HeLa rakuliin

HeLa rakuliin on kõige vanem inimese immortaliseerunud kasvaja rakuliin, mida kasutatakse teaduslikes uurimustes. See rakuliin eraldati emakakaelavähi rakkudest, mis võeti 8. veebruaril 1951 Henrietta Lacksilt. Patsient suri 4. oktoobril 1951, kuna vähkkasvaja ei allunud kiiritusravile. HeLa rakuliin sai nime Henrietta Lacksi esitähtedest.
See rakuliin on leidnud väga laialdast kasutust teaduslikus uurimistöös. Samas on siiski arutletud ka selle üle, kas HeLa rakke üldse sobib kasutada inimrakkude mudelina, kuna nende genoom on läbi teinud väga suured muudatused.

Henrietta Lacks ja George Otto Gey

Henrietta Lacks oli mustanahaline viie lapse ema, kellel diagnoositi 30-aastaselt emakakaelavähk. 8. veebruaril 1951 võeti Baltimore'is Johns Hopkinsi haiglas Henrietta teadmata tema vähkkoest tükike dr Richard TeLinde uurimuse jaoks. Lisaks tegi samas haiglas analüüse vähirakkudega ka George Otto Gey. George Gey oli tunnustatud teadlane, kes üritas kasvatada inimese rakke in vitro. 1951. aastaks oli dr Gey rakkude kultiveerimisega tegelenud ligikaudu 30 aastat. Dr Gey suutis Henrietta kasvajarakkudest eraldada rakuliini, mis paljunes kontrollimatult Petri tassil, avastades sellega esimese inimese surematu rakuliini, mida hakati kutsuma HeLa rakkudeks. Henrietta vähkkasvajast eraldatud rakkude kasvatamiseks kasutas dr Gey eluskana südamest eraldatud vereplasmat, inimplatsentast saadud vereseerumit ja veise embrüot ekstrakti homogeniseerimiseks.
Vaatamata ravile suri Henrietta Lacks 4. oktoobril 1951 ning lahkamisel selgus, et vähirakud olid levinud üle kogu keha. Põhiliselt põhjustab emakakaelavähki sugulisel teel omandatud papilloomiviirusinfektsioon ning pahaloomulise kasvaja teke on aeglane protsess, kuid Henriettal oli kiiritusravile mittealluv emakakaelakanali limaskestast algav vähk ehk adenokartsinoom. Pärast Henrietta Lacksi surma üritati tagada tema konfidentsiaalsus, sellepärast öeldi HeLa vähirakkude esialgse doonori nimeks olevat Helen Lane või Helen Larson. Sellest katsest hoolimata kasutas meedia tõelist doonori nime paar aastat pärast tema surma. Siiski ei teadnud Henrietta Lacksi perekond kuni 1973. aastani, et HeLa rakud pärinesid Henrietta kasvajast.

HeLa rakud teaduses

Suurel määral sõltuvad fundamentaalsed teadmised rakkudes toimuvatest protsessidest Petri tassil kasvavatest rakuliinidest, sest need võimaldavad vajadusel esialgse vähitüve juurde tagasi minna. Vähiuuringus on HeLa rakud muutunud asendamatuteks ja on kasutusel ülemaailmse laboratoorse vähimudelina, sest kromosomaalsed analüüsid on näidanud, et HeLa rakkude genoom on suhteliselt stabiilne ka pärast aastatepikkust kultiveerimist. HeLa rakke kasutatakse in vitro uuringutel.
George Gey ja tema kolleegid näitasid, et lastehalvatust põhjustav polioviirus kasvas HeLa rakkudes ja hävitas neid. Jonas Edward Salk kasutas HeLa rakke lastehalvatuse vaktsiini testimiseks ja tootmiseks 1950. aastatel. Sellest ajast alates hakati antud rakuliini kasutama vähi, AIDSi, radiatsiooni ning toksiliste ainete uuringutel, geenide kaardistamisel ja teistel teaduslikel eesmärkidel.
HeLa rakke kasutati Oropouche viiruse (OROV), mis põhjustab palavikulist seisundit, uuringutel. HeLa rakkudes põhjustas viirus rakkude degenereerumist suhteliselt lühikest aega pärast nakatumist, indutseerides rakkude apoptoosi. Geelelektroforeesil tuvastati, et viirus põhjustab DNA fragmentatsiooni. Samuti kasutati HeLa rakke, et uurida koerte katku viirust Canine distemper-it (CDV). CDV oli võimeline indutseerima apoptoosi vähki põhjustavates rakuliinides, sest põhjustas neis rakulist stressi, mis omakorda suunas rakud loomulikku rakusurma. Viiruse võimet suunata HeLa rakke apoptoosi oleks võimalik tulevikus kasutada emakakaelavähi ravimisel.
Inimese papilloomiviirusi (HPV) on teada üle 100 liigi, vähiuuringutes on olulisimad HPV 16, mis põhjustab emaka väliskaela limaskestast algavat tuumorit, ja HPV 18, mis põhjustab agressiivsemat emakakaelakanali limaskestast algavat vähki. HeLa rakuliini on integreerunud mitu koopiat inimese papilloomiviiruse tüüp 18 DNAd. Integratsioonisaitide kindlakstegemine võib olla kasulik, et määrata viiruse rolli pahaloomulise kasvaja tekkes.
On uuritud fütotoitainete toimet organismile, üheks heaks fütotoitainete allikaks on mango, mida seostatakse vähivastase toimega. Teadlased on uurinud mangokoore etanoolse ekstakti (EEMP) ja selle komponentide vähivastast mehhanismi. Avastati, et EEMP viib emakakaela kartsinoomrakud (HeLa) iseenesliku rakusurmani, kuna pärsib apoptoosivastaste geenide ekspressiooni. Lisaks on identifitseeritud mango koore peamised komponendid, mis võivad aidata ennetada emakakaelavähki ja olla kasulikud mõne teise pahaloomulise kasvaja ravimisel.

HeLa rakkudega saastunud rakuliinid

Kui George Gey esitles in vitro kasvavaid HeLa rakke, alustati ülemaailmselt laborites erinevate rakuliinide kultiveerimist. 1962. aastal hakkas bioloogiliste ressursside keskus Ameerika Tüüpkultuuride Kollektsioon (ATCC) koguma autentseid rakukultuure. Teadlasele Stanley Michael Gartlerile esitati uurimiseks ATCC poolt 18 väidetavalt unikaalset inimrakuliini. Stanley Gartler uuris ensüümi glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaasi ekspressiooni. Indiviididel on kas A- või B-vorm ensüümist, mis eristuvad vastavalt liikuvusele geelelektroforeesil. HeLa ja teised 17 rakuliini, mida testiti, ekspresseerisid A vormi ensüümi, samuti esines kõikidel liinidel identse fenotüübiga polümorfismne ensüüm fosfoglükomutaas. Stanley Gartler pidas võimalikuks, et kõik uuritud rakuliinid olid HeLa rakud, ning et suurem osa uutest rakuliinidest olid tõenäoliselt tavalised HeLa rakkudega saastunud kultuurid. Tänapäeval on kasutusel olevatest rakuliinidest hinnanguliselt 20% saastumise tagajärjel valesti märgistatud. Stanley Gartler on avaldanud seisukoha, et vähem oluline on valesti märgistatud HeLa rakkude kasutamine uurimustes, kus soovitakse viia läbi katseid ükskõik millisest koest eraldatud inimese rakuliiniga. Kahtlase väärtusega on uuringud, kus teadlane arvab kasutavat konkreetse koe (näiteks maksa või lümfotsüüdi) päritolu rakuliini.
Et vältida teadusuuringutes valesid tulemusi, tuleks valesti märgistatud rakuliinid nimetada ümber õigesti. Lisaks peab jälgima, et edastatakse ainult rakuliine, mis on pärit autentsetest allikatest. Rakuliini üleandmisel laborite vahel peab olema kaasas nõuetekohane dokumentatsioon, kaasa arvatud rakuliini kirjeldus, päritolu ja lähteriigi andmed.

Telomeraasne aktiivsus HeLa rakkudes

Telomeer on kromosoomi otstes paiknev korduvaid järjestusi sisaldav element, mis võimaldab kromosoomide replitseerumist kogu ulatuses. Carol Greider ja Elizabeth Blackburn identifitseerisid telomeere pikendava ensüümi telomeraas. Kõrgemate organismide normaalsete rakkude jagunemine on piiratud, sest iga rakujagunemisega telomeerid lühenevad. Kõrge telomeraasse aktiivsusega rakkudes vananemine viibib. Antud ensüümi kasutavad organismis pidevalt paljunevad rakud telomeeri tandeemsete kordusjärjestuste uuendamiseks. Ka HeLa rakkudes on tähendatud kõrget telomeraasset aktiivsust, mis annab rakuliinile piiramatu jagunemisvõime. Vähirakkude telomeraasi inhibeerimist oleks võimalik kasutada tuumorite ravimisel.

HeLa kui uus liik

HeLa rakuliin on näide evolutsioonist, kus rakud peavad läbima geneetilise transformatsiooni ning omandama surematuse, et saada vähkkasvajaks. Leigh Van Valen pakkus välja, et HeLa rakkude puhul on tegemist uue liigiga. HeLa rakud on võimelised paljunema lõputult tingumustes, kus neid toidetakse korralikult, ning neil pole inimestega võrdne arv kromosoome. Van Valen ja Virginia Maioran soovitasid panna HeLa rakkude liiginimeks Helacyton gartleri, kus Hela tähistab antud rakuliini, cyton (kreeka keelest) tähendab rakku ning gartleri geneetik Stanley Michael Gartleri auks.

Henrietta Lacksi päev

1996. aastast alates tähistatakse igal aastal 11. oktoobril Atlantas Henrietta Lacksi päeva. Henrietta emakakaela kasvajast suutsid teadlased aretada rakuliini, mis kannab tänapäeval Henrietta nime esitähtedest tulenevalt nime HeLa rakuliin. Kuigi Henrietta suri 31-aastasena, siis tema emakakaelast eraldatud rakud muutusid surematuks, saades oluliseks vähi ja mitmete muude haiguste uuringutel ja ravimeetodite arendamisel.