Клетки HeLa помогли создать вакцины от полиомиелита, понять природу рака, разработать лекарства от ВИЧ и даже побывали в космосе. Но эта история началась с трагедии. В 1951 году у молодой афроамериканки, матери пятерых детей, Генриетты Лакс обнаружили агрессивную форму рака шейки матки. Без ее ведома и согласия врач взял образец опухоли, который навсегда изменил медицину. Эта статья — о научном величии и этической противоречивости.
История открытия клеток HeLa
Генриетта Лакс была обычной женщиной, которая работала на табачной ферме на востоке США. Она растила пятерых детей и, вероятно, не подозревала, что ее имя навсегда войдет в историю медицины. Все изменилось 29 января 1951 года, когда Лакс обратилась в больницу Джонса Хопкинса с жалобами на боли по женскому здоровью. Диагноз оказался печальным: рак шейки матки.
Во время лечения у Генриетты без ее ведома и согласия взяли два образца тканей — один из здоровой области, другой из пораженной опухолью. Эти образцы передали Джорджу Отто Гею, врачу и исследователю рака.
Сегодня подобные действия назвали бы нарушением этики, но в те годы понятия «информированное согласие» попросту не существовало. Врача двигал не злой умысел, а научный азарт: он изучал раковые клетки и надеялся найти среди них нечто необычное. И эта ставка сыграла на пользу всему человечеству.
Клетки из злокачественного образца со временем стали известны как HeLa (от первых букв имени пациентки ― Henrietta Lacks). Это была первая бессмертная клеточная линия, которую широко используют в биомедицинских исследованиях по сей день.
В чем особенность клеток HeLa
В мире науки постоянно происходят удивительные вещи, и на каждое правило непременно найдется исключение. Клетки, полученные из опухоли Генриетты, вопреки всем правилам, не погибали. У обычных клеток в организме есть встроенный счетчик — предел делений, который вскоре исчерпывается. HeLa этому правилу не подчинялись из-за уникальной внутренней мутации.
Саму закономерность конечного деления назвали по имени открывшего ее ученого — пределом Хейфлика. В процессе существования и размножения нормальная клетка постепенно истощает свой внутренний ресурс (теломеры), что в итоге ведет к ее гибели. В клетках HeLa все иначе: благодаря высокой активности фермента теломеразы, теломеры не истощаются, обеспечивая клетке неограниченную способность деления. Со дня взятия они удваивались каждые 20−24 часа и росли с невероятной скоростью.
Природа этих клеток, их способность не погибать, подарила миру науки уникальный неиссякаемый ресурс: достаточно просто культивировать их в лаборатории, и они будут делиться снова и снова, открывая практически безграничные возможности для экспериментов.
Кто и когда использовал клетки HeLa
Университет Джонса Хопкинса никогда не извлекал выгоды из открытия и распространения линии HeLa. Наоборот, на протяжении десятилетий он предоставлял их для научных исследований на безвозмездной основе всем желающим.
За это время клетки HeLa внесли вклад в бесчисленное количество медицинских открытий. Многие ученые получили Нобелевские премии за разработки в области биомедицины, и основой для этих служили клетки HeLa. Существует целая хронология исследований, где они использовались.
1. Вакцина от полиомиелита. Это первое массовое применение клеток HeLa. В 1950-х годах, в разгар эпидемии, на них в промышленных масштабах тестировали вакцину Джонаса Солка, чтобы убедиться в безопасности и эффективности. Огромное количество вируса, которое можно вырастить в клетках HeLa, позволило ученым лучше понять, как болезнь поражает организм.
2. Борьба с раком. На HeLa испытывали тысячи противораковых препаратов и методов лечения, включая лучевую терапию. Благодаря этим исследованиям были достигнуты успехи в лечении рака шейки матки, а открытие того факта, что вирус папилломы человека (ВПЧ) может приводить к этому заболеванию, повлияло на всю онкологию. Появились препараты, которые замедляют рост опухолей. Исследователи используют клетки HeLa в этой области до сих пор.
3. Понимание ВИЧ-инфекции. В первые годы эпидемии СПИДа ученые обнаружили, что клетки HeLa плохо поддаются заражению ВИЧ. Как ни странно, именно эта «неудобная» особенность дала исследователям важные базовые знания о том, как распространяется вирус. Эти знания впоследствии помогли разработать лекарства, ограничивающие распространение ВИЧ.
4. Covid-19. Клетки HeLa оказались невероятно восприимчивы к вирусным инфекциям. Их использовали и для изучения вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19. Не сразу, но с помощью модификаций генома ученые смогли понять, как действует этот вирус и за что он «цепляется» в организме, что в итоге помогло в разработке вакцины.
Этический аспект в истории HeLa
Джордж Отто Гей считал конфиденциальность приоритетной, поэтому личность Генриетты была скрыта. Многие годы никто, в том числе и семья Лакс, не знали, что именно ее клетки прославились на весь мир. Тайну раскрыли случайно.
Дело в том, что условия стерильности в исследовательских лабораториях тех лет оставляли желать лучшего, и чистота клеточной линии в 1970-х годах оказалась под вопросом: HeLa в разных лабораториях приобрели разные генетические характеристики.
Чтобы решить проблему, ученые решили определить изначальный генотип, для чего разыскали родственников Генриетты и попросили их образцы ДНК. Так тайное стало явным. Долгое время, несмотря на многочисленные открытия, родственники Генриетты не получали даже упоминания. Лишь в 2013 году потомки Лакс впервые получили право голоса: между ними и Национальными институтами здравоохранения США (NIH) было заключено соглашение.
Последовательность генома HeLa была помещена в базу данных с контролируемым доступом. Но к сожалению, некоторые судебные разбирательства по поводу несанкционированного использования клеток продолжаются до сих пор.
Самое грустное в этой истории заключается в том, что Генриетта Лакс была похоронена в безымянной могиле, и точное место захоронения неизвестно до сих пор. Семья считает, что оно находится рядом с могилой ее матери. В 2010 году там поставили надгробие, на котором высечена эпитафия:
«Генриетта Лакс, 1 августа 1920 — 4 октября 1951. Светлая память о феноменальной женщине, жене и матери, которая повлияла на жизнь многих. Здесь покоится Генриетта Лакс (HeLa). Ее бессмертные клетки будут вечно помогать человечеству. Вечная любовь и восхищение от вашей семьи».
Клетки HeLa уже сделали многое и без сомнений еще будут способны совершить прорывы в науке. Но за каждым великим открытием стоит живой человек со своей болью, тяжелой судьбой и семьей, которая долгие годы не знала правды.
Вопросы и ответы
1. Как раковая клетка может спасать жизни? Ведь рак — это болезнь.
Здесь важно разделять понятия. Внутри человека раковые клетки опасны именно потому, что они бесконтрольно делятся, проникают в здоровые ткани и нарушают работу органов. Но клетки HeLa уже не часть живого организма, а лабораторный инструмент. Ученые используют их как модельный объект: изучают на них вирусы, испытывают лекарства, исследуют механизмы деления. Сами по себе клетки HeLa вне тела не представляют угрозы, а их уникальные свойства помогают спасать жизни.
2. Существуют ли другие бессмертные клеточные линии?
Да, и сегодня их довольно много. HeLa была первой, но с тех пор ученые получили и другие бессмертные клеточные линии, например, клетки Jurkat (выделены из лейкоза человека), Hek293 (из эмбриональных клеток), Vero (из почек обезьян) и многие другие. Каждая из них используется для разных задач: одни хороши для изучения иммунной системы, другие — для производства белков или тестирования вирусов.
3. Если есть подобные клетки, почему до сих пор не изобрели бессмертие для человека?
Ответ кроется в самой природе нашего организма. Бессмертие клеток HeLa — результат мутации. А продолжительность жизни клеток обычного здорового человека ограничена. Поэтому изучить механизм «клеточного бессмертия» можно, но перенести его на целый организм — совсем другая задача. Тем не менее, наука не стоит на месте. Например, исследовательский фонд SENS (SENS Research Foundation) финансирует работы по регенеративной медицине и борьбе с возрастными заболеваниями. В науке совершаются попытки приблизиться если не к бессмертию, то хотя бы к замедлению старения.
