;
Кейсы 6 июня 2022

Из смеси ВПЧ, рака и сифилиса получились «бессмертные» клетки: что о них известно

Далее

Агрессивная опухоль рака шейки матки убила Генриетту Лакс, которой был 31 год, а ее раковые клетки продолжают жить и сегодня: на них проводят десятки тысяч исследований. «Хайтек» рассказывает о легендарных живучих клетках HeLa.

Удачная смесь нескольких вирусов создала клетки HeLa, на которых тестировали лекарства от полиомиелита, COVID-19, а еще с помощью них даже секвенировали геном человека.


Как рак может помочь в медицинских исследованиях?

Речь идет о клетках рака шейки матки, их назвали HeLa по первым двум буквам имени пациентки — Генриетты Лакс. Они бессмертны и продолжают делиться даже после смерти всех остальных клеток. 

HeLa выжили даже спустя бесконечное множество поколений клеток. Эта способность делает их бесценными для ученых, так они могут проводить любые свои эксперименты на отдельных клетках.

Почему эти клетки так важны?

До появления HeLa ученые искали способ выращивать и изучать человеческие клетки в лаборатории, чтобы проводить исследования, которые невозможно делать на живом человеке. 

В 1951 году клетки рака шейки матки, которые нашли у Лакс, успешно вырастили в чашке Петри. С того момента у ученых появился источник клеток, которые легко использовать и производить, поэтому их начали применять для проведения исследований.

Их использовали в огромном количестве работ: от создания вакцин против полиомиелита и COVID-19 до исследований рака и секвенирования генома человека. Клетки HeLa сыграли огромную роль во многих научных открытиях и достижениях.

История Генриетты Лакс до сих пор очень важна, но она переросла в огромный конфликт в области биоэтики. Дело в том, что эти клетки у нее взяли во время обычной биопсии рака шейки матки. Дальше клетки без ее согласия передали другим исследователям. Это было обычной практикой в то время.

Клетки HeLa под электронным микроскопом

Семья Лакс уже давно пытается подать в суд на компании, которые, по их словам, несправедливо извлекли выгоду из клеток Генриетты. В книге 2010 года журналистка Ребекка Склут подробно рассказала о том, как клетки HeLa повлияли как на науку, так и на семью Лаксов. Как пишет журналистка в книге «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс», ученый хотел найти лекарство от рака и потому несколько десятилетий потратил на то, чтобы научиться выращивать опухолевые клетки в культуре. 

Как клетки Лакс стали бессмертными для науки?

Лакс не знала, что клетки ее шейки матки были инфицированы вирусом, вызывающим одно из самых распространенных заболеваний, передающихся половым путем — вирусом папилломы человека, или ВПЧ. 

Существует более 150 различных типов ВПЧ, но известно, что только небольшая группа вызывает рак шейки матки. На самом деле 99,7% человек с раком шейки матки являются ВПЧ-положительными.

К счастью, большинство людей, инфицированных ВПЧ, могут избавиться от вируса до того, как он станет злокачественным. Вакцинация против ВПЧ может предотвратить более 90% случаев рака, связанных с ВПЧ. Но у 10% людей с ВПЧ-инфекцией на шейке матки развивается рак. К сожалению, Генриетта была одной из тех, кому не повезло.

Трагедия, которая с ней произошла, помогла выяснить, как работает ВПЧ. В 1976 году Нобелевскую премию вручили за то, что ученые доказали важную роль ВПЧ в развитии рака шейки матки.

Как работают эти раковые клетки?

Оказывается, способность вируса вызывать рак связана с двумя опасными белками, которые он вырабатывает. Они могут находить и разрушать два основных человеческих белка, защищающих от рака, — р53 и ретинобластому (Рб).

Р53 и Rb работают как часовые: они следят за тем, чтобы клетки не накапливали вредные генетические мутации и не прекращали делиться после определенного количества циклов. Недавно ученые провели исследование, чтобы понять, как белки ВПЧ взаимодействуют с белками, подавляющими опухоль, при условии, что они находятся в различных типах человеческих клеток, включая HeLa.

Большинство клеток делится примерно от 40 до 60 раз, прежде чем они станут слишком старыми, чтобы нормально функционировать. После этого они естественным образом погибают. Но ВПЧ может позволить клеткам размножаться вечно, потому что они атакуют тех самых «часовых», сдерживающих неконтролируемое деление.

После того, как Лакс заразилась ВПЧ 18 — это второй по распространенности тип вируса, — ее клетки шейки матки потеряли способность вырабатывать нужные контролирующие белки. Без контроля роста ее клетки смогли делиться бесконечно и стали бессмертными. Они живут и сегодня как в пробирках и стали частью 70 000 разных исследований.

Раковые клетки человека HeLa. Ядро (особенно ДНК) подсвечено голубым цветом. Клетки в центре и справа находятся в интерфазе. Клетка слева находится в процессе митоза

Спустя годы изучения клеток HeLa биологи выяснили о них все: чем они питаются, как размножаются и защищаются, а также какие белки строят и какие гены используют. В результате ученые поняли, что HeLa совсем не такие, как обычные человеческие клетки. Они быстрее размножаются и имеют почти в два раза больше хромосом. 

И даже после многих лет исследований количество хромосом в клетках осталось практически неизменным. Значит, считают исследователи, такая геномная аномалия была успешной. Другие попытки HeLa перестроить свой геном не удались, а другие образцы не прижились в лабораторных условиях. 

Только спустя 20 лет поле изучения HeLa врач Генриетты Лакс Говард Джонс выяснил, что HeLa — это не мутации в эпителии шейки матки, как считалось ранее, а аденокарцинома — тип рака, который формируется из ткани маточных желез. Он считается более агрессивным. 

Также Лакс всю жизнь болела сифилисом, поэтому в ее организме одновременно встретились ВПЧ и возбудитель сифилиса. Первый вирус сделал из обычных клеток раковые клетки редкого агрессивного типа, а второй, судя по всему, отвел от них подозрения иммунной системы и позволил опухоли разрастись. 

В результате начались деление клеток и изменения в количестве хромосом. А в определенный удачный момент клетки создали особенно успешную комбинацию, которая попала в руки хирурга, потом в лабораторию и дальше начала передвигаться по всему миру. 

Читать далее

Китайский ИИ предсказывает курс гиперзвуковых ракет. Ответный удар будет с опережением

Эволюционисты объявили о прорыве: они поняли, как могла зародиться жизнь на Земле

Ученые рассказали, что убивало галактики в ранней Вселенной