Кіріспе
Ең көне мәдениетті адам жасушалар желісі (1951)
HeLa ('/h//iː//l//ɑː/) – ғылыми зерттеулерде қолданылатын өлмейтін жасушалар желісі. Бұл адам жасушаларының ең көне түрі және ең көп қолданылатындарының бірі. HeLa жасушалары берік және көбейгіш, ғылыми зерттеулерде кең ауқымды қолдануға мүмкіндік береді. Бұл желі 1951 жылғы 8 ақпанда бес баланың анасы, 31 жастағы афроамерикалық Генриетта Лакстың жатыр мойны қатерлі ісігінен алынған жасушалардан құралған, және осының құрметіне осылай аталған. Лакс 1951 жылғы 4 қазанда қатерлі ісік салдарынан қайтыс болды. Лакстың қатерлі ісігінен алынған жасушалар оның білуіне берілмеді, бұл сол кездегі АҚШ-тағы әдеттегі практика еді. Жасуша биологы Джордж Отто Гей оларды тірі ұстауға болатынын анықтады және жасушалар желісін жасады. Бұрын басқа адам жасушаларынан алынған жасушалар бірнеше күн ғана тірі қалатын, бірақ Лакстың ісігінен алынған жасушалар басқаша қызмет етті.
Шығу тегі
1951 жылы Генриетта Лакс есімді әйел Джонс Хопкинс ауруханасына қынаптан қан кетудің белгілерімен түсті; кейіннен ол жатыр мойны қатерлі ісігімен емделді. Оның алғашқы емдеуін Лоренс Уортон-младший жүргізді, ол оның келісімінсіз жатыр мойнынан тіндердің үлгілерін алды. Оның жатыр мойнынан алынған биопсиясы тіндерді өсіру зертханасының басшысы Джордж Отто Гейге клиникалық зерттеулер мен ғылыми жұмыстар үшін үлгілерді ұсынды. Гейдің зертханалық ассистенті Мэри Кубичек жасушаларды өсіру үшін ролик тәсілін қолданды. Гей 1951 жылы Лакс қатерлі ісіктен қайтыс болғанға дейін осы жасушаларды көбейтті. Бұл жасушалардың in vitro жағдайында сәтті өсуінің алғашқы мысалы болды, бұл ғылыми жетістік болашақта медициналық зерттеулерге үлкен пайда әкелді. Гей осы жасушаларды және оның зертханасында жасалған құралдар мен әдістерді ғылымның дамуы үшін кез келген ғалымға тегін берді. Лакс немесе оның отбасы жасушаларды алуға рұқсат бермеген. Кейіннен жасушалар коммерцияланды, бірақ бастапқы күйінде патенттелмеді. Сол кезде пациенттерге немесе олардың туыстарына мұндай мәселелер туралы хабарлау талабы болған жоқ, себебі операция, диагностика немесе емдеу кезінде алынған материал немесе қалдық материал дәрігердің немесе медициналық мекеменің меншігі саналды. Гейдің зертханалық ассистенті үшін қалыпты жағдай бойынша, мәдениет Генриетта Лакстың аты мен тегінің алғашқы әріптерімен аталатын болды – He + La. Басқа жасушалар HeLa жасушаларымен зарарланған кезде, бір зерттеу тобы Лакс отбасына хабарласып, ластанған жасушаларды анықтауға көмектесетін ДНК үлгілерін сұрады. Отбасы сапардың мақсатын толық түсінбеді, бірақ зерттеушілердің айтқандары оларды алаңдатты. Бұл жасушалар қатерлі ісік жасушалары ретінде қарастырылады, өйткені олар Лакстың қатерлі ісік диагнозы қойылған кезде жатыр мойнындағы көзге көрінетін зақымнан алынған биопсиядан пайда болған. HeLa жасушалары, басқа жасушалар сияқты, "өлімсіз" деп аталады, себебі олар зертханадағы жасушалар мәдениетінде шексіз бөліне алады, егер жасушалардың тірі қалуына қажетті жағдайлар сақталса (яғни, қолайлы ортада ұсталып, күтілсе). HeLa жасушаларының көптеген түрлері бар, себебі олар жасушалар мәдениетінде бөліну кезінде мутацияға ұшырайды, бірақ барлық HeLa жасушалары Лакстан алынған бірдей ісік жасушаларынан тараған. Жасушалар мәдениетінде көбейген HeLa жасушаларының жалпы саны Генриетта Лакстың денесіндегі жасушалардың жалпы санын асып түседі.
Дау
Лакстың жағдайы – 20 ғасыр медицинасында хабардар келісімнің болмауының көптеген мысалдарының бірі. Тіндерін берушілер мен дәрігерлер арасында байланыс дерлік болған жоқ – пациенттердің келісімінен тыс жасушалар алынды, ал пациенттерге жасушалар не үшін қолданылатыны айтылмады. Лакс ем алған және тіндері алынған Джонс Хопкинс ауруханасы Балтимор аймағындағы африкалық американдық пациенттер тегін ем алатын жалғыз аурухана болды. Аурухананың осы бөлек бөлімшесінен тегін емделген пациенттер көбінесе өздері білмей зерттеу нысанына айналды. Лакс отбасының пациенттік істеріне қолжеткізімі болмады, сондай-ақ HeLa жасушаларын кімге және не үшін беру керектігін шешуге қатыса алмады. Үстімізден, HeLa жасушалары ғылыми қауымдастықта кеңінен танылып, жиі қолданыла бастағанда, Лакстың туыстары ешқандай қаржылық пайда көре алмады және денсаулық сақтауға қолжеткізімі шектеулі күйде өмір сүре берді. 2021 жылы Генриетта Лакстың мұрагерлері Термо Фишер Сайып компаниясының HeLa жасушаларын заңсыз және жария түрде сатқаны үшін өткен және болашақ төлемдерді алу үшін сотқа жүгінді. Лакс отбасы 100-ден астам фармацевтикалық компаниялардан HeLa жасушаларын пайдаланғандығы үшін өтемақы алу мақсатында адвокат жалдады. Thermo Fisher Scientific компаниясымен сот ісі бойынша келісім 2023 жылдың тамызында жарияланды, бірақ шарттары жарияланбады. Келісімге қол жеткізілгеннен кейін Лакс отбасы Ultragenyx компаниясын да сотқа бергені хабарланды.
Ғылыми зерттеулердегі қолдану
HeLa жасушалары 1953 жылы Теодор Пак және Филип I. Маркус Колорадо университетінде, Денверде алғаш рет сәтті көбейтілген адам жасушалары болды. Осы уақыттан бері HeLa жасушалары қатерлі ісік, ЖИТС, радиация және уытты заттардың әсері, гендік карта жасау және одан да көптеген ғылыми салаларда зерттеулер үшін үздіксіз пайдаланылып келеді. Автор Ребекка Склоттың мәліметінше, 2009 жылға дейін HeLa [жасушалары] бойынша 60 000-нан астам ғылыми мақала жарияланған, және бұл көрсеткіш ай сайын 300-ден астам мақаламен тұрақты түрде өсіп келеді.
Полиомиелитті жою
HeLa жасушаларын Джонас Солк 1950 жылдары полиомиелитке қарсы алғашқы вакцинаны сынау үшін пайдаланды. Олар полиомиелит вирусына оңай жұғатыны анықталды, нәтижесінде жұқтырған жасушалар қырылды. 1953 жылдың көктемінде Тускеги университетінде Солк және басқа зертханаларды HeLa жасушаларымен қамтамасыз ету мақсатында жасуша өсіру фабрикасы ашылды. Бір жыл ішінде Салк вакцинасы адамдарға сынау үшін дайын болды.
Вирусология
HeLa жасушалары парвовирустың адам, иттің және мысықтың жасушаларын қалай жұқтыратынын сынау үшін пайдаланылды. Бұл жасушалар орапоуш вирусы (OROV) сияқты вирустарды зерттеуде де қолданылған. OROV мәдени жасушалардағы жасушалардың бұзылуына себеп болады; жасушалар жұқтырылғаннан кейін көп ұзамай дегенерацияға ұшырайды, бұл вирус арқылы апоптоздың іске қосылуына әкеледі. HeLa жасушалары папилломавирусының E2 экспрессиясын және апоптозды зерттеу үшін қолданылды. HeLa жасушалары иттің өрен вирусының қатерлі жасушаларда апоптозды тудыру қабілетін зерттеу үшін де пайдаланылды, бұл сәулеленуге және химиотерапияға төзімді ісіктерді емдеу жолдарын әзірлеуде маңызды рөл атқара алады. Сонымен қатар, HeLa жасушалары жылдар бойы ВИЧ, Зика, қызылша және герпес вирустары сияқты әртүрлі вирустармен жаңа вакциналар мен дәрілерді сынау және жасау үшін жұқтырылды. Доктор Ричард Аксель CD4 белгісін HeLa жасушаларына қосу олардың ВИЧ жұқтыруына мүмкіндік беретінін, соның арқасында вирус зерттелуге мүмкіндік алатынын анықтады. 1979 жылы ғалымдар қызылша вирусының HeLa жасушаларын жұқтырғанда тұрақты түрде мутацияланатынын білді, ал 2019 жылы Зика вирусының HeLa жасушаларында көбеймейтіні анықталды.
Қатерлі ісік
HeLa жасушалары қатерлі ісіктерді зерттеуде кеңінен қолданылған, оның ішінде эстрадиол және эстроген сияқты жыныстық стероид гормондары, эстроген рецепторлары, сондай-ақ қатерлі ісіктің дамуын тежейтін кверцетин сияқты эстрогенге ұқсас қосылыстарды зерттеулерде пайдаланылды. HeLa жасушаларында флавоноидтар мен антиоксиданттардың эстрадиолмен бірге қатерлі ісік жасушаларының көбеюіне тигізетін әсері де зерттелді. 2011 жылы HeLa жасушалары IR 808 және басқа да гептаметин бояғыштарының жаңа түрлерін сынау үшін қолданылды, бұл бояғыштар қазір медициналық диагностикада, фотодинамикалық терапия (ПДТ) арқылы қатерлі ісікпен ауыратын науқастарды жеке емдеуде, басқа дәрілермен бірге қолдануда және сәулелендіруде қолданылу мүмкіндіктері зерттелуде. HeLa жасушалары фотодинамикалық терапияның құрамында апоптозды тудыру үшін фуллерендерді зерттеуде, сондай-ақ жасуша желілерін пайдалана отырып, *in vitro* қатерлі ісік зерттеулерінде қолданылды. HeLa жасушалары РНК-дағы қатерлі ісік маркерлерін анықтауға, РНКi негізіндегі сәйкестендіру жүйесін және нақты қатерлі ісік жасушаларының жұмысына кедерес келтіруге де пайдаланылды. 2014 жылы HeLa жасушалары C57BL/6 егеуқұйрық тышқандарында ісік ксенотрансплантациясы үшін жарамды жасуша желісі екені көрсетілді, содан кейін олар флуоксетин мен цисплатиннің жатыр мойны қатерлі ісігіне *in vivo* әсерін зерттеу үшін қолданылды.
Генетика
1953 жылы зертханада HeLa жасушаларын қате сұйықтықпен араластыру нәтижесінде ғалымдар алғаш рет жұмыс істеп жатқан HeLa жасушаларындағы әрбір хромосоманы ажыратып көруге және санауға қол жеткізді. Бұл кездейсоқ жағдай Джо Хин Тхио мен Альберт Леван ғалымдарын хромосомаларды бояу және санау техникасын жетілдіруге жетеледі.
Теломераза
HeLa жасушалық желісі қатерлі ісіктерді зерттеу үшін алынған. Бұл жасушалар басқа қатерлі ісік жасушаларымен салыстырғанда да, өте жылдам көбейеді. Көптеген қатерлі ісік жасушалары сияқты, HeLa жасушалары да жасуша бөліну кезінде теломеразаның белсенді түрін қамтиды, ол теломерлерді қайта-қайта көшіреді. Бұл қартаюға және жасушаның өліміне себеп болатын теломерлердің біртіндеп қысқаруын тоқтатады. Осы арқылы жасушалар Хейфлик лимитін еңсере алады, яғни көптеген қалыпты жасушалар қартаюға ұшырамас бұрын бастан кешіретін жасушалық бөлінулердің шектеулі саны. Нәтижесінде, жасушалар шексіз бөлінеді және өлмейді.
Хромосома саны
Адам папиллома вирусы 18 (HPV18) -ден адам жатын мойны жасушаларына горизонтальды гендердің берілуі нәтижесінде HeLa геномы пайда болды, ол Генриетта Лакстың геномынан хромосомалар санының өзгешелігі сияқты түрлі жағынан ерекшеленеді. HeLa жасушалары – тез бөлінетін қатерлі ісік жасушалары, және хромосомалардың саны қатерлі ісік пайда болғанда және жасушалар культивацияланғанда өзгеріп отырады. Қазіргі есептеулерге сүйенсек (өте ұсақ фрагменттерді ескермегенде), хромосома саны "гипертриплоидты (3n+)" деңгейінде, яғни 76-80 хромосома (қалыпты диплоидты саны 46 емес), оның ішінде 22-25 клоналды аномалиялы хромосома бар, олар "HeLa қолтаңбалық хромосомалары" деп аталады. Бұл қолтаңбалық хромосомалар бірнеше бастапқы хромосомалардан туындауы мүмкін, сондықтан бастапқы нөмірлеуге негізделген жалпы есептеулер қиынға түседі. Зерттеушілер осы аберрантты кариотиптердің тұрақтылығына да назар аударған. Бұл Лакс отбасының білімінен тыс жасалды. Отбасы алаңдауын білдіргендіктен, авторлар өз еріктерімен деректерге қол жеткізуді шектеді. 2013 жылдың 7 тамызында NIH директоры Фрэнсис Коллинз Лакс отбасымен үш кездесуден кейін келісімге келгеннен кейін, жасуша штаммының геномына бақыланатын қол жеткізу саясатын жариялады. Деректерге қол жеткізу комитеті зерттеушілердің геномдық тізбекке қол жеткізу туралы өтініштерін қарайды, егер зерттеу медициналық мақсатта жүргізілсе және пайдаланушылар HeLa геномдық деректерін пайдалану туралы келісімнің талаптарын орындаса. Бұл келісімге NIH қаржыландыратын барлық зерттеушілер деректерді болашақта ортақ пайдалану үшін бірыңғай деректер базасына енгізуі керек. Комитетте медицина, ғылым және биоэтика салаларының өкілдерінен құралған алты мүше, сондай-ақ Лакс отбасының екі өкілі бар.
Ластану
HeLa жасушаларын бақылау кейде қиын, себебі олар тіндік мәдениет пластиналарында өсіп, басқа жасуша желілерін басып алып, олардан басым түседі. Тиісті күтім болмағандықтан, олар сол зертханадағы басқа жасуша мәдениеттерін ластауы мүмкін, биологиялық зерттеулерге кедергі келтіріп, зерттеушілерді көптеген нәтижелерді жарамсыз деп жариялауға мәжбүр етеді. Басқа жасуша түрлері арасында HeLa жасушаларының ластану деңгейі белгісіз, өйткені көптеген зерттеушілер бұрыннан қалыптасқан жасуша желілерінің сәйкестігін немесе тазалығын тексермейді. In vitro жасуша желілерінің айтарлық бөлігі HeLa жасушаларымен ластанған екені көрсетілді; бағалаулар 10%-дан 20%-ға дейін жетеді. Бұл байқау кез келген жасуша желінің белгілі бір деңгейде ластануға ұшырауы мүмкін екенін ұсынады. Стэнли Гартлер (1967) және Уолтер Нельсон Риз (1975) әртүрлі жасуша желілерінің HeLa жасушаларымен ластануы туралы алғаш рет жариялағандардың қатарында болды. HeLa жасушаларының ластану мәселесін шешуге назар аудармай, көптеген ғалымдар мен ғылыми жазушылар бұл мәселені жай ғана ластану ретінде сипаттап келеді – бұл адам қателігінен немесе кемшіліктерінен емес, HeLa жасушаларының төзімділігінен, көбею қабілетінен немесе күшті табиғатынан туындайды. Жақында алынған деректер көрсеткендей, әлі де қазіргі заманғы жасуша мәдениеттерінде толассыз ластану маңызды проблема болып табылады. Халықаралық жасуша желілерін растау комитеті (ICLAC) жасуша желілерін дұрыс анықтамаудың көптеген жағдайлары басқа, жылдам өсетін жасуша желісімен араласу нәтижесінде туындайтынын атап өтеді. Бұл ластанған жасуша желілерін пайдалану арқылы жүргізілген зерттеулердің дұрыстығына күмән тудырады, себебі ластаушының кейбір қасиеттері, тіпті басқа түрден немесе тінден шыққан болса да, зерттеу нысаны болған жасуша желісіне қате атрибутталған болуы мүмкін.
Медиада
Адам Кертистің 1997 жылғы "Барлық дененің жолы" атты деректі фильмі HeLa жасушаларының тарихын және медицина мен қоғамға олардың тигізген әсерін түсіндірді. 2010 жылы "Заң мен тәртіп" телесериалының "Өлімсіз" атты эпизоды Генриетта Лакстың және HeLa жасушалар желісінің оқиғасына негізделген, оның орнына ойдан шығарылған "NaRo" жасушаларын пайдаланған. HeLa жасушалар желісінің қалай пайда болғаны туралы оқиға 2010 жылы Radiolab подкастының бір бөлімінде де жарық көрді. HeLa жасушалары Ребекка Склоттың 2010 жылы жарық көрген "Генриетта Лакстың өлмейтін өмірі" атты кітабының тақырыбы болды, онда жасушалар желісінің тарихи контексті және Лакс отбасының оның қолданылуына қатысуы зерттелді.