Was sind HeLa-Zellen und warum sind sie wichtig?

HeLa-Zellen sind die erste unsterbliche menschliche Zelllinie. Die Zelllinie wuchs aus einer Probe von Gebärmutterhalskrebszellen, die am 8. Februar 1951 einer afroamerikanischen Frau namens Henrietta Lacks entnommen worden war. daher wurde die Kultur HeLa genannt. 1953 klonierten Theodore Puck und Philip Marcus HeLa (die ersten menschlichen Zellen, die geklont wurden) und spendeten frei Proben an andere Forscher. Die ursprüngliche Verwendung der Zelllinie erfolgte in der Krebsforschung, HeLa-Zellen haben jedoch zu zahlreichen medizinischen Durchbrüchen und fast 11.000 Patenten geführt.

Wichtige Imbissbuden: HeLa Cells

• HeLa-Zellen sind die erste unsterbliche menschliche Zelllinie.
• Die Zellen stammten aus einer Gebärmutterhalskrebs-Probe, die Henrietta Lack 1951 ohne ihr Wissen oder ihre Erlaubnis entnommen hatte.
• HeLa-Zellen haben zu vielen wichtigen wissenschaftlichen Entdeckungen geführt, aber die Arbeit mit ihnen hat Nachteile.
• HeLa-Zellen haben dazu geführt, die ethischen Überlegungen zum Umgang mit menschlichen Zellen zu hinterfragen.

Was es bedeutet, unsterblich zu sein

Normalerweise sterben menschliche Zellkulturen innerhalb weniger Tage nach einer festgelegten Anzahl von Zellteilungen durch einen als Seneszenz bezeichneten Prozess ab. Dies stellt ein Problem für die Forscher dar, da Experimente mit normalen Zellen nicht mit identischen Zellen (Klonen) wiederholt werden können und dieselben Zellen auch nicht für längere Studien verwendet werden können. Der Zellbiologe George Otto Gey nahm eine Zelle aus Henrietta Lacks Probe, ließ sie sich teilen und stellte fest, dass die Kultur unbegrenzt überlebte, wenn Nährstoffe und eine geeignete Umgebung gegeben wurden. Die ursprünglichen Zellen mutierten weiter. Nun gibt es viele HeLa-Stämme, die alle aus derselben einzelnen Zelle stammen.

Die Forscher glauben, dass HeLa-Zellen keinen programmierten Tod erleiden, weil sie eine Version des Enzyms Telomerase beibehalten, die eine allmähliche Verkürzung der Chromosomentelomere verhindert. Die Verkürzung der Telomere ist mit Alterung und Tod verbunden.

Bemerkenswerte Erfolge mit HeLa-Zellen

HeLa-Zellen wurden verwendet, um die Auswirkungen von Strahlung, Kosmetika, Toxinen und anderen Chemikalien auf menschliche Zellen zu testen. Sie waren maßgeblich an der Kartierung von Genen und der Untersuchung menschlicher Krankheiten, insbesondere von Krebs, beteiligt. Die bedeutendste Anwendung von HeLa-Zellen dürfte jedoch in der Entwicklung des ersten Polio-Impfstoffs gelegen haben. HeLa-Zellen wurden verwendet, um eine Kultur von Poliovirus in menschlichen Zellen aufrechtzuerhalten. Im Jahr 1952 testete Jonas Salk seinen Polio-Impfstoff an diesen Zellen und verwendete ihn zur Massenproduktion.

Nachteile der Verwendung von HeLa-Zellen

Während die HeLa-Zelllinie zu erstaunlichen wissenschaftlichen Durchbrüchen geführt hat, können die Zellen auch Probleme verursachen. Das wichtigste Problem bei HeLa-Zellen ist, wie aggressiv sie andere Zellkulturen in einem Labor kontaminieren können. Wissenschaftler testen die Reinheit ihrer Zelllinien nicht routinemäßig, deshalb hatte HeLa viele kontaminiert in vitro Linien (schätzungsweise 10 bis 20 Prozent), bevor das Problem identifiziert wurde. Ein Großteil der Forschung, die an kontaminierten Zelllinien durchgeführt wurde, musste verworfen werden. Einige Wissenschaftler lehnen es ab, HeLa in ihren Labors zuzulassen, um das Risiko zu kontrollieren.

Ein weiteres Problem bei HeLa ist, dass es keinen normalen menschlichen Karyotyp aufweist (Anzahl und Aussehen der Chromosomen in einer Zelle). Henrietta Lacks (und andere Menschen) haben 46 Chromosomen (diploid oder ein Satz von 23 Paaren), während das HeLa-Genom aus 76 bis 80 Chromosomen besteht (hypertriploid, einschließlich 22 bis 25 abnormaler Chromosomen). Die zusätzlichen Chromosomen stammten von der Infektion mit dem humanen Papillomavirus, die zu Krebs führte. Während HeLa-Zellen in vielerlei Hinsicht normalen menschlichen Zellen ähneln, sind sie weder normal noch vollständig menschlich. Daher gibt es Einschränkungen bei ihrer Verwendung.

Fragen der Zustimmung und des Datenschutzes

Die Geburt des neuen Gebiets der Biotechnologie führte zu ethischen Überlegungen. Einige moderne Gesetze und Richtlinien ergaben sich aus laufenden Problemen im Zusammenhang mit HeLa-Zellen.

Henrietta Lacks war zu der Zeit, wie es die Norm war, nicht darüber informiert, dass ihre Krebszellen für Forschungszwecke verwendet werden sollten. Jahre nachdem die HeLa-Linie populär geworden war, nahmen Wissenschaftler Proben von anderen Mitgliedern der Lacks-Familie, erklärten jedoch nicht den Grund für die Tests. In den 1970er Jahren wurde die Familie Lacks kontaktiert, als Wissenschaftler nach dem Grund für die aggressive Natur der Zellen suchten. Endlich wussten sie von HeLa. Im Jahr 2013 kartierten deutsche Wissenschaftler das gesamte HeLa-Genom und machten es öffentlich, ohne die Familie Lacks zu konsultieren.

Die Information eines Patienten oder seiner Angehörigen über die Verwendung von Proben, die durch medizinische Verfahren gewonnen wurden, war 1951 nicht erforderlich und ist auch heute nicht erforderlich. Der Fall des Obersten Gerichtshofs von Kalifornien von 1990 Moore v. Regenten der University of California Die Zellen einer Person sind nicht ihr Eigentum und können kommerzialisiert werden.

Dennoch hat die Familie Lacks mit den National Institutes of Health (NIH) eine Vereinbarung über den Zugang zum HeLa-Genom getroffen. Forscher, die Gelder vom NIH erhalten, müssen den Zugang zu den Daten beantragen. Andere Forscher sind nicht eingeschränkt, so dass Daten über den genetischen Code des Mangels nicht vollständig privat sind.

Während menschliche Gewebeproben weiterhin aufbewahrt werden, werden Proben jetzt durch einen anonymen Code identifiziert. Wissenschaftler und Gesetzgeber streiten sich weiterhin um Fragen der Sicherheit und des Datenschutzes, da genetische Marker möglicherweise Hinweise auf die Identität eines unfreiwilligen Spenders liefern.

Referenzen und Lesevorschläge

• Capes-Davis A, Theodosopoulos G, Atkin I, Drexler HG, Kohara A, MacLeod RA, Meister JR, Nakamura Y, Reid YA, Reddel RR, Freshney RI (2010). "Überprüfen Sie Ihre Kulturen! Eine Liste von kreuzkontaminierten oder falsch identifizierten Zelllinien". Int. J. Cancer. 127 (1): 1-8.
• Masters, John R. (2002). "HeLa-Zellen 50 Jahre später: Das Gute, das Schlechte und das Hässliche". Natur Bewertungen Krebs. 2 (4): 315 & ndash; 319.
• Scherer, William F .; Syverton, Jerome T .; Gey, George O. (1953). "Untersuchungen zur Vermehrung von Poliomyelitis-Viren in vitro". J Exp Med (veröffentlicht am 1. Mai 1953). 97 (5): 695 & ndash; 710.
• Skloot, Rebecca (2010). Das unsterbliche Leben von Henrietta fehlt. New York: Crown / Random House.
• Turner, Timothy (2012). "Entwicklung des Polio-Impfstoffs: Eine historische Perspektive der Rolle der Tuskegee-Universität in der Massenproduktion und Verteilung von HeLa-Zellen". Journal of Health Care für arme und unterversorgte Menschen. 23 (4a): 5-10.