессмертными человеческими клетками, которые когда-либо были выращены на искусственной питательной среде. HeLa научили учёных культивировать сотни других линий раковых клеток. И, хотя до сих пор не найдено условий для культивирования нетрансформированных клеток, раковые клетки в большинстве своём являются адекватной моделью для поиска ответов на вопросы, задаваемые учёными и медиками.

Без клеток линии HeLa стала бы невозможной разработка вакцины против полиомиелита, созданной Джонасом Солком (Jonas Salk ). Кстати, Солк был настолько уверен в безопасности полученной вакцины (ослабленного вируса полиомиелита), что в доказательство надёжности своего лекарства сначала вколол вакцину себе, своей жене и троим детям.

С момента смерти Генриетты Лакс клетки её опухоли непрерывно использовалась для исследования таких заболеваний как рак, СПИД, для изучения воздействия радиации и токсичных веществ, составления генетических карт и огромного количества других научных задач. В биомедицинском мире клетки HeLa стали столь же известны, как лабораторные крысы и чашки Петри. В декабре 1960 года клетки HeLa первыми полетели в космос в советском спутнике. Кстати, даже сегодня поражает размах экспериментов, проводимых тогда советскими генетиками в космосе (см. врезку).

Результаты показали, что HeLa хорошо себя чувствуют не только в земных условиях, но и в невесомости. С тех пор HeLa использовали и для клонирования (предварительные опыты по пересадке ядер перед клонированием знаменитой овцы Долли проводились на HeLa), и для составления генетических карт, и для отработки искусственного оплодотворения, и тысяч других исследований (см. рисунок 2).

Космическая генетика в СССР

На третьем космическом корабле-спутнике (01.12.1960 г.) в полёт отправились ещё больше живых объектов: две собаки - Пчёлка и Мушка, две морские свинки, две белые лабораторные крысы, 14 чёрных мышей линии С57, семь мышей-гибридов от мышей СБА и С57 и пять белых беспородных мышей. Там же поместили шесть колб с высокомутабельной и семь колб с низкомутабельной линиями дрозофил, а также шесть колб с гибридами. Кроме того, две колбы с мухами были покрыты дополнительной защитой - слоем свинца толщиной 5 г/см 2 . Помимо этого на корабле находились семена гороха, пшеницы, кукурузы, гречихи, конские бобы. В специальном лотке летали проростки семян лука и нигеллы. На борту корабля имелись несколько пробирок с актиномицетами, ампулы с культурой ткани человека в термостате и вне термостата, шесть пробирок с хлореллой в жидкой среде. В эбонитовых патронах находились запаянные ампулы с бактериальной культурой кишечной палочки и двумя разновидностями фага - Т3 и Т4. В специальных устройствах содержались культура клеток HeLa, лёгочная амниотическая ткань человека, фибробласты, клетки костного мозга кролика, а также контейнер с икрой и спермой лягушки. Были размещены также вирусы табачной мозаики различных штаммов, вирус гриппа.

Из статьи Н. Делоне «У истоков космической генетики » («Наука и Жизнь», № 4, 2008).

Помимо науки...

Рисунок 3. Клетки HeLa под сканирующим микроскопом в псевдоцветах.

Steve Gschmeissner / Science Photo Library

Личность самой Генриетты Лакс долгое время не афишировалась. Доктор Гей, конечно, знал о происхождении клеток HeLa, но он полагал, что конфиденциальность в этом вопросе является приоритетом, и в течение многих лет семья Лакс не знала, что это именно её клетки прославились на весь мир. После смерти доктора Гея в 1970 году тайна раскрылась. Это случилось следующим образом. Напомним, что стандарты стерильности и техники работы с клеточными линиями только зарождались, и некоторые ошибки всплывали только спустя годы. Так и в случае с клетками HeLa - спустя 25 лет учёные выяснили, что множество клеточных культур, происходящих из других типов тканей, включая клетки молочных желез и предстательной железы, оказались заражёнными более агрессивными и живучими клетками HeLa. Оказалось, что HeLa могут перемещаться с частицами пыли в воздухе или на недостаточно тщательно вымытых руках, и приживаться в культурах других клеток. Это вызвало большой скандал. В надежде решить проблему путем генотипирования (секвенирования генома, напомним, тогда ещё не изобрели), одна группа учёных разыскала родственников Генриетты и попросила дать им образцы ДНК семьи для того, чтобы составить карту генов. Таким образом тайное и стало явным.

Кстати, сейчас американцы переживают больше по поводу того, что семья Генриетты так и не получила компенсацию за использование клеток HeLa без согласия донора. Плюс, и по сей день семья живет в не очень-то хорошем достатке, и материальная помощь была бы очень кстати. Но все запросы упираются в глухую стену - ответчиков давно уж нет, а Медицинская академия и другие научные структуры не хотят поддерживать разговор...

Реальное бессмертие?

Злокачественная опухоль, убившая Генриетту, сделала её клетки потенциально бессмертными. Хотела ли эта женщина бессмертия? И получила ли она его? Если сравнить первую и последнюю фотографии этой статьи, возникает ощущение, как в фантастическом романе - часть живого человека, искусственно размноженная, терпит миллионы испытаний, «пробует на вкус» все лекарства перед тем, как они попадут в аптеку, раздраконивается до самых что ни на есть основ молекулярными биологами во всем мире...

Конечно, всё это не имеет никакого отношения к «жизни после жизни». Мы не допускаем, что в клетках HeLa, круглый год мучимых под ламинарами лабораторий ненасытными аспирантами, существует хоть какая-то частичка души несчастной молодой женщины. Тем не менее, хочется почтить память этой женщины, поскольку её невольный вклад в медицину неоценим - клетки, оставшиеся после неё, спасли и продолжают спасать жизней больше, чем в силах сделать любой врач.

Литература

1. Zielinski S. (2010). Henrietta Lacks’ „immortal“ cells . Smithsonian Magazine ;
2. Smith V. (2002). Wonder woman . Baltimore City Paper .

История получения этих «неумирающих» клеток (иммортализация - способность клеток к бесконечно долгому делению) связана с бедной 31-летней пациенткой Johns Hopkins Hospital в Балтиморе – афро-американкой, матерью пятерых детей по имени Генриетта Лэкс (Henrietta Lacks), которая, проболев раком шейки матки в течение восьми месяцев и пройдя внутреннее облучение (брахитерапию), скончалась в этой больнице 4 октября 1951 года.

Незадолго до этого, предпринимая усилия по лечению Генриетты от цервикальной карциномы , лечащий врач, хирург Говард Уилбур Джонс, взял образец ткани опухоли для исследования и передал в больничную лабораторию, возглавляемую в ту пору бакалавром биологии Джорджем Отто Геем.

Исследования биоптата ошеломили биолога: клетки тканей не погибли через положенное время в результате апоптоза, а продолжали размножаться, причем, с поразительной скоростью. Исследователю удалось выделить одну конкретную структурную ячейку и размножить ее. Полученные клетки продолжали делиться и перестали гибнуть в конце митотического цикла.

И вскоре после смерти пациентки (имя которой не разглашали, а зашифровали в виде сокращения HeLa) появилась загадочная культура клеток HeLa.

Как только стало ясно, что клетки HeLa – доступные вне человеческого тела – не подвержены запрограммированной гибели, спрос на них для различных исследований и экспериментов стал расти. И дальнейшая коммерциализация неожиданной находки вылилась в организацию серийного производства – для продажи клеток HeLa многочисленным научным центрам и лабораториям.

Использование клеток HeLa

В 1955 году клетки HeLa стали первыми клонированными клетками человека, и использование клеток HeLa началось по всему миру: в исследованиях клеточного метаболизма при раке; изучении процесса старения клеток; причин СПИДа; особенностей вируса папилломы человека и других вирусных инфекций; воздействия радиации и токсических веществ; картирования генов; в испытаниях новых фармакологических препаратов; тестировании косметических средств и т.д.

По некоторым данным, культура этих быстрорастущих клеток была использована в 70-80 тыс. медицинских исследований по всему миру. Ежегодно для потребностей науки выращивают около 20 тонн культуры клеток HeLa, зарегистрировано более 10 тыс. патентов с участием данных клеток.

Популяризации нового лабораторного биоматериала способствовало то, что в 1954 году штамм HeLa клеток был использован американскими вирусологами для проверки разработанной ими вакцины против полиомиелита .

В течение десятилетий культура клеток HeLa повсеместно служит простой моделью для создания более наглядных вариантов сложных биологических систем. А возможность клонировать иммортализованные клеточные линии позволяет многократно повторять анализы на генетически идентичных клетках, что является обязательным условием биомедицинских научных исследований.

В самом начале – в медицинской литературе тех лет – отмечалась «выносливость» этих клеток. Действительно, клетки HeLa не прекращают делиться даже в обычной лабораторной пробирке. И делают они это так агрессивно, что стоит лаборантам проявить малейшую неосторожность, клетки HeLa обязательно проникнут в другие культуры и спокойно заменят оригинальные клетки, в результате чего чистата проводимых экспериментов вызывает большие сомнения.

Кстати, в результате одного исследования, которое провели еще в 1974 году, была опытным путем установлена способность клеток HeLa «загрязнять» другие клеточные линии в лабораториях ученых.

Клетки HeLa: что показали исследования?

Почему клетки HeLa ведут себя таким образом? Потому что это не обычные клетки здоровых тканей тела, а клетки опухолевые, полученные из образца ткани раковой опухоли и содержащие патологические измененные гены непрерывного митоза раковых клеток человека. По сути, это клоны злокачественных клеток.

В 2013 году исследователи Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) сообщили о том, что с помощью спектрального кариотипирования они установили последовательность ДНК и РНК в геноме Генриетты Лэкс. И, сравнив с клетками HeLa, убедились: между генами HeLa и нормальными человеческими клетками поразительные различия...

Однако еще раньше цитогенетический анализ клеток HeLa привел к открытию многочисленных хромосомных аберраций и частичной геномной гибридизации этих клеток. Выяснилось, что клетки HeLa обладают гипертриплоидным (3n+) кариотипом и производят гетерогенные популяции клеток. При этом более чем у половины клонированных клеток HeLa выявлена анеуплоидия – изменение числа хромосом: 49, 69, 73 и даже 78 вместо 46.

Как оказалось, к геномной нестабильности фенотипа HeLa, потере маркеров хромосом и формированию дополнительных структурных аномалий причастны мультиполярные, полицентрические или многополюсные митозы в клетках HeLa. Это нарушения во время деления клетки, приводящее к патологической сегрегации хромосом. Если для здороаых клеток свойственна митотическая биполярность веретена деления, то в ходе деления раковой клетки образуется большее число полюсов и веретен деления, и обе дочерние клетки получают разное количество хромосом. И многополярность веретена при митозе клеток характерная особенность раковых клеток.

Изучая многополюсные митозы в клетках HeLa, генетики пришли к выводу, что весь процесс деления раковых клеток, в принципе, идет неправильно: профаза митоза короче, и формирование веретена деления предшествует делению хромосом; также раньше начинается метафаза, и хромосомы не успевают занять свое место, распределяясь бессистемно. Ну, а кочичество центросом как минимум вдвое больше необходимого.

Таким образом кариотип клетки HeLa нестаблен и может резко отличаться в разных лабораториях. Следовательно, результаты многих исследований – в условиях утраты генетической идентичности клеточного материала – просто невозможно воспроизвести в других условиях.

Наука сделала большие успехи благодаря способности манипулировать биологическими процессами в управляемом режиме. Последний наглядный пример – создание группой исследователей из США и Китая с помощью 3-D принтера реалистичной модели раковой опухоли, используя клетки HeLa.

В большую науку эти клетки попали совершенно неожиданно. Они были взяты у женщины по имени Генриетта Лакс (HEnrietta LAcks), которая вскоре после этого умерла. Но культура клеток убившей ее опухоли оказалась незаменимым инструментом для ученых.

В биомедицинских исследованиях и при разработке новых видов лечения часто используют выращенные в лаборатории культуры человеческих клеток. Среди множества клеточных линий одна из самых известных - HeLa. Эти клетки, имитирующие организм человека in vitro («в пробирке»), «вечны» - они могут бесконечно делиться, результаты исследований с их использованием достоверно воспроизводятся в разных лабораториях. На своей поверхности они несут достаточно универсальный набор рецепторов, что позволяет использовать их для исследования действия различных веществ, от простых неорганических до белков и нуклеиновых кислот; они неприхотливы в культивировании и хорошо переносят заморозку и консервацию.

Генриетта Лакс

Генриетта Лакс была красивой чернокожей американкой. Она жила в небольшом городке Тернер в Южной Виргинии вместе с мужем и пятью детьми. 1 февраля 1951 года Генриетта обратилась в госпиталь Джонса Хопкинса - ее беспокоили странные выделения, которые она периодически обнаруживала на своем нижнем белье. Медицинский диагноз был страшен и беспощаден - рак шейки матки. Восемь месяцев спустя, несмотря на хирургию и радиотерапию, она умерла. Ей был 31 год.

Пока Генриетта лежала в госпитале Хопкинса, лечащий врач отправил полученные с помощью биопсии клетки опухоли на анализ Джорджу Гею - руководителю лаборатории исследования клеток тканей в госпитале Хопкинса. В то время культивирование клеток вне организма было только на стадии становления, и главной проблемой была неизбежная гибель клеток - после определенного количества делений вся клеточная линия погибала.

Оказалось, что клетки, обозначенные «HeLa» (акроним имени и фамилии Генриетты Лакс), размножались гораздо быстрее клеток из нормальных тканей. Кроме того, злокачественная трансформация сделала эти клетки бессмертными - у них отключилась программа подавления роста после определенного количества делений. In vitro такого прежде не происходило ни с какими другими клетками. Это открывало небывалые перспективы в биологии.

Действительно, никогда до этого момента исследователи не могли считать результаты, полученные на клеточных культурах, полностью достоверными: все опыты проводились на разнородных клеточных линиях, которые в конце концов погибали - иногда даже прежде, чем удавалось получить какие-нибудь результаты. И тут ученые стали обладателями первой стабильной и даже вечной (!) клеточной линии, адекватно имитирующей свойства организма. А когда обнаружилось, что клетки HeLa способны пережить даже пересылку по почте, Гей разослал их своим коллегам по всей стране. Очень скоро спрос на клетки HeLa вырос, и их растиражировали в лабораториях по всему миру. Они стали первой «шаблонной» клеточной линией.

Так получилось, что Генриетта умерла именно в тот день, когда Джордж Гей выступал перед телевизионными камерами, держа в руках пробирку с ее клетками. Он заявил, что началась эпоха новых перспектив в поиске лекарств и медико-биологических исследованиях.

Почему ее клетки так важны?

И он был прав. Линия клеток, идентичная во всех лабораториях мира, позволила быстро получать и независимо подтверждать всё новые и новые данные. Можно смело сказать, что гигантский прыжок молекулярной биологии в конце прошлого века был обусловлен возможностью культивировать клетки in vitro . Клетки Генриетты Лакс стали первыми бессмертными человеческими клетками, которые когда-либо были выращены на искусственной питательной среде. HeLa научили исследователей культивировать сотни других линий раковых клеток. И хотя в последние годы приоритет в этой области смещается в сторону культур клеток нормальных тканей и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (за открытие метода возвращения клеток взрослого организма в эмбриональное состояние японский ученый Синья Яманака получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2012 года), тем не менее раковые клетки остаются общепринятым стандартом в медико-биологических исследованиях. Основное преимущество HeLa - неудержимый рост на простых питательных средах, что позволяет проводить масштабные исследования при минимуме затрат.

С момента смерти Генриетты Лакс клетки ее опухоли непрерывно использовались для исследования молекулярных закономерностей развития самых разных заболеваний, в том числе рака и СПИДа, для изучения воздействия радиации и токсичных веществ, составления генетических карт и огромного количества других научных задач. В мире биомедицины клетки HeLa стали столь же известны, как лабораторные крысы и чашки Петри. В декабре 1960 года клетки HeLa первыми полетели в космос в советском спутнике. Даже сегодня поражает размах экспериментов, проводившихся тогда советскими генетиками в космосе. Результаты показали, что HeLa хорошо себя чувствуют не только в земных условиях, но и в невесомости.

Без клеток линии HeLa стала бы невозможной разработка вакцины против полиомиелита, созданной Джонасом Солком. Кстати, Солк был настолько уверен в безопасности полученной вакцины (ослабленного вируса полиомиелита), что в доказательство надежности своего лекарства вколол вакцину себе, своей жене и троим детям.

С тех пор HeLa использовали и для клонирования (предварительные опыты по пересадке клеточных ядер перед клонированием знаменитой овцы Долли проводились на HeLa), для отработки методов искусственного оплодотворения и тысяч других исследований (некоторые из них приведены в таблице).

Помимо науки...

Личность самой Генриетты Лакс долгое время не афишировалась. Для доктора Гея, конечно, происхождение клеток HeLa не было тайной, но он полагал, что конфиденциальность в этом вопросе является приоритетом, и в течение многих лет семья Лакс не знала, что клетки Генриетты прославились на весь мир. Тайна раскрылась только после смерти доктора Гея в 1970 году.

Напомним, что стандарты стерильности и техники работы с клеточными линиями в то время только зарождались, и некоторые ошибки всплывали лишь спустя годы. Так и в случае с клетками HeLa - через 25 лет ученые выяснили, что множество используемых в исследованиях клеточных культур, происходящих из других типов тканей, включая клетки рака молочной и предстательной желез, оказались зараженными более агрессивными и живучими клетками HeLa. Оказалось, что HeLa могут перемещаться с частицами пыли в воздухе или на недостаточно тщательно вымытых руках и приживаться в культурах других клеток. Это вызвало большой скандал. В надежде решить проблему путем генотипирования (секвенирование - полное прочтение генома - в то время пока еще только планировалось как грандиозный международный проект), одна группа ученых разыскала родственников Генриетты и попросила образцы ДНК семьи, для того чтобы составить карту генов. Таким образом тайное и стало явным.

Кстати, американцы и сейчас переживают больше по поводу того, что семья Генриетты так и не получила компенсацию за использование клеток HeLa без согласия донора. По сей день семья живет в не очень-то хорошем достатке, и материальная помощь была бы очень кстати. Но все запросы упираются в глухую стену - ответчиков давно уж нет, а Медицинская академия и другие научные структуры предсказуемо не желают обсуждать эту тему.

11 марта 2013 года масла в огонь подлила новая публикация, где были представлены результаты полного сиквенса генома клеточной линии HeLa. Опять же, эксперимент был проведен без согласия потомков Генриетты, и после непродолжительных этических споров полный доступ к геномной информации был разрешен только для профессионалов. Тем не менее, полный геномный сиквенс HeLa имеет огромное значение для последующих работ, позволяя использовать клеточную линию в будущих геномных проектах.

Реальное бессмертие?

Злокачественная опухоль, убившая Генриетту, сделала ее клетки потенциально бессмертными. Хотела ли эта женщина бессмертия? И получила ли она его? Если задуматься, возникает фантастическое ощущение - часть живого человека, искусственно размноженная, терпит миллионы испытаний, «пробует на вкус» все лекарства перед тем, как они попадут в испытания на животных, раздраконивается до самых что ни на есть основ молекулярными биологами во всем мире...

Конечно, всё это не имеет никакого отношения к «жизни после жизни». Глупо полагать, что в клетках HeLa, беспрестанно мучимых ненасытными учеными, существует хоть какая-то частичка души несчастной молодой женщины. Тем более что человеческими эти клетки можно считать лишь отчасти. В ядре каждой клетки HeLa - от 76 до 82 хромосом из-за происшедшей в процессе озлокачествления трансформации (нормальные человеческие клетки содержат 46 хромосом), и эта полиплоидность периодически вызывает споры о пригодности клеток HeLa как модели человеческой физиологии. Было даже предложено выделить эти клетки в отдельный, близкий человеку вид, под названием Helacyton gartleri , в честь Стенли Гартлера, исследовавшего эти клетки, однако всерьез это сегодня не обсуждается.

Тем не менее исследователи всегда помнят об ограничениях, которые необходимо иметь в виду. Во-первых, HeLa, несмотря на все изменения, всё еще остаются человеческими клетками: все их гены и биологические молекулы соответствуют человеческим, а молекулярные взаимодействия в подавляющем большинстве случаев идентичны биохимическим путям здоровых клеток. Во-вторых, полиплоидия делает эту линию более удобной для геномных исследований, так как количество генетического материала в одной клетке увеличено, и результаты получаются более четкими и контрастными. В-третьих, широкое распространение клеточных линий по миру позволяет без проблем повторять опыты коллег и использовать опубликованные данные как фундамент для собственных исследований. Установив основные факты на модели HeLa (а все помнят, что это хоть удобная, но только модель организма), ученые пытаются повторить их на более адекватных модельных системах. Как видно, HeLa и подобные им клетки представляют собой фундамент для всей науки и сегодня. И, несмотря на этические и моральные споры, сегодня хочется почтить память этой женщины, поскольку ее невольный вклад в медицину неоценим: клетки, оставшиеся после нее, спасли и продолжают спасать больше жизней, чем это может сделать любой врач.

Благодарим портал biomolecula.ru за помощь в подготовке статьи

Одним из наиболее удивительных и важных событий во всей истории медицины и микробиологии совершенно справедливо можно считать жизнь и смерть на первый взгляд ничем не выделяющейся афроамериканской женщины Генриетты Лакс. Она родилась в США в 1920 году в многодетной семье, вскоре ее мать умерла, и она вместе со своими девятью братьями и сестрами воспитывались одним отцом, который перевез семейство к своим родственникам.

Генриетта впервые стала матерью уже в 12 лет и родила первого, как и последующих четверых детей от собственного двоюродного брата. В 14 лет она вышла за него замуж, уже имея двух детей, и на протяжении следующих пятнадцати лет жила совершенно обычной жизнью, конечно же, с поправкой на достаточно тяжелое положение афроамериканского населения в Америке тех времен. За это время она завела еще троих детей, а вот в возрасте 30 лет заметила какие-то систематические выделения на нижнем белье, с которыми она и обратилась в госпиталь Джона Хопкинса.

Исследование HeLa клеток

В результате исследований выяснилось, что у Генриетты развился рак шейки матки, который был усилен вирусом папилломы. Неудивительно, что несмотря на все предложенное лечение через 8 месяцев Генриетта умерла. Однако на этом ее история не закончилась, совсем наоборот. Дело в том, что еще при жизни Генриетты ее лечащий врач передал часть клеток ее раковой опухоли начальнику местного отдела исследований клеток ткани Джорджу Гаю. И именно он отметил уникальную природу клеток Генриетты ведь, по сути, они были бессмертны.

Дело в том, что обычные клетки человеческого тела и других живых организмом имеют определенное конечное количество делений, так называемый предел Хейфлика. Связанно это с тем, что в процессе деления на концах хромосом клеток постоянно уменьшаются в размере теломеры, до тех пор, пока клетка полностью не теряет способность деления. Предельное количество делений отличается, однако для большинства клеток человеческого организма максимумом является 52 деления.

Одновременно с этим, клетки Генриетты Лакс не имели своего предела Хейфлика и могли бесконечно делиться в питательном растворе. По факту, происходит это из-за того, что раковые опухоли достаточно часто производят в процессе роста теломеразу, специальный фермент, позволяющий теломерам постоянно сохранять свой исходный размер и не уменьшаться. Более того, клетки Генриетты имели отличную адаптируемость практически к любым условиям и делились гораздо быстрее большинства раковых клеток. Стоит также отметить, что раковые клетки, названные впоследствии HeLa (аббревиатура от имени донора) имеют аномальный кариотип, и если клетки обычного человека содержат 46 хромосом, то в клетках HeLa это количество варьируется от 49 до 78 хромосом, что уже само по себе представляет огромный интерес для науки.

Использование бессмертных клеток

Получив в свое распоряжение столь уникальные клетки, Джордж Гай быстро понял их потенциал и начал работать над созданием условий для их массового деления и развития. Дело в том, что исследовательский отдел Гая, как и многие другие научные учреждения по всему миру уже более 10 лет активно работали над созданием клеточных линий, которых требовалось просто огромное количество для проведения достоверных медицинских исследований. Однако до появления клеток HeLa все усилия были тщетными, предел Хейфлика нельзя было преодолеть, процесс выращивания клеток был долгим, а их транспортировка становилась настоящей проблемой. В то же время клетки Генриетты Лакс позволили мгновенно совершить настоящий прорыв в медицине и микробиологии, так как ученые всего мира получили бесконечное количество материала для работы.

В первую очередь данные клетки позволили создать вакцину от бушевавшего в те времена в Америке полиомиелита. На момент появления клеток HeLa вакцина от него уже была разработана Джонасом Солком, однако без многочисленных исследований он просто не мог использовать ее на живых людях. Ну а поскольку клетки HeLa оказались намного более чувствительны к вирусу полиомиелита, вопрос подходящего материала был полностью решен.

Конечно же, необходимость в большом количестве исследовательского материала побудила Гая решать вопросы массового производства данных клеток и их транспортировки. Как вскоре выяснилось, клетки HeLa оказались очень неприхотливыми к среде обитания. Если обычные клетки могут расти только на стыке питательного раствора и воздушной среды, образую пленку, то клетки HeLa спокойно развивались в любом объеме питательной среды, во много раз удешевляя их производство. Более того, после нескольких проб и попыток оказалось, что и перевозка таких клеток не составляет больших проблем, ведь они оказались намного более стойкими и невосприимчивыми к различным температурным и другим внешним фактором. В итоге клетки HeLa начали перевозить по почте, в то время как ранее обычные клетки транспортировали в специальных условиях на самолетах, так как временной фактор играл очень большую роль.

Клетки HeLa существуют и используются до сих пор, ну а поскольку их разделяли множество раз, существует сразу несколько ветвей, обладающих различными характеристиками и особенностями. Эти клетки использовали для исследования рака, СПИДа, десятков вирусных заболеваний, их использовали при испытании ядерной бомбы, они неоднократно побывали в космосе, им прививали гены живых существ и растений, заражали ими другие клетки и делали еще очень много важных вещей.

Более того, саму Генриетту, а именно уникальные клетки даже хотели выделить в качестве отдельного и совершенно нового биологического вида, из-за аномального количества хромосом. И хоть данная инициатива не была официально реализована, многие исследователи придерживаются идеи о совершенно уникальной природе клеток HeLa. В то же время сам донор Генриетта очень долго оставалась в тени. Она погибла в 1951 году, и ее лечащий врач посчитал нарушением медицинской тайны рассказывать ее семье об исследованиях ее клеток. Правда открылась им намного позже, когда исследователям понадобилось изучить всех членов семьи, и на протяжении многих лет они тщетно пытались добиться хоть каких-то денег за исследования, проводимые над клетками их матери.

Каждый человек по-своему уникален, однако лишь некоторые из нас обладают необычайными способностями, которые могут изменить мир. В нашей статье мы расскажем вам об удивительной Генриетте Лакс, которая спасла миллионы жизней благодаря тому, что отличало её от других.

В 1950-х госпиталь Джона Хопкинса в Балтиморе по праву считался одним из лучших медицинских заведений в стране. Кроме того, в то время он был одним из немногих госпиталей, куда за медицинской помощью позволялось обращаться афроамериканцам. Генриетта Лакс была одной из них, потому она обратилась туда в феврале 1951 года, когда её стали беспокоить боли внизу живота.

Доктору Говарду Джонсу, гинекологу, она рассказала о необычных кровотечениях и пожаловалась на болезненные ощущения. При осмотре доктор обнаружил опухоль и немедленно отправил образец её тканей в лабораторию доктора Джорджа Гея. Результаты анализа подтвердили, что опухоль была злокачественной. В качестве лечения больной назначили облучение радием, но поскольку в те времена лечение раковых заболеваний было весьма ограниченным, Генриетта скончалась через 7 месяцев.

Доктор Джордж Гей особенно тщательно изучал образец тканей Генриетты. Его чрезвычайно поразила долговечность и скорость размножения представленных клеток. Как правило, доставленные в лабораторию образцы погибают в течение пары часов, а клетки Лакс не только жили, но и продолжали делиться. Это объяснило быстрый и агрессивный рост опухоли – она разрасталась быстрее, чем радиация могла бы их убить.

Доктор Гей немедленно отправил образцы клеток в несколько продвинутых исследовательских центров по всей Америке. В одном из таких центров трудился Джонас Солк, который использовал клетки Генриетты в разработке вакцины от полиомиелита – в будущем она спасла миллионы людей от нестерпимых мучений и верной смерти.

Доктор, обнаруживший уникальное свойство клеток назвал их «ГеЛа» (HeLa) – по первым двум буквам имени и фамилии Генриетты Лакс. Таким образом он увековечил женщину, которая стала причиной мощнейшего прорыва в медицине.

Изучая генотип клеток, учёные пришли к выводу, что причиной заболевания Генриетты стала мутация с включением в ДНК генов папилломавируса. Помимо агрессивного поведения опухоли, эта мутация способствовала увеличению набора хромосом в клетках и обретению ими способности производить теломеразу – фермент, который стабилизировал хромосомы и защищал их от дальнейших мутаций. То, что произошло с Генриеттой было абсолютной случайностью, в ДНК её детей не было обнаружено подобных мутаций.

Спустя несколько лет семья Лакс потребовала публичного признания вклада Генриетты в спасение жизней, поскольку биологические материалы (кровь и клетки), послужившие для прогресса в медицине, были использованы в исследованиях без согласия больной или её родственников. В середине прошлого века общественность не позволила бы воздвигать такие почести афроамериканке, новость об открытии клеток HeLa была у всех на устах, но журналистам сообщили поддельное имя – Хелен Лейн.

В 2010 году независимый научный писатель Ребекка Склут опубликовала книгу «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс», а в 2017 году на HBO презентовали одноимённый фильм с Опрой Уинфри в главной роли. Благодаря им мир узнал о простой женщине, подарившей медицине свои бессмертные клетки. Исследованиям клеток HeLa посвящено около 74 тысяч научных статей, в которых учёные пытались объяснить природу такого явления. Помимо изобретения вакцины от полиомиелита, клетки Генриетты использовали для изучения раковых заболеваний, СПИДа и множества других болезней, а также для исследования воздействия радиации и токсических веществ на организм человека.