Was sind HeLa-Zellen und warum sind sie wichtig?

Die weltweit erste unsterbliche menschliche Zelllinie

HeLa-Zellen sind die erste unsterbliche menschliche Zelllinie. Die Zelllinie wuchs aus einer Probe von Gebärmutterhalskrebszellen , die am 8. Februar 1951 von einer afroamerikanischen Frau namens Henrietta Lacks genommen wurden. Der für die Proben verantwortliche Laborassistent benannte die Kulturen anhand der ersten beiden Buchstaben des Vor- und Nachnamens eines Patienten. daher wurde die Kultur HeLa genannt. Im Jahr 1953 klonten Theodore Puck und Philip Marcus HeLa (die ersten menschlichen Zellen geklont) und frei Proben anderen Forschern.

Die anfängliche Verwendung der Zelllinie war in der Krebsforschung, aber HeLa-Zellen haben zu zahlreichen medizinischen Durchbrüchen und fast 11.000 Patenten geführt .

Was es bedeutet, unsterblich zu sein

Normalerweise sterben menschliche Zellkulturen innerhalb weniger Tage nach einer festgelegten Anzahl von Zellteilungen über einen Prozess namens Seneszenz . Dies stellt ein Problem für Forscher dar, da Experimente, die normale Zellen verwenden, nicht auf identischen Zellen (Klonen) wiederholt werden können, noch können dieselben Zellen für ausgedehnte Untersuchungen verwendet werden. Der Zellbiologe George Otto Gey nahm eine Zelle aus der Probe von Henrietta Lack, ließ diese Zelle teilen und fand heraus, dass die Kultur unbegrenzt überlebte, wenn Nährstoffe und eine geeignete Umgebung gegeben wurden. Die ursprünglichen Zellen mutierten weiter. Jetzt gibt es viele HeLa-Stämme, die alle aus derselben Zelle stammen.

Forscher glauben, dass der Grund, warum HeLa-Zellen keinen programmierten Tod erleiden, darin besteht, dass sie eine Version des Enzyms Telomerase aufrechterhalten, die eine allmähliche Verkürzung der Telomere von Chromosomen verhindert .

Telomer verkürzen ist in Alterung und Tod verwickelt.

Bemerkenswerte Erfolge mit HeLa-Zellen

HeLa-Zellen wurden verwendet, um die Wirkungen von Strahlung, Kosmetika, Toxinen und anderen Chemikalien auf menschliche Zellen zu testen. Sie waren maßgeblich an der Genkartierung und Untersuchung von menschlichen Krankheiten, insbesondere Krebs, beteiligt. Die bedeutendste Anwendung von HeLa-Zellen könnte jedoch die Entwicklung des ersten Polioimpfstoffs gewesen sein .

HeLa-Zellen wurden verwendet, um eine Kultur von Polio-Virus in menschlichen Zellen aufrechtzuerhalten. Im Jahr 1952 testete Jonas Salk seinen Polio-Impfstoff an diesen Zellen und verwendete sie 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 prüfen routinemäßig nicht die Reinheit ihrer Zelllinien, daher hatte HeLa viele In-vitro- Linien kontaminiert (schätzungsweise 10 bis 20 Prozent), bevor das Problem identifiziert wurde. Ein Großteil der Forschung zu kontaminierten Zelllinien musste rausgeworfen werden. Einige Wissenschaftler weigern sich, HeLa in ihren Labors zuzulassen, um das Risiko zu kontrollieren.

Ein anderes Problem mit HeLa ist, dass es keinen normalen menschlichen Karyotyp (die Anzahl und das Auftreten von Chromosomen in einer Zelle) aufweist. Henrietta Lacks (und andere Menschen) haben 46 Chromosomen (diploid oder eine Menge von 23 Paaren), während das HeLa-Genom aus 76 bis 80 Chromosomen besteht (hypertriploide, einschließlich 22 bis 25 abnormale Chromosomen). Die zusätzlichen Chromosomen stammen 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 für ihre Verwendung.

Probleme der Zustimmung und Privatsphäre

Die Geburt des neuen Bereichs der Biotechnologie führte zu ethischen Überlegungen. Einige moderne Gesetze und Richtlinien entstanden aus fortlaufenden Fragen rund um HeLa-Zellen.

Wie es damals üblich war, wurde Henrietta Lacks nicht darüber informiert, dass ihre Krebszellen für die Forschung genutzt werden würden. Jahre nachdem die HeLa-Linie populär geworden war, nahmen Wissenschaftler Proben von anderen Mitgliedern der Familie Lacks, aber sie erklärten den Grund für die Tests nicht. In den 1970er Jahren wurde die Familie Lacks kontaktiert, als Wissenschaftler versuchten, den Grund für die aggressive Natur der Zellen zu verstehen. Sie wussten endlich von HeLa. Doch 2013 haben deutsche Wissenschaftler das gesamte HeLa-Genom kartiert und öffentlich gemacht, ohne die Familie Lacks zu konsultieren.

Die Information eines Patienten oder seiner Angehörigen über die Verwendung von Proben, die mittels medizinischer Verfahren gewonnen wurden, war 1951 weder erforderlich noch erforderlich.

Der Fall Moore v. Regents der University of California von 1990 im Obersten Gerichtshof von Kalifornien entschied, dass die Zellen einer Person nicht sein Eigentum sind und möglicherweise kommerzialisiert werden.

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

Während menschliche Gewebeproben weiterhin gelagert werden, werden die Proben nun durch einen anonymen Code identifiziert. Wissenschaftler und Gesetzgeber streiten sich weiterhin mit Fragen der Sicherheit und Privatsphäre, da genetische Marker Hinweise auf die Identität eines unfreiwilligen Spenders geben können.

Schlüsselpunkte

Referenzen und Vorschläge zum Lesen