- Источник:
iStockphoto/howtogoto
Генриетта Лакс помогла совершить переворот в мировой медицине и биологии и даже не узнала об этом. Она умерла еще в 1951 году, однако часть ее тела до сих пор продолжает служить науке.
Ей было 30 лет, когда однажды она заметила странные выделения на нижнем белье. Мать пятерых детей обратилась в больницу, где у нее нашли рак.
Онколог Дмитрий Олькин рассказал «Доктору Питеру», как случай одной пациентки из Мэриленда повлиял на развитие медицины и спас множество жизней.
Онколог, химиотерапевт, эксперт БФ «Онкологика»
В феврале 1951 года у 30-летней Генриетты Лакс взяли кусочек опухоли шейки матки. Он попал в лабораторию Джорджа Гая в госпитале Джонса Хопкинса, где годами пытались выращивать человеческие клетки вне организма, но все культуры погибали через несколько делений. Клетки Генриетты не погибли.
Они делились каждые сутки и делятся до сих пор. Сама Генриетта умерла в октябре того же года, через восемь месяцев после постановки диагноза. А в день ее смерти Гай объявил о начале новой эпохи в медицинских исследованиях.
Клетки назывались HeLa — так, по начальным буквам имени пациентки, подписала пробирку с образцами ткани лаборантка доктора Гая Мэри Кубичек.
Генриетта так и не узнала о судьбе своих клеток. Да и ее потомки узнали о бессметрии клеток Лакс лишь спустя десятилетия.
Дело в том, что Генриетта была афроамериканкой. В те годы в США для таких пациентов существовали специальные отделения. Зачастую оттуда брали биоматериалы, не спрашивая разрешения и просто предлагая подписать согласие на медицинские манипуляции.
В чем секрет
Почему именно ее клетки оказались бессмертными, поняли уже в наше время, когда полностью прочитали их геном.
В ДНК опухоли встроился вирус папилломы человека 18-го типа, причем неудачно для организма: оказался нарушен вирусный ген, который в норме регулирует работу двух других вирусных генов. Именно эти два гена выключают белок p53 и белок ретинобластомы — два важнейших тормоза клеточного деления. Заодно встройка активировала соседний ген роста.
Кроме того, в клетках постоянно работает фермент теломераза, который восстанавливает концы хромосом и снимает ограничение на количество делений.
Таким образом, в этих клетках одновременно сошлись ключевые свойства, характерные для раковой клетки.
Первое применение
Первое большое применение клеток к раку отношения не имело. В 1953 году выяснили, что в HeLa хорошо размножается вирус полиомиелита.
К тому времени вирусолог Джонас Солк уже создал вакцину от полиомелита. Однако ее нужно было испытать на безопасность и эффективность. Проверить кровь сотен тысяч привитых детей можно было только с помощью живых человеческих клеток. Тогда в Институте Таскиги развернули массовое производство.
Оттуда пробирки с HeLa рассылали по лабораториям страны. Полиомиелитную вакцину проверили с помощью клеток женщины, которая к тому моменту была мертва уже два года.
Дальше HeLa стала тем, что биологи называют стандартным объектом — клеточной линией, на которой отрабатывают методы. На ней научились замораживать человеческие клетки и размораживать их живыми — без этого не было бы ни клеточных банков, ни пересылки культур по почте. На ней впервые вырастили колонию из одной-единственной клетки млекопитающего.
Отсюда развивались и вирусология, и токсикология, и вообще привычка проверять любое новое вещество сначала на культуре клеток.
Лучевая терапия
В 1956 году Теодор Пак и Филип Маркус облучили HeLa рентгеновским излучением и построили первый график, показывающий, какая доля клеток выживает после воздействия определенной дозы. График оказался не прямой линией: у него есть «плечо», то есть при малых дозах клетки успевают восстанавливать повреждения, а при больших — уже нет.
Именно такие исследования помогли понять, почему лучевую терапию необходимо проводить не одномоментно, а курсом в течение нескольких недель и почему разные опухоли требуют разных режимов.
Химиотерапия
Много лет в американской программе поиска противоопухолевых веществ из растений главным тестом была клеточная линия KB — считалось, что она происходит из рака полости рта. Именно активность в этом тесте побудила химиков в 1964 году заняться экстрактом коры тихоокеанского тиса, из которого позднее выделили таксол. Затем выяснилось, что KB — это и есть клетки HeLa: линия была вытеснена ими еще на раннем этапе.
То есть паклитаксел, один из наиболее широко применяемых препаратов в онкологии, прошел отбор на клетках Генриетты Лакс, только известных под другим названием.
Гены-защитники
В 1976 году Эрик Стэнбридж слил HeLa с нормальной клеткой кожи. Гибрид вел себя в пробирке как опухолевый, но у мышей опухолей не вызывал. Значит, нормальная клетка приносила с собой что-то, что подавляло злокачественность.
Так сформировалось представление о генах-супрессорах: рак — это не только появление «поломанного» гена, но и потеря нормальных генов, сдерживающих рост опухоли. На этом знании во многом основана современная генетика опухолей, в том числе изучение наследственных синдромов, связанных с мутациями BRCA.
Вирус и профилактика
В 1984 году немецкая группа Харальда цур Хаузена выделила вирус папилломы человека 18-го типа и обнаружила его в опухолях шейки матки и в клетках HeLa. За доказательство роли вирусов папилломы человека в развитии рака шейки матки цур Хаузен получил Нобелевскую премию.
Прямые следствия этих исследований — вакцинация против ВПЧ и ВПЧ-тестирование в рамках скрининга.
То есть клетки женщины, умершей от этой опухоли, помогли научиться ее предотвращать.
Ложка дегтя
У этой истории есть и неприятная сторона: HeLa легко вытесняет соседние клеточные культуры. В конце 1960-х обнаружили, что десятки «самостоятельных» клеточных линий по всему миру на самом деле давно превратились в HeLa.
Часть работ о раке груди или гортани оказалась в действительности исследованиями клеток рака шейки матки. Сегодня научные журналы требуют генетически подтверждать, что в лаборатории растет именно та клеточная линия, которая заявлена.
И вот о чем стоит помнить, читая новости вроде «ученые убили раковые клетки». HeLa — это одна опухоль одной женщины, более 70 лет прожившая в пластиковом флаконе и успевшая за это время сильно измениться. С ее помощью можно изучать общие механизмы, характерные для раковых клеток, но по ней нельзя судить о том, как поведет себя опухоль у конкретного человека.
Поэтому сейчас все чаще выращивают мини-копии опухоли конкретного пациента. А от результата в пробирке до появления лекарства, доступного больному, обычно проходит около пятнадцати лет.