CELLULE DI HELA: STORIA, CARATTERISTICHE, CICLO CELLULARE E USI - BIOLOGIA - 2025

Le cellule HeLa sono un gruppo di cellule tumorali coltivate ininterrottamente dal 1951, quando sono stati isolati da un afro - paziente americano con un tumore maligno del collo dell'utero. Il suo nome deriva dalle prime due lettere del nome e del cognome della paziente da cui sono stati ottenuti, Henrietta Lacks (HeLa). Sono anche chiamate cellule immortali, ed è la più antica linea cellulare conosciuta e utilizzata dagli esseri umani.

La scoperta e lo sviluppo delle cellule HeLa nella ricerca medica è stato un enorme contributo all'umanità. Queste cellule sono state utilizzate in più di 70mila indagini in tutto il mondo.

HeLas colture cellulari. Divisione cellulare in metafase e profase. Tratto e modificato dal Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. .

Sono stati una parte fondamentale nello sviluppo del vaccino contro la poliomielite e sono stati di grande aiuto nella ricerca relativa al cancro, all'HIV, alla mappatura genetica, tra molti altri.

Storia

La storia delle cellule HeLa inizia con un paziente afroamericano a cui fu diagnosticato un cancro cervicale nel 1951. Henrietta Lacks arrivò al Jhon Hopkins Hospital, situato a Baltimora City, Maryland, USA, per un consulto ginecologico a causa di un'emorragia intermestruale atipica.

Detto sanguinamento era ricorrente dopo il suo ultimo parto e la paziente ha anche indicato di sentire una sorta di nodo nel suo utero. Un test del cancro cervicale ha confermato i sospetti medici. Il paziente aveva un tumore di circa 2,5 centimetri di diametro, facilmente palpabile.

In quel momento i medici presero il primo campione di tessuto di Henrietta per l'analisi patologica. I test istopatologici hanno indicato che si trattava di un carcinoma uterino di tipo a cellule squamose, cioè un tumore maligno con proliferazione cellulare incontrollata.

Il ginecologo curante ha detto che gli sembrava molto atipico che dopo l'ultimo parto della signora Lacks, avvenuto appena sei settimane prima, l'analisi della cervice (parte interna dell'utero, all'estremità della vagina) indicava che tutto aveva un aspetto normale. alla data della diagnosi è stato riscontrato un tumore in uno stadio di sviluppo così avanzato.

Prima che Henrietta Lacks iniziasse il suo trattamento contro il cancro, un residente in ospedale aveva prelevato un nuovo campione di tessuto tumorale dal paziente e lo aveva inviato al laboratorio di coltura cellulare umana e animale del Dr. George Otto Gey.

Il paziente non ha reagito positivamente al trattamento del cancro, che consisteva in radiazioni profonde, e otto mesi dopo la diagnosi Henrietta ha ceduto alla malattia all'età di 31 anni. Uno dei medici curanti ha detto di non aver mai visto un tipo di cancro come quello e di non averlo mai più visto.

Colture cellulari HeLa

Il dottor George Gey, era un importante ricercatore di colture tissutali presso il John Hopkins Institute. Questo scienziato era alla ricerca da anni di una linea cellulare immortale, cioè un gruppo di cellule che potesse dividersi illimitatamente in condizioni di laboratorio (in vitro).

Gey e sua moglie hanno cercato per più di 20 anni di ottenere una linea cellulare che potessero mantenere indefinitamente in condizioni di coltura. Per questo si erano concentrati sulle cellule tumorali, tuttavia non hanno ottenuto i risultati attesi.

Fu allora che il ginecologo e capo del dipartimento di ginecologia presso il John Hopkins Institute, il dottor Richard TeLinde, raccomandò loro di utilizzare le cellule cervicali, fornendo loro le cellule della paziente Henrietta Lacks.

Quando le cellule furono coltivate, iniziarono a moltiplicarsi in modo straordinario, al ritmo di una generazione ogni 24 ore. Questi risultati hanno cambiato la vita dei Geys come ricercatori, hanno anche cambiato la medicina e hanno permesso loro di innovare e creare nuovi campi di ricerca cellulare.

Perché manca Henrietta?

La scoperta delle cellule HeLa non è stata una sperimentazione su un singolo paziente o su un donatore. Al contrario, i Geys avevano tentato senza successo di ottenere colture cellulari adeguate da molti tessuti cancerosi.

Seguendo la raccomandazione di TeLinde, la coppia di ricercatori ha avuto accesso a campioni cervicali di vari pazienti, ma solo quelli di Henrietta Lacks hanno dato i risultati desiderati.

Uno studio condotto 20 anni dopo la morte della signora Lacks ha rivelato che il cancro di cui soffriva questa paziente era un tipo aggressivo di adenocarcinoma della cervice. Successivamente si è anche appreso che le cellule erano state infettate dal papillomavirus umano (HPV).

Il ceppo HPV che ha infettato queste cellule appartiene al sierotipo 18, che è precisamente associato a tumori aggressivi della cervice umana.

La storia medica della paziente indicava anche che aveva la sifilide. Questo, insieme alla presenza del sierotipo 18 di HPV, potrebbe aiutare a spiegare i risultati ottenuti dai Geys, riguardo alla rapida crescita di queste cellule in condizioni di laboratorio e alla loro immortalità.

caratteristiche

Le cellule HeLa sono cellule cancerose. Hanno un diametro di 20 micron con un nucleo di 10 micron. Sia il suo cariotipo che il suo genoma sono insoliti; Da un lato, i geni sono pieni di errori e, dall'altro, hanno copie aggiuntive di alcuni cromosomi, che presentano tra 76 e 80 cromosomi totali.

Sono infettati dal papillomavirus umano, la principale causa di cancro cervicale; questo fa sì che alcuni cromosomi nelle cellule HeLa siano fortemente mutati.

Crescono notevolmente più velocemente, anche per le cellule cancerose; inoltre, sono in grado di contaminare e superare una grande varietà di colture cellulari, quindi è necessario prendere precauzioni estreme quando si lavora con loro.

Sono cellule chiamate immortali, poiché possono dividersi all'infinito in condizioni ideali. Presentano una versione attiva di una proteina chiamata telomerasi durante la divisione cellulare.

Questa proteina impedisce alle cellule HeLa di raggiungere il limite di Hayflick. Questo limite è stato proposto da Leonard Hayflick e determina il numero di volte in cui una popolazione di cellule umane normali raggiunge il suo livello massimo di replicazione e quindi entra nella fase di senescenza.

Cellule HeLa, fluorescenza multicolore. Preso e modificato da 8x57is.

Ciclo cellulare

Il ciclo cellulare delle cellule HeLa non è molto diverso dal ciclo cellulare di altre cellule umane normali.

Nelle cellule eucariotiche (incluso HeLa), il ciclo consiste di 2 fasi: un'interfaccia, in cui le cellule sviluppano e duplicano il loro materiale genetico e gli organelli, e una fase mitotica, dove la cellula separa il suo materiale genetico, divide il citoplasma e dà origine a una cellula figlia.

Le cellule HeLa in coltura subiscono un ciclo di divisione cellulare ogni 20 ore. All'interno di questo ciclo, l'interfaccia è la fase più lunga, a 19 ore, mentre la fase mitotica dura solo un'ora. Le cellule normali possono dividersi in un numero finito di volte, mentre le cellule Hela possono ripetere il ciclo innumerevoli volte.

applicazioni

I ricercatori hanno utilizzato le cellule HeLa in più di 70.000 indagini in tutto il mondo. I suoi usi sono stati incredibilmente vari, alcuni non sono stati etici e altri hanno permesso grandi progressi nella medicina.

Uno dei casi più controversi dell'uso delle cellule HeLa si è verificato nel 1954, quando uno scienziato, senza il previo consenso dei pazienti, ha iniettato loro cellule HeLa per valutare se sviluppassero o meno il cancro da queste cellule. Fu solo nel 1965 che fu accusato di condotta non etica e non professionale.

Gli anni successivi a questo caso furono molto produttivi per la medicina e l'istologia. Nel 1955, Jonas Salks sviluppò e mise in uso il vaccino antipolio; ha scoperto che HeLas è stato infettato ed è morto a causa del virus della poliomielite, che lo ha aiutato a sviluppare un vaccino.

Nel 1966 fu effettuata la prima ibridazione di cellule umane con quelle di un altro animale (topi) grazie alle cellule HeLa.

Attualmente sono noti studi sviluppati con cellule HeLa che hanno permesso di ampliare le conoscenze in campi come l'immunologia , con diversi studi su parvovirus, virus dell'immunodeficienza umana, papilloma umano e poliomielite.

In genetica, sono stati usati per eseguire il sequenziamento del genoma; Sono stati utilizzati anche per comprendere i meccanismi dell'invecchiamento cellulare, analizzando la riproduzione cellulare e il funzionamento dell'enzima telomerasi, un enzima coinvolto nell'accorciamento dei telomeri dopo ogni divisione cellulare.

Inoltre, le cellule HeLa hanno contribuito alla produzione di farmaci per malattie come il morbo di Parkinson, la leucemia, tra gli altri.

Altri usi

Sono utilizzati dall'industria cosmetica per garantire che i prodotti non abbiano effetti collaterali indesiderati. Inoltre, vengono utilizzati nei biotest per la tolleranza e gli effetti delle sostanze tossiche sugli esseri umani.

Le cellule HeLa viaggiarono anche nello spazio esterno durante le missioni spaziali negli anni '70. Gli scienziati hanno utilizzato le cellule HeLa per conoscere gli effetti dell'assenza di gravità sulle cellule umane.

Aspetti legali

La maggior parte degli scritti sulle cellule HeLa concordano su un punto generale. Ottenere queste cellule dalla paziente Henrietta Lacks è stato fatto senza il suo consenso e senza la conoscenza dell'uso che queste cellule avrebbero avuto.

Negli anni '50 del secolo scorso, il consenso dei pazienti non era necessario per ottenere tessuti tumorali. Tuttavia, oggi, e grazie in parte alla famiglia Lacks, esistono leggi per proteggere il paziente.

Queste leggi regolano aspetti come la protezione delle informazioni mediche dei pazienti, la comunicazione con i donatori di cellule, tessuti e la partecipazione a sperimentazioni o ricerche.

Henrietta Lacks e suo marito. Preso e modificato dal proprio.

Negli Stati Uniti esistono leggi statali e federali che controllano e regolano il consenso dei pazienti e l'uso e la condivisione di informazioni dalle cartelle cliniche.

Attualmente, per utilizzare le cellule HeLa o le informazioni genetiche da queste cellule, è necessario che sia approvato da un comitato. A questo comitato partecipano, tra gli altri, i parenti di Henrietta Lacks

Riferimenti

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