لقد ناقشنا الأمر معك بطريقة ما ، لكن انظر إلى المعلومات المثيرة للاهتمام التي وجدتها للتو في هذا الأمر.
غالبًا ما تُستخدم ثقافات الخلايا البشرية المزروعة في المختبر في البحوث الطبية الحيوية وفي تطوير علاجات جديدة. من بين خطوط الخلايا العديدة ، أشهرها هو هيلا. هذه الخلايا ، التي تشبه جسم الإنسان في المختبر ("في المختبر") ، "أبدية" - يمكن أن تنقسم إلى أجل غير مسمى ، ويتم إعادة إنتاج نتائج الدراسات التي تستخدمها بشكل موثوق في مختبرات مختلفة. تحمل على سطحها مجموعة متنوعة إلى حد ما من المستقبلات ، مما يسمح باستخدامها لدراسة تأثير المواد المختلفة ، من المواد غير العضوية البسيطة إلى البروتينات والأحماض النووية ؛ إنهم متواضعون في الزراعة ويتسامحون مع التجميد والحفظ جيدًا.
دخلت هذه الخلايا في العلوم الكبيرة بشكل غير متوقع تمامًا. تم أخذهم من امرأة تدعى Henrietta Lacks ، التي توفيت بعد ذلك بوقت قصير. لكن زراعة الخلايا للورم الذي قتلها أثبتت أنها أداة لا غنى عنها للعلماء.
دعنا نتعرف أكثر على هذا ...
هنريتا لاكس
كانت هنريتا لاكس امرأة أمريكية سوداء جميلة. عاشت في بلدة صغيرة تدعى تيرنر في جنوب فيرجينيا مع زوجها وأطفالها الخمسة. في 1 فبراير 1951 ، ذهبت هنريتا إلى مستشفى جونز هوبكنز - كانت قلقة بشأن الإفرازات الغريبة التي وجدتها بشكل دوري على ملابسها الداخلية. كان التشخيص الطبي رهيبًا ولا يرحم - سرطان عنق الرحم. بعد ثمانية أشهر ، ماتت رغم الجراحة والعلاج الإشعاعي. كانت تبلغ من العمر 31 عامًا.
أثناء وجود هنريتا في هوبكنز ، أرسل الطبيب المعالج الخزعة من الخلايا السرطانية لتحليلها إلى جورج جاي ، رئيس مختبر أبحاث خلايا الأنسجة في هوبكنز. في ذلك الوقت ، كانت زراعة الخلايا خارج الجسم في مرحلة التكوين فقط ، وكانت المشكلة الرئيسية هي الموت الحتمي للخلايا - بعد عدد معين من الانقسامات ، مات خط الخلية بأكمله.
اتضح أن الخلايا ، المسماة "هيلا" (اختصار لاسم وألقاب هنريتا لاكس) ، تتضاعف أسرع بكثير من الخلايا الموجودة في الأنسجة السليمة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التحول الخبيث جعل هذه الخلايا خالدة - لقد أوقفوا برنامج كبح النمو بعد عدد معين من الانقسامات. في المختبر ، لم يحدث هذا من قبل مع أي خلايا أخرى. أدى هذا إلى فتح آفاق غير مسبوقة في علم الأحياء.
في الواقع ، حتى هذه اللحظة ، لم يتمكن الباحثون من اعتبار النتائج التي تم الحصول عليها من مزارع الخلايا موثوقة تمامًا: تم إجراء جميع التجارب على خطوط خلايا غير متجانسة ، والتي ماتت في النهاية - في بعض الأحيان حتى قبل أن يكون من الممكن الحصول على أي نتائج. ثم أصبح العلماء أصحاب أول خط خلوي ثابت وحتى أبدي (!) يحاكي بشكل مناسب خصائص الجسم. وعندما تم اكتشاف أن خلايا هيلا يمكنها البقاء على قيد الحياة مع البريد ، أرسلها جاي إلى زملائه في جميع أنحاء البلاد. في وقت قريب جدًا ، نما الطلب على خلايا هيلا ، وتم تكرارها في المختبرات حول العالم. أصبحوا أول خط خلية "قالب".
حدث أن ماتت هنريتا في نفس اليوم الذي ظهر فيه جورج جاي أمام كاميرات التلفزيون وهو يحمل أنبوب اختبار وزنازينها في يديه. وذكر أن حقبة من وجهات النظر الجديدة في اكتشاف الأدوية والبحوث الطبية الحيوية قد بدأت.
لماذا خلاياها مهمة جدا؟
وكان على حق. أتاح خط الخلية ، الذي هو متطابق في جميع المختبرات في العالم ، الحصول بسرعة على المزيد والمزيد من البيانات الجديدة وتأكيدها بشكل مستقل. يمكننا أن نقول بأمان أن القفزة العملاقة في علم الأحياء الجزيئي في نهاية القرن الماضي كانت بسبب إمكانية زراعة الخلايا في المختبر. كانت خلايا Henrietta Lacks أول خلايا بشرية خالدة تنمو على وسط مغذي اصطناعي. علمت HeLa الباحثين كيفية زراعة المئات من سلالات الخلايا السرطانية الأخرى. وعلى الرغم من أن الأولوية في هذا المجال في السنوات الأخيرة كانت تتحول نحو مزارع الخلايا للأنسجة الطبيعية والخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (حصل العالم الياباني شينيا ياماناكا على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب في عام 2012 لاكتشافه طريقة لإعادة الخلايا من كائن بالغ إلى حالة جنينية) ، ومع ذلك تظل الخلايا السرطانية هي المعيار المقبول في البحوث الطبية الحيوية. الميزة الرئيسية لـ HeLa هي نموه الذي لا يمكن إيقافه على وسائط المغذيات البسيطة ، والذي يسمح بإجراء دراسات واسعة النطاق بأقل تكلفة.
منذ وفاة هنريتا لاكس ، تم استخدام خلايا الورم لديها بشكل مستمر لدراسة الأنماط الجزيئية لتطور مجموعة متنوعة من الأمراض ، بما في ذلك السرطان والإيدز ، ودراسة آثار الإشعاع والمواد السامة ، ورسم الخرائط الجينية ، و عدد كبير من المهام العلمية الأخرى. في عالم الطب الحيوي ، أصبحت خلايا هيلا مشهورة مثل جرذان المختبرات وأطباق بتري. في ديسمبر 1960 ، كانت خلايا هيلا هي أول خلية تطير إلى الفضاء على متن قمر صناعي سوفيتي. حتى اليوم ، حجم التجارب التي أجراها علماء الوراثة السوفييت في الفضاء مذهل. أظهرت النتائج أن هيلا تشعر بالرضا ليس فقط في الظروف الأرضية ، ولكن أيضًا في انعدام الوزن.
بدون خلايا هيلا ، كان تطوير لقاح شلل الأطفال الذي طوره جوناس سالك مستحيلاً. بالمناسبة ، كان سالك واثقًا جدًا من سلامة اللقاح الذي تلقاه (فيروس شلل الأطفال الموهن) لدرجة أنه ، كدليل على موثوقية دوائه ، قام بحقن اللقاح مع زوجته وأطفاله الثلاثة.
منذ ذلك الحين ، تم استخدام HeLa أيضًا للاستنساخ (تم إجراء تجارب نقل نووي أولية قبل استنساخ النعجة Dolly الشهيرة على HeLa) ، لاختبار طرق التلقيح الاصطناعي ، وآلاف الدراسات الأخرى (بعضها مدرج في الجدول) .
ما وراء العلم ...
لم يتم الإعلان عن هوية Henrietta Lacks نفسها لفترة طويلة. بالنسبة للدكتور جاي ، بالطبع ، لم يكن أصل خلايا هيلا سرًا ، لكنه كان يعتقد أن السرية في هذا الأمر كانت أولوية ، ولسنوات عديدة لم تعرف عائلة لاكس أن خلايا هنريتا أصبحت مشهورة في جميع أنحاء العالم. تم الكشف عن اللغز فقط بعد وفاة الدكتور جاي في عام 1970.
تذكر أن معايير العقم وتقنيات العمل مع خطوط الخلايا كانت في مهدها فقط في ذلك الوقت ، وظهرت بعض الأخطاء بعد سنوات فقط. لذلك في حالة خلايا هيلا - بعد 25 عامًا ، وجد العلماء أن العديد من مزارع الخلايا المستخدمة في البحث ، والتي نشأت من أنواع أخرى من الأنسجة ، بما في ذلك خلايا سرطان الثدي والبروستاتا ، قد أصيبت بخلايا هيلا أكثر عدوانية وثباتًا. اتضح أن HeLa يمكن أن يتحرك مع جزيئات الغبار في الهواء أو على أيدي مغسولة بشكل غير كافٍ وتتجذر في مزارع الخلايا الأخرى. تسبب هذا في فضيحة كبيرة. على أمل حل المشكلة من خلال التنميط الجيني (التسلسل - قراءة كاملة للجينوم - كان لا يزال مخططًا له فقط كمشروع دولي كبير في ذلك الوقت) ، تعقبت مجموعة من العلماء أقارب هنريتا وطلبوا عينات من الحمض النووي للعائلة من أجل تعيين الجينات. وهكذا أصبح السر واضحا.
بالمناسبة ، لا يزال الأمريكيون قلقين أكثر بشأن حقيقة أن عائلة هنريتا لم تتلق تعويضًا عن استخدام خلايا هيلا دون موافقة المتبرع. حتى يومنا هذا ، لا تعيش الأسرة في ازدهار جيد جدًا ، وستكون المساعدة المادية مفيدة للغاية. لكن جميع الطلبات تواجه جدارًا فارغًا - لا توجد إجابات لفترة طويلة ، والأكاديمية الطبية وغيرها من الهياكل العلمية لا ترغب في مناقشة هذا الموضوع بشكل متوقع.
في 11 مارس 2013 ، أضاف منشور جديد الوقود إلى النار ، حيث قدم نتائج التسلسل الجينومي الكامل لخط خلية هيلا. مرة أخرى ، تم إجراء التجربة دون موافقة أحفاد هنريتا ، وبعد نقاش أخلاقي قصير ، اقتصر الوصول الكامل إلى المعلومات الجينية على المتخصصين. ومع ذلك ، فإن تسلسل الجينوم الكامل لـ HeLa له أهمية كبيرة للعمل في المستقبل ، مما يسمح باستخدام خط الخلية في مشاريع الجينوم المستقبلية.
الخلود الحقيقي؟
الورم الخبيث الذي قتل هنريتا جعل خلاياها خالدة. هل أرادت هذه المرأة الخلود؟ وهل حصلت عليه؟ إذا فكرت في الأمر ، ينشأ شعور رائع - جزء من شخص حي ، تم تكاثره صناعياً ، يتحمل ملايين الاختبارات ، "يتذوق" جميع الأدوية قبل أن يدخلوا في الاختبارات على الحيوانات ، تمزقه علماء الأحياء الجزيئية في جميع أنحاء العالم. العالمية ...
بالطبع ، لا علاقة لأي من هذا بـ "الحياة بعد الحياة". من الحماقة الاعتقاد أنه في خلايا هيلا ، التي يعذبها العلماء النهمون باستمرار ، يوجد على الأقل جزء من روح امرأة شابة مؤسفة. علاوة على ذلك ، لا يمكن اعتبار هذه الخلايا بشرية إلا جزئيًا. تحتوي نواة كل خلية هيلا على 76 إلى 82 كروموسومًا بسبب التحول الذي حدث أثناء الورم الخبيث (تحتوي الخلايا البشرية الطبيعية على 46 كروموسومًا) ، وتثير هذه الصبغيات المتعددة الجدل بشكل دوري حول مدى ملاءمة خلايا هيلا كنموذج لفيزيولوجيا الإنسان. تم اقتراح عزل هذه الخلايا في نوع منفصل قريب من البشر ، يُدعى Helacyton gartleri ، تكريماً لستانلي جارتلر ، الذي درس هذه الخلايا ، لكن هذا لم تتم مناقشته بجدية اليوم.
ومع ذلك ، فإن الباحثين دائمًا على دراية بالقيود التي يجب وضعها في الاعتبار. أولاً ، تظل HeLa ، على الرغم من كل التغييرات ، خلايا بشرية: جميع جيناتها وجزيئاتها البيولوجية تتوافق مع الجينات البشرية ، والتفاعلات الجزيئية في الغالبية العظمى من الحالات متطابقة مع المسارات الكيميائية الحيوية للخلايا السليمة. ثانيًا ، يجعل تعدد الصبغيات هذا الخط أكثر ملاءمة للدراسات الجينومية ، نظرًا لزيادة كمية المادة الوراثية في خلية واحدة ، والنتائج أكثر وضوحًا وأكثر تباينًا. ثالثًا ، يتيح التوزيع الواسع لخطوط الخلايا حول العالم تكرار تجارب الزملاء بسهولة واستخدام البيانات المنشورة كأساس لأبحاثهم الخاصة. بعد إثبات الحقائق الأساسية في نموذج HeLa (ويتذكر الجميع أن هذا على الأقل مناسب ، ولكنه مجرد نموذج لكائن حي) ، يحاول العلماء تكراره على أنظمة نموذجية أكثر ملاءمة. كما ترون ، هيلا وخلايا مماثلة هي الأساس لجميع العلوم اليوم. وعلى الرغم من الخلافات الأخلاقية والأخلاقية ، أود اليوم أن أحترم ذكرى هذه المرأة ، لأن مساهمتها اللاإرادية في الطب لا تقدر بثمن: الخلايا التي تركت بعدها تنقذ وتستمر في إنقاذ أرواح أكثر مما يستطيع أي طبيب القيام به.
أبطال الخلوية
يرتبط خلود خلايا هيلا بعواقب الإصابة بفيروس الورم الحليمي البشري HPV18. تسببت العدوى في تضاعف ثلاثي للعديد من الكروموسومات (تكوين ثلاث نسخ منها بدلاً من الزوج المعتاد) وتقسيم بعضها إلى شظايا. بالإضافة إلى ذلك ، نتيجة للعدوى ، زاد نشاط عدد من منظمات نمو الخلايا ، مثل جينات التيلوميراز (منظم موت الخلية) و c-Myc (منظم نشاط تخليق العديد من البروتينات). جعلت هذه التغييرات الفريدة (والعشوائية) خلايا هيلا الأسرع نموًا والأكثر مرونة حتى من مئات خطوط الخلايا السرطانية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تبين أن التغييرات الناتجة في الجينوم مستقرة للغاية ولم تتغير في ظل الظروف المختبرية على مدار السنوات الماضية.
هذا فصل من كتاب "الحياة الخالدة لهنريتا لاكس" لريبيكا سكلوت
بعد وفاة هنريتا بفترة وجيزة ، تم إنشاء مصنع هيلا ، وهو مشروع ضخم من شأنه أن يتيح زراعة تريليونات من خلايا هيلا أسبوعياً. تم بناء المصنع لسبب واحد فقط - لوقف شلل الأطفال.
بحلول نهاية عام 1951 ، استحوذ العالم على أكبر وباء لشلل الأطفال في التاريخ. كانت المدارس تغلق ، وكان الآباء في حالة ذعر. هناك حاجة ماسة لقاح. في فبراير 1952 ، أعلن جوناس سالك من جامعة بيتسبرغ أنه طور أول لقاح ضد شلل الأطفال في العالم ، لكنه لم يستطع تقديمه للأطفال حتى اختبر سلامته وفعاليته بدقة. هذا يتطلب خلايا مستنبتة على نطاق لم يتم إنتاجه من قبل.
المؤسسة الوطنية لشلل الأطفال (NFIP) ، وهي مؤسسة خيرية أنشأها الرئيس فرانكلين ديلانو روزفلت ، الذي أصيب هو نفسه بشلل الأطفال ، كانت تستعد لأكبر تجربة ميدانية للقاح شلل الأطفال في التاريخ الطبي. كانت الخطة أن يقوم Salk بتلقيح مليوني طفل وأن يقوم NFIP بسحب الدم منهم لمعرفة ما إذا كانوا محصنين. ومع ذلك ، يجب إجراء الملايين من اختبارات التعادل عندما يتم خلط مصل دم الأطفال الملقحين مع فيروسات شلل الأطفال الحية والخلايا المستنبتة. إذا نجح اللقاح ، فيجب على مصل الدم للأطفال الملقحين منع فيروس شلل الأطفال وحماية الخلايا. وإلا فإن الفيروس يصيب الخلايا ويسبب ضررًا يمكن للعلماء رؤيته تحت المجهر.
كانت الصعوبة أن خلايا القردة كانت تستخدم في اختبارات التعادل ، والتي ماتت أثناء هذا التفاعل. كانت هذه مشكلة - ليس لأنهم كانوا يعتنون بالحيوانات (لم يكن هناك حديث عن هذا في ذلك الوقت ، على عكس عصرنا) ، ولكن لأن القردة كانت باهظة الثمن. تكلف الملايين من تفاعلات التحييد مع خلايا القرود ملايين الدولارات ، لذلك بحث NFIP بشكل محموم عن خلية استنبات يمكن أن تتكاثر بشكل جماعي وتكلفة أقل من خلايا القرود.
لجأ برنامج NFIP إلى جاي وبعض خبراء زراعة الخلايا الآخرين للحصول على المساعدة ، وأدرك جاي أن هذا كان حقًا ثروة كبيرة. نتيجة للعمل الخيري ، تلقى NFIP ما معدله 50 مليون دولار من التبرعات سنويًا ، وأراد مديره تقديم معظم هذا المبلغ إلى مزارعي الخلايا حتى يتمكنوا من إيجاد طريقة لإنتاج الخلايا بكميات كبيرة ، وهو ما كان يحلم به الجميع بالنسبة للكثيرين. أعوام.
جاء العرض في الوقت المناسب تمامًا: بضربة حظ ، بعد وقت قصير من المكالمة من NFIP طلبًا للمساعدة ، أدرك جاي أن خلايا Henrietta لم تنمو مثل أي خلايا بشرية واجهها حتى الآن.
تنمو معظم الخلايا في المزرعة في طبقة واحدة على شكل جلطة على سطح الزجاج ، مما يعني أن المساحة الخالية تنفد بسرعة. تتطلب زيادة عدد الخلايا الكثير من العمل: يحتاج العلماء إلى كشط الخلايا من الأنبوب مرارًا وتكرارًا وتوزيعها في عدة حاويات جديدة لمنح الخلايا مساحة جديدة لتنمو. كما اتضح فيما بعد ، خلايا هيلا متواضعة جدًا: لم تكن بحاجة إلى سطح زجاجي لتنمو ، بل يمكن أن تنمو من خلال الطفو في وسط استزراع يتم تحريكه باستمرار بواسطة "جهاز سحري" - وهي تقنية مهمة طورها جاي ، وهي اليوم يسمى نمو التعليق. هذا يعني أن خلايا هيلا لم تكن مقيدة بالمكان مثل جميع الخلايا الأخرى ؛ يمكنهم الانقسام طالما بقيت وسيلة الثقافة. كلما زاد حجم الحاوية مع وسط الاستنبات ، زاد عدد الخلايا. يعني هذا الاكتشاف أنه إذا كانت خلايا هيلا عرضة للإصابة بفيروس شلل الأطفال (لأن بعض الخلايا غير حساسة له) ، فإن هذا من شأنه أن يحل مشكلة الإنتاج الضخم للخلايا ويساعد في تجنب اختبار اللقاح على ملايين خلايا القردة.
وهكذا ، في أبريل 1952 ، حاول جاي وزميله في اللجنة الاستشارية NFIP ويليام شيرير ، الباحث الشاب في جامعة مينيسوتا الذي أكمل مؤخرًا درجة الدكتوراه ، إصابة خلايا هنريتا بفيروس شلل الأطفال. بعد بضعة أيام ، وجدوا أن هيلا كانت في الواقع أكثر عرضة للإصابة بالفيروس من أي خلية أخرى مزروعة حتى الآن. وأدركوا أنهم وجدوا بالضبط ما يحتاجه برنامج NFIP.
لقد فهموا أيضًا أنه قبل أن يتم إنتاج أي خلية بكميات كبيرة ، كانوا بحاجة إلى إيجاد طريقة جديدة لنقلها. كانت شحنة الطائرة التي استخدمها جاي رائعة لإرسال عدد قليل من القوارير إلى زملائه ، لكنها كانت باهظة الثمن بالنسبة للكميات الكبيرة. لن يكون لمليارات الخلايا المزروعة أي فائدة إذا لم يتم تسليم هذه الخلايا إلى المكان الصحيح. وبدأ العلماء في التجربة.
في عام 1952 ، في يوم الذكرى ، أخذ جاي عدة أنابيب من هيلا مع وسط استزراع كافٍ لتستمر بضعة أيام حتى تعيش الخلايا ، ووضعها في حاوية من الصفيح مبطنة بالفلين ومليئة بالثلج لمنع ارتفاع درجة الحرارة. بعد تزويد كل هذا بتعليمات رعاية مفصلة ، أرسل ماري إلى مكتب البريد لإرسال حزمة من أنابيب الاختبار إلى شيرير في مينيسوتا. بمناسبة العطلة ، تم إغلاق جميع مكاتب البريد في بالتيمور ، باستثناء المكتب المركزي في وسط المدينة. للوصول إلى هناك ، كان على ماري تغيير العديد من عربات الترام ، لكنها وصلت في النهاية إلى هناك. بالإضافة إلى الزنازين: بعد أربعة أيام ، وصل الطرد إلى مينيابوليس. وضع شيرير الخلايا في حاضنة وبدأ في النمو. لأول مرة ، نجت الخلايا الحية في النجاة من إرسالها بالبريد.
في الأشهر التي تلت ذلك ، للتأكد من أن الخلايا قادرة على تحمل الرحلة الطويلة في أي مناخ ، قام جاي وشيرر بشحن أنابيب هيلا بالطائرة والقطار والشاحنة عبر البلاد من مينيابوليس إلى نورويتش ، نيويورك ، والعودة. ماتت الخلايا في أنبوب واحد فقط.
عندما علم NFIP أن هيلا معرضة للإصابة بفيروس شلل الأطفال ويمكن زراعتها بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة ، تم إبرام اتفاقية على الفور مع William Scherer للإشراف على تطوير مركز توزيع HeLa في جامعة Tuskegee ، إحدى الجامعات المرموقة. في البلاد من أجل السود. اختار NFIP جامعة توسكيجي لهذا المشروع بسبب تشارلز بينوم ، مدير الأنشطة الزنوج في المؤسسة. أراد بينوم ، مدرس العلوم وناشط الحقوق المدنية وأول مدير للمؤسسة السوداء في البلاد ، تحديد موقع المركز في توسكيجي بمئات الآلاف من الدولارات في التمويل والوظائف المتعددة وفرص التدريب للعلماء السود الشباب.
في غضون أشهر ، قام فريق مكون من ستة علماء وفنيي مختبر من السود ببناء مصنع في توسكيجي لم يسبق له مثيل: مبطن بأجهزة التعقيم الفولاذية الصناعية للتعقيم بالبخار ، وصفوف من أحواض ضخمة من وسائط الثقافة المهتاج ميكانيكيًا ، وحاضنات مليئة بالزجاجات الزجاجية المستزرعة للخلية ، و موزعات الخلايا الأوتوماتيكية طويلة ، مع مقابض معدنية رفيعة طويلة تحقن خلايا هيلا في الأنبوب بعد الأنبوب. في كل أسبوع ، أعد فريق توسكيجي آلاف اللترات من وسيط غاي الثقافي ، ويمزج الأملاح والمعادن ومصل الدم المأخوذ من عشرات الطلاب والجنود ومزارعي القطن الذين استجابوا للإعلانات في الصحف المحلية للتبرع بالدم.
عمل العديد من مساعدي المختبرات كخط أنابيب لمراقبة الجودة وشاهدوا مئات الآلاف من مزارع خلايا هيلا تحت المجاهر كل أسبوع للتأكد من أنها قابلة للحياة وصحية. أرسل آخرون الخلايا في الموعد المحدد للباحثين في جميع أنحاء البلاد في 23 مركزًا لاختبار لقاح شلل الأطفال.
في النهاية نما فريق Tuskegee إلى 35 عالمًا وفنيًا ، منتجين 20000 أنبوب من HeLa كل أسبوع - حوالي 6 تريليون خلية. كان أول مصنع للخلايا ، وقد بدأ بقنينة واحدة من هيلا أرسلها جاي إلى شيرير في أول شحنة تجريبية بعد وفاة هنريتا بوقت قصير.
باستخدام هذه الخلايا ، تمكن العلماء من إثبات فعالية لقاح Salk. قريبا في نيويورك تايمزظهرت صور فوتوغرافية لنساء سوداوات يميلن فوق المجاهر يفحصن الخلايا ويحملن أنابيب اختبار هيلا في أيديهن السوداء. العنوان كالتالي:
يساعد مكتب توسكيغي في مكافحة شلل الأطفال
تلعب منحة الزنوج دورًا رئيسيًا
في تطوير لقاح الدكتور سالك
هيلا سيلز تنمو
استخدم العلماء وفنيو المختبرات السود ، وكثير منهم من النساء ، خلايا من امرأة سوداء باسم إنقاذ حياة ملايين الأمريكيين - معظمهم من البيض. وفي نفس الجامعة وفي نفس الوقت كان المسؤولون الحكوميون يقومون بأبحاث مرض الزهري سيئة السمعة.
في البداية ، قام مركز توسكيجي بتزويد خلايا هيلا فقط للمختبرات التي اختبرت لقاحات شلل الأطفال. ومع ذلك ، عندما أصبح واضحًا أن هناك خلايا هيلا كافية للجميع ، بدأ إرسالها إلى جميع العلماء الذين كانوا على استعداد لشرائها مقابل عشرة دولارات بالإضافة إلى تكلفة شحن البريد الجوي. عندما أراد العلماء معرفة كيف ستتصرف الخلايا في بيئة معينة ، وكيف ستستجيب لمادة كيميائية معينة ، أو كيف يبنون بروتينًا معينًا ، لجأوا إلى خلايا هيلا. على الرغم من أنها كانت سرطانية ، إلا أنها كانت تتمتع بجميع الخصائص الأساسية للخلايا الطبيعية: لقد قاموا ببناء البروتين والتواصل مع بعضهم البعض مثل الخلايا الطبيعية ، وقسموا وأنتجوا الطاقة ، ونقلوا المواد الجينية وتنظيمها ، وكانوا عرضة للإصابة بالعدوى ، مما جعلهم الأداة المثلى. لتركيب ودراسة كل ما هو ممكن - بما في ذلك البكتيريا والهرمونات والبروتينات وخاصة الفيروسات.
تتكاثر الفيروسات عن طريق "حقن" جسيمات مادتها الوراثية في خلية حية. تغير الخلية برنامجها جذريًا وتبدأ في إعادة إنتاج الفيروس بدلاً من نفسه. عندما يتعلق الأمر بتنمية الفيروسات ، كما هو الحال في العديد من الحالات الأخرى ، فإن الطبيعة الخبيثة لـ HeLa جعلتها أكثر فائدة فقط. نمت خلايا هيلا أسرع بكثير من الخلايا الطبيعية وبالتالي تنتج نتائج أسرع. كانت خلايا هيلا هي العمود الفقري - قوية التحمل ، ورخيصة الثمن ، ومنتشرة في كل مكان.
كان التوقيت مناسبًا. في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، كان العلماء قد بدأوا للتو في فهم طبيعة الفيروسات ، وعندما ظهرت خلايا Henrietta في المختبرات في جميع أنحاء البلاد ، بدأ الباحثون في نقل العدوى إليهم بجميع أنواع الفيروسات - الهربس والحصبة والنكاف وجدري الماء والتهاب الدماغ الخيلي - للدراسة كيف يخترق الفيروس الخلايا ويتكاثر فيها وينتشر.
ساعدت خلايا هنريتا في إرساء أسس علم الفيروسات ، لكن هذه كانت البداية فقط. في السنوات الأولى بعد وفاة هنريتا ، مع احتواء أنابيب الاختبار الأولى على خلاياها ، تمكن الباحثون في جميع أنحاء العالم من القيام بالعديد من الاكتشافات العلمية المهمة. أولاً ، استخدم فريق من العلماء HeLa لتطوير طرق لتجميد الخلايا دون إتلافها أو تغييرها. من خلال هذه الأساليب ، تم إرسال الخلايا إلى جميع أنحاء العالم بطريقة راسخة وموحدة ، حيث تم استخدامها لنقل الأطعمة المجمدة والسائل المنوي المجمد للتكاثر. وهذا يعني أيضًا أنه يمكن للعلماء تخزين الخلايا بين التجارب دون القلق بشأن تغذيتها وعقمها. ومع ذلك ، كان العلماء سعداء للغاية بحقيقة أن التجميد جعل من الممكن "إصلاح" الخلايا في حالاتها المختلفة.
تم تجميد الخلية مثل الضغط على زر "إيقاف مؤقت": توقف الانقسام والتمثيل الغذائي وجميع العمليات الأخرى واستؤنفت بعد إزالة الجليد ، كما لو كان مجرد الضغط على زر "ابدأ". يمكن للعلماء الآن إيقاف نمو الخلايا مؤقتًا في أي وقت أثناء التجربة لمقارنة استجابة خلايا معينة للعقار بعد أسبوع أو أسبوعين أو ستة أسابيع. يمكن أن يلاحظوا حالة الخلايا نفسها في فترات مختلفة من التطور: يأمل العلماء أن يروا عند أي نقطة تصبح الخلية الطبيعية التي تنمو في المزرعة خبيثة - وهي ظاهرة تسمى تحول عفوي.
كان التجميد هو الأول في قائمة التطورات المذهلة في زراعة الأنسجة بفضل هيلا. يمكن اعتبار اختراق آخر هو توحيد عملية زراعة الخلايا - وهي منطقة كان فيها حتى ذلك الحين ارتباكًا مستمرًا. اشتكى جاي وزملاؤه من أنهم أمضوا وقتًا طويلاً في تحضير وسط المزرعة والحفاظ على الخلايا حية. الأهم من ذلك كله ، أنهم كانوا قلقين من أنه نظرًا لاستخدام كل شخص مكونات مختلفة في صياغة وسط المزرعة ، ووصفات مختلفة ، وخلايا مختلفة وتقنيات مختلفة ، وقليل من الناس يعرفون طرق الزملاء ، كان من الصعب أو يكاد يكون من المستحيل تكرار التجربة قام به أي شخص. والتكرار جزء ضروري من العلم: لا يعتبر الاكتشاف صحيحًا إلا إذا استطاع الآخرون التكرار والحصول على نفس النتائج. خشي جاي وعلماء آخرون أنه بدون توحيد الأساليب والمواد ، يمكن أن تتعرض زراعة الأنسجة للركود.
لفترة طويلة ، اعتقد العلماء أن الخلايا البشرية تحتوي على ثمانية وأربعين كروموسومًا - خيوط من الحمض النووي داخل الخلايا تحتوي على جميع معلوماتنا الجينية. ومع ذلك ، فإن الكروموسومات تلتصق ببعضها البعض ولا يمكن عدها بدقة. في عام 1953 ، خلط أحد علماء الوراثة من تكساس السائل الخطأ مع هيلا وبعض الخلايا الأخرى عن طريق الخطأ. تبين أن هذا الحادث كان سعيدا. انتفخت الكروموسومات في الخلايا وانفصلت عن بعضها البعض ، وللمرة الأولى تمكن العلماء من فحص كل منها بالتفصيل. كان هذا الاكتشاف العرضي الأول في سلسلة من الاكتشافات التي سمحت لباحثين من إسبانيا والسويد باكتشاف أن الخلية البشرية الطبيعية تحتوي على 46 كروموسومًا.
تعرف الآن كم عدد الكروموسومات ينبغيللحصول على شخص ، يمكن للعلماء أن يخبروا أن شخصًا ما كان لديه أكثر أو أقل من ذلك ، وبمساعدة هذه المعلومات يتم تشخيص الأمراض الوراثية. قريبًا ، بدأ الباحثون حول العالم في التعرف على تشوهات الكروموسومات. وهكذا ، وجد أن المرضى الذين يعانون من متلازمة داون لديهم كروموسوم إضافي في الزوج الواحد والعشرين ، وأولئك الذين يعانون من متلازمة كلاينفيلتر لديهم كروموسوم X إضافي للجنس ، والمرضى الذين يعانون من متلازمة شيريشيفسكي - تورنر كان لديهم هذا الكروموسوم غائبًا أو به عيب.
مع كل هذه التطورات الجديدة ، نما الطلب على خلايا هيلا ، ولم يعد مركز توسكيجي قادرًا على تلبيتها. لم يفهم مالك شركة Microbiological Associates ، وهو رجل عسكري يُدعى Samuel Reeder ، العلم ، لكن شريكه في العمل Monroe Vincent كان هو نفسه باحثًا وفهم حجم السوق المحتمل للخلايا. احتاج العديد من العلماء إلى الخلايا ، وكان لدى القليل منهم الوقت أو القدرة على زراعتها بكميات كافية بمفردهم. أراد الباحثون ببساطة شراء الخلايا ، لذلك قرر Reeder و Vincent استخدام HeLa "كنقطة انطلاق" لإطلاق أول مركز تجاري لإمداد الخلايا الصناعية.
بدأ كل شيء بمصنع خلوي - كما أطلق عليه ريدر. في بيثيسدا بولاية ماريلاند ، في وسط مستودع مترامي الأطراف كان في السابق مصنع رقائق فريتوس ، قام ببناء منشأة مغلقة بالزجاج وتركيب حزام ناقل متحرك بمئات من رفوف أنابيب الاختبار المدمجة. خارج الغرفة الزجاجية ، تم تنظيم كل شيء تقريبًا مثل توسكيجي - أحواض ضخمة من وسط الثقافة ، أكبر فقط. عندما كانت الأقفاص جاهزة للشحن ، قرع جرس مدوي وقام جميع عمال المصنع ، بمن فيهم موظفو قسم البريد ، بقطع أعمالهم الحالية ، واغتسلوا في غرفة التعقيم ، وارتدوا عباءة وقبعة ، واصطفوا عند الناقل حزام. قام البعض بملء أنابيب الاختبار ، والبعض الآخر أغلقها بسدادات مطاطية أو أغلقها أو وضعها في حاضنة محمولة ، حيث تم تخزينها حتى يتم تعبئتها للشحن.
كان أكبر عملاء شركة Microbiological Associates مختبرات مثل المعاهد الوطنية للصحة ، التي طلبت باستمرار الملايين من خلايا هيلا وفقًا لجدول زمني محدد. ومع ذلك ، يمكن للعلماء من أي مكان في العالم تقديم طلب ، ودفع أقل من خمسين دولارًا ، وأرسل لهم شركاء الميكروبيولوجيا على الفور أنابيب من خلايا هيلا. كان لدى Reader اتفاق مع العديد من شركات الطيران الكبرى ، وبالتالي ، بغض النظر عن مصدر الطلب ، أرسل الساعي الخلايا في الرحلة التالية ، وتم التقاطها في المطار وتسليمها إلى المختبرات بواسطة سيارة أجرة. وهكذا ، وخطوة بخطوة ، ولدت صناعة بمليارات الدولارات لبيع المواد الحيوية البشرية.
لم تستطع خلايا Henrietta استعادة النضارة لأعناق النساء ، لكن شركات مستحضرات التجميل والأدوية في أوروبا والولايات المتحدة بدأت في استخدامها بدلاً من حيوانات المختبر لاختبار المنتجات والأدوية الجديدة التي تسببت في تدمير الخلايا أو تلفها. قطع العلماء خلايا هيلا إلى النصف ، وأثبتوا أن الخلايا كانت قادرة على العيش بعد إزالة النواة ، واستخدموها لتطوير طرق لحقن المواد في الخلية دون قتلها. تم استخدام هيلا لفهم تأثيرات المنشطات والعلاج الكيميائي بالعقاقير والهرمونات والفيتامينات والإجهاد البيئي ؛ أصيبوا بالسل والسالمونيلا والبكتيريا المسببة لالتهاب المهبل.
في عام 1953 ، وبناءً على طلب من حكومة الولايات المتحدة ، أخذ جاي خلايا هنريتا معه إلى الشرق الأقصى لدراسة الحمى النزفية التي كانت تقتل الجنود الأمريكيين. قام بحقن هيلا في الفئران وراقب ليرى ما إذا كانت مصابة بالسرطان. ومع ذلك ، في الغالب ، حاول الانتقال من هيلا إلى نمو الخلايا الطبيعية والسرطانية من نفس المريض من أجل مقارنتها مع بعضها البعض. لم يستطع تجنب الأسئلة التي لا نهاية لها على ما يبدو حول هيلا وثقافة الخلية من علماء آخرين. كان العلماء يزورون مختبره مرارًا وتكرارًا كل أسبوع ويطلبون منهم تعليمهم هذه التقنية ، وغالبًا ما كان يضطر للسفر إلى جميع أنحاء العالم للمساعدة في إعداد العمل على تكاثر الخلايا.
أصر العديد من زملائه على أنه ينشر أبحاثه ويحصل على التقدير الذي يستحقه ، لكنه دائمًا ما يعذر نفسه بكونه مشغولًا. كان يعمل في المنزل طوال الليل. لقد تأخر عن الموعد النهائي لإعداد المستندات الخاصة بالمنحة ، وغالبًا ما كان يستغرق شهورًا للرد على الرسائل ، وبمجرد أن دفع راتب الموظف المتوفى لمدة ثلاثة أشهر قبل أن يلاحظ أي شخص. تذمرت ماري ومارجريت لمدة عام لجورج لنشر أي شيء عن نمو هيلا ؛ انتهى بكتابة فقرة قصيرة للمؤتمر. بعد ذلك ، كتبت مارجريت نفسها عن عمله بدلاً منه وقلقت بشأن النشر.
بحلول منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، كان العديد من العلماء يعملون بالفعل مع مزارع الخلايا ، وكان جاي متعبًا. كتب إلى الأصدقاء والزملاء: "يجب على شخص ما معرفة كيفية تسمية ما يحدث الآن ، دعنا نقول:" لقد جن جنون العالم بسبب نمو هذا النسيج وإمكانياته. " آمل أن يكون لبعض هذه الأحاديث حول زراعة الأنسجة على الأقل بعض الأسس والفائدة للناس ... وما أريده حقًا هو أن يختفي هذا الضجيج قليلاً ... "
كان الرجل منزعجًا من الضجيج حول هيلا. بعد كل شيء ، كانت هناك زنازين أخرى ، بما في ذلك تلك التي نماها بنفسه: أ. و D-1 Re ، على اسم المرضى الذين أخذت منهم العينة الأصلية. قدمها جاي للعلماء طوال الوقت ، ولكن كان من الصعب نمو هذه الخلايا ، وبالتالي لم تتمتع أبدًا بشعبية خلايا هنريتا. لم يعد جاي يوزع هيلا بعد الآن حيث تولت الشركات المهمة ، لكنه لم يعجبه أن زراعة هيلا كانت خارجة عن سيطرته تمامًا.
منذ أن تم إنشاء وتشغيل مصنع توسكيجي ، كان جاي يرسل رسائل إلى العلماء في محاولة للحد من استخدام خلايا هيلا. اشتكى ذات مرة في رسالة إلى صديقه القديم تشارلز بومراث من أن كل من حوله ، بما في ذلك مختبر بومراث ، كانوا يستخدمون هيلا للبحث الذي كان جاي "أكثر قدرة على ذلك" وأن البعض قد فعل ذلك بالفعل ، لكن لم ينشر النتائج بعد. كتب بومراث مرة أخرى:
بالنسبة إلى ... عدم موافقتك على سلالة هيلا التي تجري دراستها على نطاق واسع ، لا أرى كيف يمكنك أن تأمل في إبطاء الأمور ، لأنك أنت نفسك قد نشرت هذه السلالة على نطاق واسع بحيث يمكن الآن شراؤها مقابل المال. يكاد يكون الأمر مشابهًا لمطالبة الناس بعدم إجراء التجارب على الهامستر الذهبي! .. أفهم أنه بفضل لطفك فقط أصبحت خلايا هيلا متاحة للجمهور. فلماذا ، في الواقع ، تعتقد الآن أن الجميع يريد انتزاع قطعة؟
يعتقد بومراث أنه كان ينبغي على جاي إكمال بحثه الخاص حول هيلا قبل "إطلاقه للجمهور ، لأن الثقافة بعد ذلك تصبح ملكية علمية للجميع".
ومع ذلك ، لم يفعل جاي. بمجرد أن أصبحت خلايا هيلا "ملكية عامة علمية" ، بدأ الناس يتساءلون من المتبرع بها.
موسكو ، 7 أغسطس - ريا نوفوستي.أثار تسلسل الجينوم لخلايا هيلا السرطانية "الخالدة" ، الذي يستخدمه الباحثون لدراسة مجموعة متنوعة من الأمراض واختبار الأدوية ، جدلاً عندما نشر الباحثون النص للجمهور ، وفقًا لمقال نُشر في مجلة نيتشر.
يعتقد مؤلفو المنشور أن هذه القصة قد تؤدي إلى تغييرات في التشريعات الأمريكية وتجعل شروط استخدام الأنسجة البشرية البشرية في البحث العلمي أكثر صرامة.
خلايا خالدة
في عام 1951 ، أخذ الأطباء في مستشفى جونز هوبكنز في بالتيمور بولاية ماريلاند بالولايات المتحدة الأمريكية عينة من الورم من هنريتا لاكس ، وهي امرأة أمريكية من أصل أفريقي مصابة بسرطان عنق الرحم. ماتت لاكس بسبب السرطان ، وأدت خلاياها إلى ظهور أول خط خلايا بشرية "خالدة" يُعرف باسم هيلا. حتى ذلك الحين ، انتهت جميع محاولات إنماء الخلايا البشرية في الثقافة بموتها ، ولا تزال هيلا تعيش حتى يومنا هذا.
أصبحت هذه الخلايا "ساحة اختبار" للعديد من الدراسات حول العالم ، والتي بدأت باختبار لقاح شلل الأطفال. بمساعدتهم ، يدرسون السرطان والإيدز والعديد من الأمراض الأخرى ، بالإضافة إلى آثار الإشعاع والمواد السامة على الخلايا البشرية. في عام 1960 ، ذهب هيلا إلى الفضاء على قمر صناعي سوفيتي. الآن يمكن العثور على ذكرهم في حوالي 74 ألف مقال علمي.
فك شفرة جينوم هيلا
في عام 2013 ، قامت مجموعتان من العلماء بفك شفرة جينوم الخلايا "الخالدة". تم إجراء ذلك لأول مرة بواسطة باحثين ألمان بقيادة لارس شتاينميتز من مختبر البيولوجيا الجزيئية الأوروبي في هايدلبرغ ، ألمانيا. بعد تحليل البيانات ، وجدوا أن جينوم هيلا يختلف اختلافًا كبيرًا عن جينوم الخلايا البشرية العادية: لديهم الكثير من الطفرات ، ونسخ إضافية من الجينات والتباديل. هذا يرجع جزئيًا إلى حقيقة أن خلايا هيلا سرطانية ، وأن جزءًا من التغييرات قد تراكم على مدى سنوات من الزراعة في المختبر.
المحكمة العليا الأمريكية تحظر براءات الاختراع للجينوم البشريوقالت المحكمة إن الحمض النووي الذي يحدث بشكل طبيعي هو "عمل طبيعي ولا يمكن منحه براءة اختراع لأنه تم عزله".ثم قام فريق بحثي من جامعة واشنطن في سياتل (الولايات المتحدة الأمريكية) بقيادة جاي شندورا (جاي شندور) أيضًا بعمل نسخة من جينوم هيلا ووجد سبب إصابة لوكس بالسرطان. لقد درسوا دمج جينات فيروس الورم الحليمي البشري في جينوم هيلا. يحمل هذا الفيروس نفسه مجموعة من الجينات التي تساهم في تطور السرطان ، بالإضافة إلى أنه يتكامل بجانب الجين الورمي ، وهي الطفرات التي تؤدي إلى تطور الأورام السرطانية. يعتقد العلماء أن قرب جينات فيروس الورم الحليمي من الجين الورمي كان السبب في تطور شكل شديد العدوانية من السرطان في لاكس.
قال أحد مؤلفي الدراسة ، Andrew Adey (Andrew Adey) من جامعة واشنطن: "ربما يكون هذا هو أسوأ سيناريو محتمل لكيفية اندماج فيروس الورم الحليمي في جينومها".
البحث بدون إذن
في منتصف القرن العشرين ، لم يكن العلماء بحاجة إلى إذن هنريتا نفسها أو أقاربها لاستخدام الخلايا في البحث. لذلك ، لفترة طويلة ، لم يشك أفراد عائلة لاكس في الدور الذي لعبته خلايا هنريتا في تطوير العلم. ومع ذلك ، بعد التعرف على استخدام خلايا هيلا في البحث ، شعر أقاربها بالغضب لأن كل هذا كان يحدث دون علمهم.
تلقى الموضوع جولة جديدة من التطوير في مارس 2012 ، عندما نشر شتاينميتز وزملاؤه فك تشفير جينوم خلية هيلا في قواعد البيانات المتاحة للمجتمع العلمي.
لا يمكن نشر نتائج فك ترميز جينومات الأشخاص العاديين مع بياناتهم الشخصية. لكن في حالة HeLa ، لم ينتهك العلماء أي قوانين ولم يروا أي شيء مستهجن في هذا: لقد أصبحت هذه الخلايا لفترة طويلة هدفًا مألوفًا للبحث. ومع ذلك ، كانت عائلة لاكس غاضبة. على الرغم من اختلاف هيللا عن الخلايا البشرية السليمة ، إلا أنها قد تكشف عن بعض السمات الوراثية للعائلة. تمت إزالة تسلسل الجينوم من قواعد البيانات ، لكن هذا لم يحل المشكلة.
تم قبول نتائج دراسة جينوم خلية هيلا ، التي أجرتها مجموعة شندور ، للنشر في مجلة الطبيعة. هذا يعني النشر الإلزامي لبيانات الدراسة. أصبحت مشكلة سرية فك تشفير جينوم HeLa ذات صلة مرة أخرى.
لإيجاد مخرج من هذا الموقف ، التقى فرانسيس كولينز ، المدير ، وكاثي هدسون ، نائبة مدير المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة ، بممثلين عن عائلة لاكس. قرروا معًا نشر نسخة من جينوم هيلا ، وقيدوا الوصول إليها. سيتعين على العلماء الذين يرغبون في رؤية هذه البيانات الاتصال بالمعاهد الوطنية للصحة ، حيث سيتم النظر في طلبهم ، بما في ذلك ممثلي عائلة لاكس. بهذه الطريقة ، سيعرف The Lacks من يستخدم هذه البيانات ولأي أغراض ، وسيكون قادرًا على تحديد شروط استخدامها. كانت دراسة شندور هي الأولى التي نُشرت بموافقة لاكس.
بالطبع ، لا تزال هناك إمكانية لإعادة بناء جينوم هيلا من البيانات المنشورة على مدار سنوات من البحث الخلوي ، أو فك تشفيره مرة أخرى ونشره مرة أخرى على الإنترنت. لن تتمكن معاهد الصحة الوطنية الأمريكية من التأثير على الباحثين الذين لا يمول عملهم ، يكتب قادة المعهد في نفس العدد من مجلة Nature حيث نُشرت دراسة شندور. لكنهم دعوا المجتمع العلمي إلى احترام حقوق عائلة لاكس.
التغييرات في التشريعات
هذه الحالة فريدة من نوعها ، وتؤكد على قيادة المعاهد الوطنية للصحة ، وبالتالي يتم النظر فيها على أساس فردي. ومع ذلك ، فقد لفت انتباه الجمهور إلى شروط استخدام العينات البيولوجية في البحث العلمي.
تسمح القوانين الأمريكية الحالية بالحصول ، على أساس مثل هذه العينة ، على فك ترميز كامل للجينوم البشري دون علمه. القيد الوحيد هو أن العينة يجب أن تكون مجهولة المصدر. ومع ذلك ، في عصر معالجة بيانات الكمبيوتر ، تكون هذه الحماية مشروطة للغاية ، كما تعترف قيادة المعاهد الوطنية للصحة.
كتب كولينز وهودسون: "علاوة على ذلك ، فإن العلاقة بين العلماء والمشاركين في البحث تتطور: طلب الإذن يؤكد أن المشاركين هم شركاء (للعلماء) وليسوا مجرد موضوع للدراسة".
الآن تقوم قيادة المعاهد الوطنية للصحة بإعداد مقترحات لتعديل قوانين الولايات المتحدة. إذا تم قبول هذه التغييرات ، فسيتعين على العلماء الحصول على إذن من "المتبرعين" بالأنسجة البيولوجية لاستخدام المادة ، بغض النظر عن سرية الدراسة.
غالبًا ما تُستخدم ثقافات الخلايا البشرية المزروعة في المختبر في البحوث الطبية الحيوية وفي تطوير علاجات جديدة. من بين العديد من خطوط الخلايا ، من أشهرها الخلايا البطانية الرحمية هيلا. هذه الخلايا ، التي تحاكي "الإنسان" المبسط في الدراسات المختبرية ، "أبدية" - يمكن أن تنقسم إلى أجل غير مسمى ، وتتحمل عقودًا في المجمد ، ويمكن تقسيمها إلى أجزاء بنسب مختلفة. على سطحها ، تحمل مجموعة متنوعة إلى حد ما من المستقبلات ، مما يسمح باستخدامها لدراسة عمل السيتوكينات المختلفة ؛ ليسوا غريب الأطوار في الزراعة ؛ إنهم يتحملون التجميد والتعليب جيدًا. دخلت هذه الخلايا في العلوم الكبيرة بشكل غير متوقع تمامًا. تم أخذهم من امرأة تدعى Henrietta Lacks ، التي توفيت بعد ذلك بوقت قصير. دعونا نلقي نظرة فاحصة على القصة كاملة.
هنريتا لاكس
الشكل 1. هنريتا لاكس مع زوجها ديفيد.
كانت هنريتا لاكس امرأة أمريكية سوداء جميلة. عاشت في بلدة صغيرة تدعى تيرنر في جنوب فيرجينيا مع زوجها وأطفالها الخمسة. في 1 فبراير 1951 ، ذهبت هنريتا لاكس إلى مستشفى جونز هوبكنز - كانت قلقة بشأن الإفرازات الغريبة التي وجدتها بشكل دوري على ملابسها الداخلية. كان التشخيص الطبي رهيبًا ولا يرحم - سرطان عنق الرحم. بعد ثمانية أشهر ، ماتت على الرغم من الجراحة والتعرض للإشعاع. كانت تبلغ من العمر 31 عامًا.
بينما كانت هنريتا في مستشفى هوبكنز ، أرسل الطبيب المعالج ورمها (خزعة عنق الرحم) لتحليله إلى جورج جاي ( جورج جي) هو رئيس مختبر أبحاث الخلايا النسيجية في مستشفى هوبكنز. تذكر أنه في ذلك الوقت كانت زراعة الخلايا خارج الجسم في مرحلة التكوين فقط ، وكانت المشكلة الرئيسية هي الموت المحدد مسبقًا للخلايا - بعد عدد معين من الانقسامات ، مات خط الخلية بأكمله.
اتضح أن الخلايا ، المسماة "هيلا" (اختصار لاسم ولقب هنريتا لاكس) ، تتضاعف أسرع مرتين من الخلايا من الأنسجة السليمة. لم يحدث هذا من قبل مع أي خلايا أخرى. في المختبر. بالإضافة إلى ذلك ، جعل التحول هذه الخلايا خالدة - لقد أوقفوا برنامج كبت النمو بعد عدد معين من الانقسامات. أدى هذا إلى فتح آفاق غير مسبوقة في علم الأحياء.
في الواقع ، لم يكن الباحثون قادرون من قبل على اعتبار النتائج التي تم الحصول عليها من مزارع الخلايا موثوقة للغاية: من قبل ، تم إجراء جميع التجارب على خطوط خلايا غير متجانسة ، والتي ماتت في النهاية - في بعض الأحيان قبل الحصول على أي نتائج. وبعد ذلك حصل العلماء على أول مستقر وحتى أبدي(!) خط خلوي يحاكي بشكل كاف جوهر الكائن الحي. وعندما تم اكتشاف أن خلايا هيلا يمكنها البقاء على قيد الحياة مع البريد ، أرسلها جاي إلى زملائه في جميع أنحاء البلاد. في وقت قريب جدًا ، نما الطلب على خلايا هيلا ، وتم تكرارها في المختبرات حول العالم. أصبحوا أول خط خلية "قالب".
لقد حدث أن ماتت هنريتا في نفس اليوم الذي تحدث فيه جورج جاي إلى كاميرات التلفزيون ممسكًا أنبوب اختبار وخلاياها في يديه ، وأعلن أن حقبة جديدة في البحث الطبي قد بدأت - حقبة من وجهات النظر الجديدة في البحث عن المخدرات ودراسة الحياة.
لماذا خلاياها مهمة جدا؟
وكان على حق. أتاح خط الخلية ، الذي هو متطابق في جميع المختبرات في العالم ، الحصول بسرعة على المزيد والمزيد من البيانات الجديدة وتأكيدها بشكل مستقل. يمكننا أن نقول بأمان أن القفزة العملاقة في علم الأحياء الجزيئي في نهاية القرن الماضي كانت بسبب القدرة على زراعة الخلايا في المختبر. كانت خلايا Henrietta Lacks أول خلايا بشرية خالدة تنمو على وسط مغذي اصطناعي. علمت HeLa العلماء كيفية زراعة المئات من سلالات الخلايا السرطانية الأخرى. وعلى الرغم من عدم وجود شروط لاستنبات الخلايا غير المتحولة بعد ، فإن الخلايا السرطانية في معظمها نموذج مناسب للعثور على إجابات للأسئلة التي يطرحها العلماء والأطباء.
بدون خلايا هيلا ، كان تطوير لقاح شلل الأطفال الذي طوره جوناس سالك مستحيلًا ( جوناس سالك). بالمناسبة ، كان سالك واثقًا جدًا من سلامة اللقاح الذي حصل عليه (فيروس شلل الأطفال الموهن) ، ومن أجل إثبات موثوقية دوائه ، قام أولاً بحقن نفسه وزوجته وأطفاله الثلاثة باللقاح.
منذ وفاة هنريتا لاكس ، تم استخدام خلايا الورم لديها بشكل مستمر لدراسة أمراض مثل السرطان والإيدز ، ودراسة آثار الإشعاع والمواد السامة ، ولرسم الخرائط الجينية وعدد كبير من المهام العلمية الأخرى. في عالم الطب الحيوي ، أصبحت خلايا هيلا مشهورة مثل جرذان المختبر وأطباق بتري. في ديسمبر 1960 ، كانت خلايا هيلا هي أول خلية تطير إلى الفضاء على متن قمر صناعي سوفيتي. بالمناسبة ، حتى اليوم حجم التجارب التي أجراها علماء الوراثة السوفييت في الفضاء مذهل (انظر الشريط الجانبي).
أظهرت النتائج أن هيلا تشعر بالرضا ليس فقط في الظروف الأرضية ، ولكن أيضًا في انعدام الوزن. منذ ذلك الحين ، تم استخدام HeLa للاستنساخ (تم إجراء تجارب أولية على النقل النووي قبل استنساخ النعجة Dolly الشهيرة على HeLa) ، ولتجميع الخرائط الجينية ، ولممارسة التلقيح الاصطناعي ، وآلاف الدراسات الأخرى (انظر الشكل 2) ).
علم الوراثة الفضائية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية
على القمر الصناعي الثالث (01.12.1960) ، دخلت المزيد من الكائنات الحية في الطيران: كلبان - Pchelka و Mushka ، واثنان من خنازير غينيا ، واثنان من الفئران المختبرية البيضاء ، و 14 فأرًا أسود من خط C57 ، وسبعة فئران هجينة من فئران SBA و C57 و خمسة فئران بيضاء مهتزة. كما تم وضع ستة قوارير ذات قابلية عالية للتغير وسبع قوارير بخطوط ذبابة الفاكهة منخفضة التحولات ، بالإضافة إلى ستة قوارير بها هجينة. بالإضافة إلى ذلك ، تم تغطية قوارير مع الذباب بحماية إضافية - طبقة من الرصاص بسمك 5 جم / سم 2. بالإضافة إلى ذلك ، حملت السفينة بذور البازلاء والقمح والذرة والحنطة السوداء وفول الحصان. طارت شتلات البصل وبذور حبة البركة في صينية خاصة. على متن السفينة كان هناك العديد من أنابيب الاختبار مع الفطريات الشعاعية ، أمبولات مع زراعة الأنسجة البشرية داخل وخارج منظم الحرارة ، وستة أنابيب اختبار مع كلوريلا في وسط سائل. احتوت خراطيش الإيبونيت على أمبولات مختومة مع ثقافة بكتيرية من Escherichia coli ونوعين من الملتهمة - T3 و T4. احتوت الأجهزة الخاصة على مزرعة خلايا هيلا ، والنسيج الأمنيوسي للرئة البشرية ، والأرومات الليفية ، وخلايا نخاع عظام الأرانب ، ووعاء به بيض الضفادع والحيوانات المنوية. كما تم وضع سلالات مختلفة من فيروسات التبغ وفيروس الأنفلونزا.
من مقال بقلم ن. ديلوناي "في أصول علم الوراثة الفضائية" ("العلم والحياة" ، العدد 4 ، 2008).
ما وراء العلم ...
الشكل 3. الشكل 3. خلايا هيلا تحت مجهر مسح في pseudocolors.
Steve Gschmeissner / مكتبة صور العلوم
لم يتم الإعلان عن هوية Henrietta Lacks نفسها لفترة طويلة. عرف الدكتور جاي بالتأكيد عن أصل خلايا هيلا ، لكنه كان يعتقد أن الخصوصية كانت أولوية ، ولسنوات عديدة لم تعرف عائلة لاكس أن خلاياها هي التي اشتهرت في جميع أنحاء العالم. بعد وفاة الدكتور جاي في عام 1970 ، تم الكشف عن اللغز. حدث على النحو التالي. تذكر أن معايير العقم وتقنيات العمل مع خطوط الخلايا كانت في مهدها فقط ، وظهرت بعض الأخطاء بعد سنوات فقط. لذلك في حالة خلايا هيلا - بعد 25 عامًا ، وجد العلماء أن العديد من مزارع الخلايا المشتقة من أنواع أخرى من الأنسجة ، بما في ذلك خلايا الثدي والبروستاتا ، قد أصيبت بخلايا هيلا أكثر عدوانية وثباتًا. اتضح أن HeLa يمكن أن يتحرك مع وجود جزيئات الغبار في الهواء أو على أيدي مغسولة بشكل غير كافٍ ، وأن تتجذر في مزارع الخلايا الأخرى. تسبب هذا في فضيحة كبيرة. على أمل حل المشكلة من خلال التنميط الجيني (تسلسل الجينوم ، نتذكر ، لم يتم اختراعه بعد) ، قامت مجموعة من العلماء بتعقب أقارب هنريتا وطلبت منهم إعطائهم عينات من الحمض النووي للعائلة من أجل تحديد الجينات. وهكذا أصبح السر واضحا.
بالمناسبة ، يشعر الأمريكيون الآن بقلق أكبر بشأن حقيقة أن عائلة هنريتا لم تتلق تعويضًا عن استخدام خلايا هيلا دون موافقة المتبرع. بالإضافة إلى ذلك ، حتى يومنا هذا ، تعيش الأسرة في رخاء ليس جيدًا ، وستكون المساعدة المادية مفيدة للغاية. لكن جميع الطلبات تصطدم بجدار فارغ - لا يوجد مجيبون لفترة طويلة ، والأكاديمية الطبية وغيرها من الهياكل العلمية لا تريد مواكبة المحادثة ...
الخلود الحقيقي؟
الورم الخبيث الذي قتل هنريتا جعل خلاياها خالدة. هل أرادت هذه المرأة الخلود؟ وهل حصلت عليه؟ إذا قارنت الصور الأولى والأخيرة من هذا المقال ، فسيكون لديك شعور ، كما هو الحال في رواية خيال علمي - جزء من شخص حي ، يتم نشره صناعياً ، يتحمل ملايين التجارب ، "يتذوق" جميع الأدوية قبل أن يصلوا إلى الصيدلية ، ممزقة إلى الأسوأ. هناك أسس من قبل علماء الأحياء الجزيئية في جميع أنحاء العالم ...
بالطبع ، لا علاقة لأي من هذا بـ "الحياة بعد الحياة". نحن لا نعترف أنه في زنزانات هيلا ، التي تتعرض للتعذيب على مدار السنة تحت طبقات المختبرات من قبل طلاب الدراسات العليا النهمين ، يوجد على الأقل جزء من روح امرأة شابة مؤسفة. ومع ذلك ، أود أن أحترم ذكرى هذه المرأة ، لأن مساهمتها اللاإرادية في الطب لا تقدر بثمن - الخلايا المتبقية بعد أن تنقذ وتستمر في إنقاذ الأرواح أكثر مما يمكن لأي طبيب أن يفعله.
المؤلفات
- زيلينسكي س. (2010). هنريتا يفتقر إلى الخلايا "الخالدة". مجلة سميثسونيان;
- سميث ف. (2002). إمراة رائعة. ورقة مدينة بالتيمور.
يمكن اعتبار واحدة من أكثر الأحداث المدهشة والأكثر أهمية في تاريخ الطب وعلم الأحياء الدقيقة بأكمله حياة وموت امرأة أمريكية من أصل أفريقي تبدو غير ملحوظة ، هنريتا لاكس. ولدت في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1920 في عائلة كبيرة ، وتوفيت والدتها بعد فترة وجيزة ، وقد نشأها مع تسعة أشقاء وشقيقات على يد أحد الأب الذي نقل الأسرة إلى أقاربه.
أصبحت هنريتا أماً في سن الثانية عشرة وأنجبت الطفل الأول وكذلك الأطفال الأربعة التاليين من ابن عمها. في سن الرابعة عشرة ، تزوجته ، ولديها بالفعل طفلان ، وعاشت خلال الخمسة عشر عامًا التالية حياة عادية تمامًا ، بالطبع ، تم تعديلها لتناسب الوضع الصعب للسكان الأمريكيين من أصل أفريقي في أمريكا في ذلك الوقت. خلال هذا الوقت ، كان لديها ثلاثة أطفال آخرين ، ولكن في سن الثلاثين لاحظت بعض الإفرازات المنتظمة على ملابسها الداخلية ، والتي تحولت بها إلى مستشفى جونز هوبكنز.
دراسة خلايا هيلا
نتيجة البحث ، تبين أن هنريتا أصيبت بسرطان عنق الرحم ، والذي تفاقم بسبب فيروس الورم الحليمي. ليس من المستغرب ، على الرغم من كل العلاج المقدم ، وفاة هنريتا بعد 8 أشهر. ومع ذلك ، فإن قصتها لم تنته عند هذا الحد ، بل على العكس تمامًا. الحقيقة هي أنه حتى خلال حياة هنريتا ، نقل الطبيب المعالج جزءًا من خلايا ورمها السرطاني إلى رئيس قسم أبحاث خلايا الأنسجة المحلية ، جورج جاي. وكان هو الذي لاحظ الطبيعة الفريدة لخلايا هنريتا لأنها في الواقع كانت خالدة.
الحقيقة هي أن الخلايا العادية لجسم الإنسان والكائنات الحية الأخرى لها عدد محدد من الانقسامات ، ما يسمى بحد Hayflick. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في عملية الانقسام في نهايات كروموسومات الخلايا ، يتناقص حجم التيلوميرات باستمرار ، حتى تفقد الخلية تمامًا القدرة على الانقسام. يختلف حد الانقسام ، ولكن بالنسبة لمعظم الخلايا في جسم الإنسان ، فإن الحد الأقصى هو 52 قسمًا.
في الوقت نفسه ، لم يكن لخلايا Henrietta Lacks حد Hayflick الخاص بها ويمكن أن تنقسم إلى أجل غير مسمى في محلول مغذي. في الواقع ، يرجع هذا إلى حقيقة أن الأورام السرطانية غالبًا ما تنتج الإنزيم تيلوميراز أثناء نموها ، وهو إنزيم خاص يسمح للتيلوميرات بالحفاظ على حجمها الأصلي باستمرار وعدم تقليلها. علاوة على ذلك ، تتمتع خلايا Henrietta بقدرة ممتازة على التكيف مع أي بيئة تقريبًا وكانت تنقسم بشكل أسرع بكثير من معظم الخلايا السرطانية. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن الخلايا السرطانية ، التي سميت لاحقًا هيلا (اختصار للمتبرع) لها نمط نووي غير طبيعي ، وإذا كانت خلايا الشخص العادي تحتوي على 46 كروموسومًا ، فإن هذا الرقم في خلايا هيلا يختلف من 49 إلى 78 كروموسومًا ، والتي في حد ذاته اهتمام كبير بالعلوم.
استخدام الخلايا الخالدة
بعد أن تلقى جورج جاي مثل هذه الخلايا الفريدة تحت تصرفه ، أدرك بسرعة إمكاناتها وبدأ العمل على تهيئة الظروف لانقسامها الهائل وتطورها. الحقيقة هي أن قسم أبحاث Guy ، مثل العديد من المؤسسات العلمية الأخرى في جميع أنحاء العالم ، يعمل بنشاط على إنشاء خطوط خلوية لأكثر من 10 سنوات ، الأمر الذي يتطلب قدرًا هائلاً فقط لإجراء بحث طبي موثوق. ومع ذلك ، قبل ظهور خلايا هيلا ، كانت كل الجهود بلا جدوى ، ولا يمكن التغلب على حد Hayflick ، وكانت عملية نمو الخلايا طويلة ، وأصبح نقلها مشكلة حقيقية. في الوقت نفسه ، أتاحت خلايا Henrietta Lacks إمكانية تحقيق اختراق حقيقي على الفور في الطب وعلم الأحياء الدقيقة ، حيث تلقى العلماء في جميع أنحاء العالم كمية لا حصر لها من المواد للعمل معها.
بادئ ذي بدء ، جعلت هذه الخلايا من الممكن صنع لقاح ضد شلل الأطفال الذي كان مستعرا في أمريكا في ذلك الوقت. في وقت ظهور خلايا هيلا ، كان جوناس سالك قد طور لقاحًا لها بالفعل ، ولكن بدون دراسات عديدة ، لم يكن بإمكانه ببساطة استخدامه على الأشخاص الأحياء. حسنًا ، نظرًا لأن خلايا هيلا كانت أكثر حساسية لفيروس شلل الأطفال ، فقد تم حل مسألة المادة المناسبة تمامًا.
بالطبع ، دفعت الحاجة إلى كمية كبيرة من المواد البحثية جاي للتعامل مع قضايا الإنتاج الضخم لهذه الخلايا ونقلها. بمجرد أن أصبح واضحًا ، تبين أن خلايا هيلا غير متطلبة جدًا للبيئة. إذا كانت الخلايا العادية لا يمكن أن تنمو إلا عند تقاطع محلول مغذي ووسط هوائي ، مكونة غشاءً ، فإن خلايا هيلا تتطور بهدوء في أي حجم من وسط المغذيات ، مما يجعل إنتاجها أرخص بعدة مرات. علاوة على ذلك ، بعد عدة اختبارات ومحاولات ، اتضح أن نقل هذه الخلايا ليس مشكلة كبيرة ، لأنها تبين أنها أكثر مقاومة ومقاومة لدرجات الحرارة المختلفة والعوامل الخارجية الأخرى. ونتيجة لذلك ، بدأت خلايا هيلا في النقل بالبريد ، بينما كانت الخلايا العادية سابقًا تُنقل في ظل ظروف خاصة على متن الطائرات ، حيث لعب عامل الوقت دورًا كبيرًا جدًا.
توجد خلايا هيلا ولا تزال مستخدمة حتى اليوم ، ولكن نظرًا لأنه تم فصلها عدة مرات ، فهناك العديد من الفروع ذات الخصائص والميزات المختلفة في آنٍ واحد. تم استخدام هذه الخلايا لدراسة السرطان ، والإيدز ، وعشرات الأمراض الفيروسية ، وقد تم استخدامها لاختبار قنبلة نووية ، وقد تواجدت في الفضاء مرات عديدة ، وتم تطعيمها بجينات الكائنات الحية والنباتات ، وقد أصيبوا بالعدوى. خلايا أخرى معهم ، وتم إنجاز العديد من الأشياء المهمة الأخرى.
علاوة على ذلك ، أرادت Henrietta نفسها ، أي الخلايا الفريدة ، أن تكون معزولة كنوع بيولوجي منفصل وجديد تمامًا ، بسبب العدد غير الطبيعي من الكروموسومات. وعلى الرغم من عدم تنفيذ هذه المبادرة رسميًا ، إلا أن العديد من الباحثين يلتزمون بفكرة الطبيعة الفريدة تمامًا لخلايا هيلا. في الوقت نفسه ، بقي المانح هنريتا في الظل لفترة طويلة جدًا. توفيت في عام 1951 ، واعتبر الطبيب المعالج لها أن إخبار أسرتها عن الأبحاث التي أجريت على خلاياها يعد انتهاكًا للسرية الطبية. تم الكشف عن الحقيقة لهم في وقت لاحق ، عندما احتاج الباحثون إلى دراسة جميع أفراد الأسرة ، ولسنوات عديدة حاولوا دون جدوى الحصول على بعض المال على الأقل من أجل البحث الذي أجري على خلايا أمهاتهم.
تحميل...