Cilvēku šūnu kultūras, kas audzētas laboratorijās, bieži izmanto biomedicīnas pētījumos un jaunu ārstēšanas metožu izstrādē. Starp daudzajām šūnu līnijām viens no slavenākajiem ir HeLa. Šīs šūnas, imitējot cilvēka ķermeni in vitro (“in vitro”), ir “mūžīgas” - tās var bezgalīgi sadalīties, pētījumu rezultāti, izmantojot tās, tiek ticami reproducēti dažādās laboratorijās. Uz to virsmas ir diezgan universāls receptoru komplekts, kas ļauj tos izmantot dažādu vielu darbības izpētei, sākot no vienkāršām neorganiskām vielām līdz olbaltumvielām un nukleīnskābēm; tie ir nepretenciozi audzēšanai un labi panes sasalšanu un saglabāšanu.
Šīs šūnas diezgan negaidīti nokļuva lielajā zinātnē. Viņi tika paņemti no sievietes vārdā HEnrietta LAcks, kura neilgi pēc tam nomira. Bet audzēja šūnu kultūra, kas viņu nogalināja, zinātniekiem izrādījās neaizstājams līdzeklis.
Uzzināsim vairāk par šo …
Henrietta Lacks
Henrietta Lacks bija skaista melnā amerikāņu sieviete. Viņa dzīvoja mazajā Tērneras pilsētā Dienvidvirdžīnijā kopā ar savu vīru un pieciem bērniem. 1951. gada 1. februārī Henrietta devās uz Džona Hopkinsa slimnīcu - viņu uztrauca dīvainā izdalījumi, ko viņa periodiski atrada uz viņas apakšveļas. Medicīniskā diagnoze bija briesmīga un nežēlīga - dzemdes kakla vēzis. Astoņus mēnešus vēlāk, neskatoties uz operāciju un staru terapiju, viņa nomira. Viņai bija 31 gads.
Kamēr Henrietta atradās Hopkinsa slimnīcā, ārstējošais ārsts nosūtīja biopsijas rezultātā iegūtās audzēja šūnas analīzei Hopkinsa slimnīcas audu šūnu pētījumu laboratorijas vadītājam Džordžam Gejam. Tajā laikā šūnu kultivēšana ārpus ķermeņa bija tikai veidošanās stadijā, un galvenā problēma bija neizbēgama šūnu nāve - pēc noteikta skaita dalījumu, visa šūnu līnija nomira.
Reklāmas video:
Izrādījās, ka šūnas, kas apzīmētas ar “HeLa” (Henrietta Lacks vārda un uzvārda akronīms), pavairojās daudz ātrāk nekā normālo audu šūnas. Turklāt ļaundabīgā transformācija padarīja šīs šūnas nemirstīgas - pēc noteikta skaita dalījumu to augšanas nomākšanas programma tika izslēgta. Tas nekad iepriekš nav noticis in vitro ar citām šūnām. Tas pavēra vēl nebijušas perspektīvas bioloģijā.
Patiešām, nekad pirms šī brīža pētnieki nevarēja uzskatīt šūnu kultūrās iegūtos rezultātus par pilnīgi ticamiem: visi eksperimenti tika veikti ar atšķirīgām šūnu līnijām, kuras galu galā nomira - dažreiz pat pirms viņi varēja iegūt kādus rezultātus. Un tad zinātnieki kļuva par pirmās stabilās un pat mūžīgās (!) Šūnu līnijas īpašniekiem, kas pietiekami atdarina organisma īpašības. Un kad tika konstatēts, ka HeLa šūnas izdzīvo pat pa pastu, Gejs tos izsūtīja saviem kolēģiem visā valstī. Ļoti drīz pieprasījums pēc HeLa šūnām pieauga, un tās tika replicētas laboratorijās visā pasaulē. Viņi kļuva par pirmo "šablona" šūnu līniju.
Tā notika, ka Henrietta nomira tajā pašā dienā, kad Džordžs Gejs runāja televīzijas kameru priekšā, turot mēģeni ar savām kamerām. Viņš paziņoja, ka ir sākusies jaunu perspektīvu ēra narkotiku atklāšanā un biomedicīnas pētījumos.
Kāpēc viņas šūnas ir tik svarīgas?
Un viņam bija taisnība. Šūnu līnija, identiska visās pasaules laboratorijās, ļāva ātri iegūt un patstāvīgi apstiprināt arvien vairāk jaunu datu. Mēs varam droši teikt, ka milzīgais lēciens molekulārajā bioloģijā pagājušā gadsimta beigās bija saistīts ar spēju kultivēt šūnas in vitro. Henrietta Lacks šūnas bija pirmās nemirstīgās cilvēka šūnas, kuras jebkad audzētas mākslīgajos barotnēs. HeLa apmācīja pētniekus kultivēt simtiem citu vēža šūnu līniju. Un, lai gan pēdējos gados prioritāte šajā jomā ir mainījusies uz normālu audu šūnu kultūrām un inducētām pluripotentām cilmes šūnām (japāņu zinātniece Shinya Yamanaka saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā 2012. gadā par metodes atklāšanu pieauguša organisma šūnu atgriešanai embrionālā stāvoklī),tomēr vēža šūnas joprojām ir pieņemts standarts biomedicīnas pētījumos. HeLa galvenā priekšrocība ir nekontrolējama augšana vienkāršā barības vielā, kas ļauj veikt apjomīgus pētījumus par minimālām izmaksām.
Kopš Henrietta Lacks nāves viņas audzēja šūnas ir nepārtraukti izmantotas, lai pētītu dažādu slimību, tai skaitā vēža un AIDS, attīstības molekulāros modeļus, lai pētītu radiācijas un toksisko vielu iedarbību, sastādītu ģenētiskās kartes un milzīgu skaitu citu zinātnisku problēmu. Biomedicīnas pasaulē HeLa šūnas ir kļuvušas tikpat slavenas kā laboratorijas žurkas un Petri trauki. 1960. gada decembrī HeLa šūnas bija pirmās, kas padomju satelītā lidoja kosmosā. Pat šodien padomju ģenētiķu kosmosā toreiz veikto eksperimentu apjoms ir pārsteidzošs. Rezultāti parādīja, ka HeLa labi darbojas ne tikai zemes apstākļos, bet arī ar nulles smagumu.
Bez HeLa šūnām Jonas Salk izstrādātās poliomielīta vakcīnas izstrāde būtu bijusi neiespējama. Starp citu, Salks bija tik pārliecināts par saņemtās vakcīnas (novājināta poliomielīta vīrusa) drošību, ka kā zāļu drošuma pierādījumu viņš injicēja sev, sievai un trim bērniem.
Kopš tā laika HeLa tiek izmantota klonēšanai (sākotnējie eksperimenti šūnu kodolu pārstādīšanai pirms slavenās Dolly aitu klonēšanas tika veikti ar HeLa), mākslīgās apsēklošanas metožu testēšanai un tūkstošiem citu pētījumu (daži no tiem ir parādīti tabulā).
Bez zinātnes …
Pati Henrietta Lāča personība ilgu laiku netika reklamēta. Dr Gejam, protams, HeLa šūnu izcelsme nebija noslēpums, taču viņš uzskatīja, ka prioritāte ir privātums, un Laksu ģimene daudzus gadus nezina, ka Henrietta šūnas ir slavenas visā pasaulē. Noslēpums tika atklāts tikai pēc doktora Gaja nāves 1970. gadā.
Atgādiniet, ka sterilitātes standarti un paņēmieni darbam ar šūnu līnijām tolaik bija sākumstadijā, un dažas kļūdas parādījās tikai gadus vēlāk. Tātad attiecībā uz HeLa šūnām - pēc 25 gadiem zinātnieki atklāja, ka daudzas no pētījumos izmantotajām šūnu kultūrām, kuru izcelsme ir cita veida audos, ieskaitot krūts un prostatas vēža šūnas, ir inficētas ar agresīvākām un izturīgākām HeLa šūnām. Izrādījās, ka HeLa var pārvietoties ar putekļu daļiņām gaisā vai uz nepietiekami mazgātām rokām un iesakņoties citu šūnu kultūrās. Tas izraisīja lielu skandālu. Cerot atrisināt problēmu ar genotipēšanu (sekvencēšana ir genoma pilnīga nolasīšana - tolaik tas vēl bija plānots tikai kā grandiozs starptautisks projekts),viena zinātnieku grupa izsekoja Henrietta radiniekus un lūdza ģimenei DNS paraugus, lai kartētu gēnus. Tādējādi noslēpums tika atklāts.
Starp citu, amerikāņus joprojām vairāk uztrauc fakts, ka Henrietta ģimene nekad nav saņēmusi kompensāciju par HeLa šūnu izmantošanu bez donora piekrišanas. Līdz šai dienai ģimene dzīvo ne pārāk labā labklājībā, un finansiāla palīdzība būtu ļoti noderīga. Bet visi pieprasījumi nonāk tukšā sienā - ilgstoši nav respondentu, un Medicīnas akadēmija un citas zinātniskās struktūras, domājams, nevēlas apspriest šo tēmu.
2013. gada 11. martā degvielai pievienota jauna publikācija, kurā tika prezentēti HeLa šūnu līnijas pilnīgas genoma secības rezultāti. Atkal eksperiments tika veikts bez Henrietta pēcnācēju piekrišanas, un pēc īsām ētiskām domstarpībām pilnīga piekļuve genoma informācijai tika atļauta tikai profesionāļiem. Neskatoties uz to, pilnīgai HeLa genomiskai secībai ir liela nozīme turpmākajā darbā, ļaujot izmantot šūnu līniju nākamajos genoma projektos.
Īsta nemirstība?
Ļaundabīgais audzējs, kas nogalināja Henrieti, padarīja viņas šūnas potenciāli nemirstīgas. Vai šī sieviete vēlējās nemirstību? Un vai viņa to ieguva? Ja tā padomā, rodas fantastiska sensācija - dzīva cilvēka daļa, mākslīgi pavairota, iziet miljoniem pārbaužu, “nogaršo” visas zāles, pirms tās tiek pārbaudītas ar dzīvniekiem, un visā pasaulē molekulārie biologi to sagrauj …
Protams, tam visam nav nekā kopīga ar "dzīvi pēc dzīves". Ir muļķīgi uzskatīt, ka HeLa kamerās, kuras nemitīgi mocīja negausīgi zinātnieki, ir vismaz kāda nelaimīgas jaunas sievietes dvēseles daļa. Turklāt šīs šūnas var uzskatīt par cilvēkiem tikai daļēji. Katras HeLa šūnas kodolā ir 76 līdz 82 hromosomas, kas rodas transformācijas dēļ, kas notika ļaundabīgo audzēju laikā (normālas cilvēka šūnas satur 46 hromosomas), un šī poliploīdija periodiski izraisa diskusijas par HeLa šūnu piemērotību cilvēka fizioloģijas modelim. Pat tika ierosināts šīs šūnas izolēt atsevišķā, cilvēkiem tuvu stāvošā sugā, ko sauc par Helacyton gartleri, par godu Stenlijam Gartleram, kurš pētīja šīs šūnas, taču tas šodien netiek nopietni apspriests.
Tomēr pētnieki vienmēr ņem vērā ierobežojumus, kas jāpatur prātā. Pirmkārt, HeLa, neskatoties uz visām izmaiņām, joprojām paliek cilvēka šūnas: visi to gēni un bioloģiskās molekulas atbilst cilvēka šūnām, un molekulārā mijiedarbība vairumā gadījumu ir identiska veselīgu šūnu bioķīmiskajiem ceļiem. Otrkārt, poliploīdija padara šo līniju ērtāku genoma pētījumos, jo ģenētiskā materiāla daudzums vienā šūnā ir palielināts, un rezultāti ir skaidrāki un kontrastējošāki. Treškārt, plašais šūnu līniju izplatījums visā pasaulē ļauj viegli atkārtot kolēģu eksperimentus un izmantot publicētos datus kā pamatu saviem pētījumiem. Konstatējis HeLa modeļa pamata faktus (un visi atceras, ka tas ir pat ērts, bet tikai ķermeņa paraugs),zinātnieki mēģina tos atkārtot piemērotāku modeļu sistēmās. Kā redzat, HeLa un līdzīgas šūnas šodien veido visas zinātnes pamatu. Un, neraugoties uz ētiskajiem un morālajiem strīdiem, šodien es gribu pagodināt šīs sievietes piemiņu, jo viņas piespiedu ieguldījums medicīnā ir nenovērtējams: šūnas, kas palikušas pēc viņas, izglāba un turpina izglābt vairāk dzīvību, nekā jebkurš ārsts var izdarīt.
Šūnu ierakstu turētāji
HeLa šūnu nemirstība ir saistīta ar infekcijas ar cilvēka papilomas vīrusu HPV18 sekām. Infekcija izraisīja daudzu hromosomu triplodiju (triju kopiju veidošanos parastā pāra vietā) un dažu no tām sadalīšanos fragmentos. Turklāt infekcija palielināja vairāku šūnu augšanas regulatoru, piemēram, telomerāzes (šūnu nāves regulatora) un c-Myc (daudzu olbaltumvielu sintēzes aktivitātes regulatora) aktivitāti. Šādas unikālas (un nejaušas) izmaiņas ir padarījušas HeLa šūnas par rekordlielu augšanas ātrumu un izturību pat starp citām vēža šūnu līnijām, kuru mūsdienās ir vairāki simti. Turklāt iegūtās izmaiņas genomā izrādījās ļoti stabilas un laboratorijas apstākļos pēdējos gados nemainās.
Drīz pēc Henrietta nāves tika izveidota HeLa rūpnīca - liela mēroga uzņēmums, kas ļautu katru nedēļu audzēt triljonus HeLa šūnu. Rūpnīca tika uzcelta viena iemesla dēļ - lai apturētu poliomielītu.
Līdz 1951. gada beigām bija pasaulē lielākā poliomielīta epidēmija vēsturē. Skolas tika slēgtas, vecāki bija panikā. Steidzami bija nepieciešama vakcīna. 1952. gada februārī Jonas Salk no Pitsburgas universitātes paziņoja, ka ir izstrādājis pasaulē pirmo poliomielīta vakcīnu, bet nevarēja to piedāvāt bērniem, kamēr nav rūpīgi pārbaudījis tās drošību un efektivitāti. Tam bija nepieciešams kultivēt šūnas tik milzīgos rūpnieciskos apjomos, ka tās nekad agrāk nebija ražotas.
Nacionālais zīdaiņu paralīzes paraugs (NFIP), labdarības organizācija, kuru dibinājis prezidents Franklins Delano Rūzvelts, kurš pats tika paralizēts ar poliomielītu, gatavoja lielāko poliomielīta vakcīnas lauka izmēģinājumu medicīnas vēsturē. Bija plānots, ka Salk vakcinēs divus miljonus bērnu, un NFIP no viņiem ņems asinis, lai pārbaudītu, vai viņiem ir imūna. Tomēr, ja vakcinēto bērnu serumi tiek sajaukti ar dzīviem poliomielīta vīrusiem un kultivētām šūnām, būs jāveic miljoniem neitralizācijas testu. Ja vakcīna darbojas, tad vakcinēto bērnu serumam vajadzētu bloķēt poliomielīta vīrusu un aizsargāt šūnas. Pretējā gadījumā vīruss inficē šūnas un rada bojājumus, ko zinātnieki var redzēt mikroskopā.
Grūtības sagādāja tas, ka neitralizācijas testos tika izmantotas pērtiķu šūnas, kuras šīs reakcijas laikā nomira. Tā bija problēma - nevis tāpēc, ka viņi rūpējās par dzīvniekiem (atšķirībā no mūsu laika toreiz netika apspriests), bet gan tāpēc, ka pērtiķi bija dārgi. Miljoniem neitralizācijas reakciju ar pērtiķu šūnām izmaksātu miljoniem dolāru, tāpēc NFIP izmisīgi meklēja šūnu kultūrai, kas varētu masveidā vairoties un maksātu mazāk nekā pērtiķu šūnas.
NFIP vērsās pēc palīdzības pie Gaja un vairākiem citiem šūnu kultūras speciālistiem, un Gajs saprata, ka šī patiešām ir zelta raktuve. Labdarības rezultātā NFIP ziedojumos saņēma vidēji USD 50 miljonus gadā, un viņa direktors vēlējās lielāko daļu šīs summas ziedot šūnu kultivatoriem, lai viņi varētu atrast ceļu masveidā ražot šūnas, par kurām visi ir sapņojuši daudzus gadus.
Piedāvājums nāca īstajā laikā: laimīgas sakritības dēļ, neilgi pēc tam, kad NFIP piezvanīja, lūdzot palīdzību, Gajs saprata, ka Henrietta šūnas nepieaug tāpat kā neviena cilvēka šūna, kuru viņš līdz šim bija sastapis.
Lielākā daļa kultūru šūnu aug vienā slānī trombu veidā uz stikla virsmas, kas nozīmē, ka brīvā telpa ātri iztek. Šūnu skaita palielināšana ir darbietilpīga: Zinātniekiem atkal un atkal ir jāizkasē šūnas no mēģenes un atkal jāsadala vairākos jaunos traukos, lai šūnām būtu jauna telpa augšanai. Kā izrādījās, HeLa šūnas ir ļoti nepretenciozas: augšanai viņiem nebija nepieciešama stikla virsma, tās varēja augt, peldot barotnē, kuru nepārtraukti maisa "maģiskā ierīce" - nozīmīga tehnoloģija, kuru izstrādāja Gajs, mūsdienās to sauc par suspensijas audzēšanu. Tas nozīmēja, ka HeLa šūnas nebija ierobežotas ar kosmosu kā visi pārējie; viņi varēja dalīties, kamēr vien palika barotne. Jo lielāks trauks ar barotni,jo vairāk šūnu pieauga. Šis atklājums nozīmēja, ka, ja HeLa šūnas ir uzņēmīgas pret poliomielīta vīrusu (jo dažas šūnas ir nejūtīgas pret to), tas atrisinātu masveida šūnu ražošanas problēmu un palīdzētu izvairīties no vakcīnas testēšanas miljoniem pērtiķu šūnu.
Un tā 1952. gada aprīlī Gajs un viņa kolēģis NFIP padomdevējā komitejā Viljams Šherers - jauns Minesotas universitātes pētnieks, kurš nesen aizstāvēja savu disertāciju - mēģināja inficēt Henrietta šūnas ar poliomielīta vīrusu. Pēc dažām dienām viņi atklāja, ka HeLa faktiski ir jutīgāka pret vīrusu nekā citas līdz šim kultivētās šūnas. Un viņi saprata, ka ir atraduši tieši to, kas vajadzīgs NFIP.
Viņi arī saprata, ka, pirms viņi varēja sākt masveidā ražot jebkādas šūnas, viņiem jāatrod jauns veids, kā tās transportēt. Lidmašīnas nolaišanās, kuru izmantoja Gajs, bija lieliska, lai nosūtītu kolēģiem vairākus flakonus, bet pārāk dārgi lieliem apjomiem. Miljardi noaudzēto šūnu būs bezjēdzīgi, ja šīs šūnas nevarēs nogādāt pareizajā vietā. Un zinātnieki sāka eksperimentēt.
1952. gadā, piemiņas dienā, Gajs paņēma vairākas HeLa mēģenes un pietiekami daudz barotnes, lai šūnas dzīvotu vairākas dienas, un ievietoja tās skārda traukā, kas izklāts ar korķi un piepildīts ar ledu, lai izvairītos no pārkaršanas. Sniedzot visu to ar detalizētām kopšanas instrukcijām, viņš nosūtīja Mariju uz pasta nodaļu, lai nosūtītu paku ar mēģenēm uz Šhereru Minesotas štatā. Svētku dēļ visas Baltimoras pasta nodaļas tika slēgtas, izņemot centrālo biroju centra rajonā. Lai tur nokļūtu, Marijai bija jāmaina vairāki tramvaji, bet galu galā viņa tur nokļuva. Tā rīkojās arī būros: četras dienas vēlāk iepakojums ieradās Mineapolē. Šērs ielika šūnas inkubatorā un sāka augt. Pirmo reizi dzīvās šūnas ir veiksmīgi atlikušas nosūtīšanu.
Turpmākajos mēnešos, lai pārliecinātos, ka šūnas var izturēt garo ceļojumu jebkurā klimatā, Gajs un Šherers nosūtīja HeLa caurules ar lidmašīnu, vilcienu un kravas automašīnu visā valstī no Minneapolis uz Noridžu, Ņujorkā un atpakaļ. Šūnas nomira tikai vienā mēģenē.
Kad NFIP uzzināja, ka HeLa ir uzņēmīga pret poliomielīta vīrusu un to var audzēt lielos daudzumos par zemām izmaksām, nekavējoties tika noslēgts līgums ar Viljamu Šhereru pārraudzīt HeLa izplatīšanas centra attīstību Tuskegee universitātē, kas ir viena no valsts prestižākajām universitātēm. melns. NFIP šim projektam izvēlējās Tuskegee universitāti, pateicoties Kārļa Bynuma, fonda Nēģu aktivitāšu direktors. Bainums - dabaszinātņu skolotājs un pilsoņu tiesību aktīvists un valsts pirmais melnā fonda direktors - vēlējās uzņemt centru Tiškejā, saņemot simtiem tūkstošu dolāru lielu finansējumu, daudz darba vietu un apmācot jauniem melnādainiem zinātniekiem.
Dažu mēnešu laikā sešu melno zinātnieku un laboratorijas tehniķu komanda bija uzbūvējusi rūpnīcu Tuskegee, kas vēl nekad nav redzēta: rūpnieciskā tērauda autoklāvi tvaika sterilizēšanai izklāja sienas, rindās stāvēja milzīgas, mehāniski sajauktas barotnes tvertnes, inkubatori, kas bija pilni ar stikla pudelēm šūnu kultūrām, un automātiski šūnu dozatori ir gari, ar gariem, plāniem metāla rokturiem, kas HeLa šūnas injicē vienā mēģenē pēc otras. Katru nedēļu Tuskegee komanda sagatavoja tūkstošiem litru Gaja recepšu barotnes, sajaucot sāļus, minerālus un asins serumu no studentiem, karavīriem un kokvilnas audzētājiem, kuri atsaucās uz sludinājumiem vietējā laikrakstā par asiņu ziedošanu naudai.
Vairāki tehniķi kalpoja par kvalitātes kontroles cauruļvadu un katru nedēļu mikroskopēja simtiem tūkstošu HeLa šūnu kultūru, lai pārliecinātos, ka tās ir dzīvotspējīgas un veselīgas. Citi nosūtīja šūnas pētniekiem visā valstī pēc stingra grafika 23 poliomielīta vakcīnu pārbaudes centros.
Galu galā Tuskegee komanda pieauga līdz 35 zinātniekiem un laboratorijas tehniķiem, kuri nedēļā saražoja 20 000 HeLa caurules - apmēram 6 triljonus šūnu. Tā bija pati pirmā šūnu fabrika, un tā sākās ar vienu HeLa caurulīti, kuru Gajs nosūtīja Šhereram savā pirmajā testa paketē neilgi pēc Henrietta nāves.
Izmantojot šīs šūnas, zinātnieki spēja pierādīt Salk vakcīnas efektivitāti. Drīz laikraksts New York Times publicēja melno sieviešu fotogrāfijas, kas saliektas virs mikroskopiem, pārbaudot šūnas un turot HeLa mēģenes melnajās rokās. Virsraksts lasāms:
Melnādainie zinātnieki un laboratorijas tehniķi, no kuriem daudzi bija sievietes, melnādainas sievietes šūnas izmantoja, lai glābtu miljoniem amerikāņu dzīvības, no kuriem lielākā daļa bija baltā krāsā. Un tajā pašā universitātē un tajā pašā laikā valdības amatpersonas veica draņķīgo sifilisa pētījumu.
Sākotnēji Tuskegee centrs HeLa šūnas piegādāja tikai tām laboratorijām, kuras pārbaudīja poliomielīta vakcīnas. Tomēr, kad kļuva skaidrs, ka visiem būs pietiekami daudz HeLa šūnu, tās sāka sūtīt visiem zinātniekiem, kuri bija gatavi tās iegādāties par desmit dolāriem, kam pieskaitītas aviopasta izmaksas. Ja zinātnieki vēlējās izdomāt, kā šūnas izturēsies noteiktā vidē, kā tās reaģēs uz noteiktu ķīmisku vielu vai kā tās veidos noteiktu olbaltumvielu, viņi vērsās pie HeLa šūnām. Lai arī tās bija vēža slimības, tām bija visas normālo šūnu pamatīpašības: tās veidoja olbaltumvielas un sazinājās savā starpā kā normālas šūnas, dalot un ražojot enerģiju, pārceļot un regulējot ģenētisko materiālu, kā arī bija uzņēmīgas pret infekcijām, kas padarīja tās par optimālu instrumentu. visu sintezēt un izpētītkas ir iespējams - ieskaitot baktērijas, hormonus, olbaltumvielas un īpaši vīrusus.
Vīrusi vairojas, ievadot dzīvās šūnās sava ģenētiskā materiāla daļiņas. Šūna radikāli maina savu programmu un sāk reproducēt vīrusu, nevis pati. Runājot par vīrusu pieaugumu, tāpat kā daudzos citos gadījumos, HeLa ļaundabīgais raksturs tikai padarīja tos noderīgākus. HeLa šūnas auga daudz ātrāk nekā parastās šūnas, un tāpēc rezultāti tika sasniegti ātrāk. HeLa šūnas bija darba zirgs - izturīgas, lētas un visuresošas.
Laiks bija pareizs. 50. gadu sākumā zinātnieki tikai sāka saprast vīrusu būtību, un kad Henrietta šūnas parādījās laboratorijās visā valstī, pētnieki sāka inficēt viņus ar visa veida vīrusiem - herpes, masalām, cūciņām, vējbakām, zirgu encefalītu -, lai izpētītu, kā vīruss iekļūst šūnās, reizinās tajās un izplatās.
Henrietta šūnas palīdzēja likt virusoloģijas pamatus, bet tas bija tikai sākums. Pirmajos gados pēc Henrietta nāves, saņemot pirmās mēģenes ar savām šūnām, pētnieki visā pasaulē spēja veikt vairākus nozīmīgus zinātniskus atklājumus. Pirmkārt, zinātnieku grupa HeLa izmantoja, lai izstrādātu metodes šūnu iesaldēšanai, tos nesabojājot vai nemainot. Izmantojot šīs metodes, šūnas visā pasaulē sāka sūtīt pārbaudītā un standartizētā veidā, ko izmantoja saldētas pārtikas un saldētas spermas pārvadāšanai lopu audzēšanai. Tas arī nozīmēja, ka zinātnieki varēja saglabāt šūnas starp eksperimentiem, neuztraucoties par uzturu un sterilitāti. Tomēr visvairāk zinātniekus iepriecināja fakts, ka sasalšana ļāva "fiksēt" šūnas to visdažādākajos stāvokļos.
Šūna tika sasalusi tāpat kā nospiežot pauzes pogu: dalīšana, vielmaiņa un visi citi procesi tika apturēti un atsākti pēc atkausēšanas, it kā jūs vienkārši nospiestu sākuma pogu. Zinātnieki eksperimenta laikā varēja jebkurā laikā pārtraukt šūnu attīstību, lai pēc vienas, divām vai sešām nedēļām salīdzinātu noteiktu šūnu reakciju uz zālēm. Viņi varēja novērot to pašu šūnu stāvokli dažādos attīstības posmos: zinātnieki cerēja redzēt, kurā brīdī normāla šūna, kas aug kultūrā, kļūst ļaundabīga - parādība, ko sauc par spontānu transformāciju.
Saldēšana ir pirmā sarakstā ar pārsteidzošajiem uzlabojumiem audu kultūrā, pateicoties HeLa. Vēl viens sasniegums ir šūnu kultūras procesa standartizēšana - joma, kas līdz tam bija haoss. Puisis un viņa kolēģi sūdzējās, ka viņi pārāk daudz laika pavada, sagatavojot barotni un saglabājot šūnas dzīvas. Tomēr viņus visvairāk uztrauca tas, ka tāpēc, ka visi barotnes formulēšanai izmantoja dažādas sastāvdaļas, dažādas receptes, dažādas šūnas un dažādas metodes, un tikai daži zināja par savu kolēģu metodēm, bija grūti vai gandrīz neiespējami atkārtot kāda eksperimentu. Un atkārtošana ir nepieciešama zinātnes sastāvdaļa: atklājums netiek uzskatīts par derīgu, ja citi nevar atkārtot un iegūt tādus pašus rezultātus. Puisis un citi baidījās, ka bez metožu un materiālu standartizācijas audu kultūra varētu stagnēt.
Ilgu laiku zinātnieki uzskatīja, ka cilvēka šūnas satur četrdesmit astoņas hromosomas - DNS virknes šūnu iekšienē, kas satur visu mūsu ģenētisko informāciju. Tomēr hromosomas salipās kopā, un nebija iespējams tās precīzi saskaitīt. 1953. gadā Teksasas ģenētiķis kļūdaini sajauc nepareizo šķidrumu ar HeLa un dažām citām šūnām. Šim negadījumam paveicās. Šūnās esošās hromosomas uzbriest un atdalījās viena no otras, un pirmo reizi zinātnieki varēja detalizēti izpētīt katru no tām. Šis nejaušais atklājums bija pirmais atklājumu virknē, kas ļāva diviem pētniekiem no Spānijas un Zviedrijas atklāt, ka normāla cilvēka šūna satur četrdesmit sešas hromosomas.
Tagad, zinot, cik hromosomu cilvēkam vajadzētu būt, zinātnieki varēja pateikt, ka kādam ir vairāk vai mazāk, un ar šīs informācijas palīdzību diagnosticēt ģenētiskās slimības. Pietiekami drīz pētnieki visā pasaulē sāka noteikt hromosomu anomālijas. Tātad tika atklāts, ka pacientiem ar Dauna sindromu divdesmit pirmajā pārī bija papildu hromosoma, tiem, kuri cieš no Klinefeltera sindroma, bija papildu dzimuma x hromosoma, un pacientiem ar Šereševska-Tērnera sindromu šīs hromosomas nebija vai tā bija nepilnīga.
Ar visām šīm jaunajām izmaiņām pieprasījums pēc HeLa šūnām palielinājās, un Tuskegee centrs to vairs nespēja apmierināt. Mikrobioloģisko asociāciju īpašnieks - militārpersona, vārdā Samuels Rīders, nebija zinošs, bet viņa biznesa partneris Monro Vincents pats bija pētnieks un saprata, cik liels ir potenciālais šūnu tirgus. Šūnas bija vajadzīgas daudziem zinātniekiem, un tikai nedaudziem no viņiem bija laiks vai iespēja pašiem audzēt tos pietiekamā daudzumā. Pētnieki tikai vēlējās iegādāties šūnas, tāpēc Rīders un Vincents nolēma izmantot HeLa kā tramplīnu, lai atvērtu pirmo rūpniecisko komerciālo centru, kas piegādā šūnas.
Viss sākās ar šūnu rūpnīcu - kā to sauca Rēders. Bethesda, Merilendas štatā, plašas noliktavas vidū, kas savulaik bija Fritos skaidu ražošanas rūpnīca, viņš uzcēla stikla apvalku un uzstādīja kustīgu konveijera lenti ar simtiem iebūvētu izmēģinājumu cauruļu statīvu. Ārpus stikla telpas viss tika organizēts gandrīz kā Tiškejā - milzīgas barotnes tvertnes, tikai vēl lielākas. Kad būri bija gatavi nosūtīšanai, atskanēja skaļš zvans, un visi rūpnīcas darbinieki, ieskaitot pasta nodaļas darbiniekus, pārtrauca kārtējo biznesu, pienācīgi mazgājās sterilizācijas telpā, uzvilka mantiņu un vāciņu un ierindojās pie konveijera lentes. Daži aizpildīja mēģenes, citi aizvēra tās ar gumijas aizbāžņiem, aizzīmogoja vai ievietoja pārnēsājamā inkubatorā,kur tie tika glabāti līdz iesaiņošanai nosūtīšanai.
Tādas laboratorijas kā Nacionālie veselības institūti bija mikrobioloģisko asociāciju lielākie klienti, un viņi pastāvīgi pasūtīja miljoniem HeLa šūnu noteiktā grafikā. Tomēr zinātnieki no jebkuras vietas pasaulē varēja veikt pasūtījumu, samaksāt mazāk nekā piecdesmit dolāru, un Microbiological Associates nekavējoties viņiem nosūtīja HeLa šūnu mēģenes. Lasītājs parakstīja līgumu ar vairākām lielākajām aviokompānijām, un tāpēc, lai kur arī rastos pasūtījums, kurjers sūtīja kameras nākamajā lidojumā, tās lidostā paņēma un ar taksometru nogādāja laboratorijās. Tā soli pa solim radās vairāku miljardu dolāru liela cilvēku biomateriālu industrija.
Henrietta šūnas nespēja atjaunot jauneklīgumu sieviešu kaklā, bet kosmētikas un farmācijas uzņēmumi Eiropā un ASV sāka tos izmantot laboratorijas dzīvnieku vietā, lai pārbaudītu jaunus produktus un zāles, kas izraisīja šūnu iznīcināšanu vai bojājumus. Zinātnieki HeLa šūnas pārgrieza uz pusēm un pierādīja, ka šūnas var dzīvot pēc kodola noņemšanas, viņi tās izmantoja, lai izstrādātu metodes vielu ievadīšanai šūnā, to nenogalinot. HeLa tika izmantots, lai izprastu steroīdu, zāļu ķīmijterapijas, hormonu, vitamīnu un vides stresa ietekmi; viņi bija inficēti ar tuberkulozi, salmonellu un baktērijām, kas izraisa vaginītu.
1953. gadā pēc ASV valdības pieprasījuma Gajs aizveda Henrietta šūnas kopā ar Viņu uz Tālajiem Austrumiem, lai izpētītu hemorāģisko drudzi, kas nogalināja amerikāņu karavīrus. Viņš injicēs HeLa žurkām un redzēs, vai viņiem nav vēža. Tomēr lielākoties viņš mēģināja no viena pacienta pāriet no HeLa uz normālu un vēža šūnu augšanu, lai salīdzinātu tos ar otru. Viņš nevarēja izvairīties no citu zinātnieku šķietami bezgalīgajiem jautājumiem par HeLa un šūnu kultūru. Katru nedēļu zinātnieki atkārtoti apmeklēja viņa laboratoriju ar lūgumiem iemācīt viņiem šo tehniku, un viņam bieži nācās ceļot pa pasauli, palīdzot izveidot darbu šūnu pavairošanā.
Daudzi Gaja kolēģi uzstāja, ka viņš publicē pētījumu datus un saņem pelnīto atzinību, taču viņš vienmēr tika atturēts no aizņemšanās. Visu nakti viņš strādāja mājās. Viņš kavējās ar dokumentu sagatavošanas termiņu piešķīrumam, bieži aizkavējās par mēnešiem, atbildot uz vēstulēm, un vienreiz maksāja mirušā darbinieka algu trīs mēnešus, pirms kāds to pamanīja. Marija un Margareta gadu ņurdēja, lai liktu Džordžam publicēt jebko par HeLa augšanu; beigās viņš uzrakstīja īsu rindiņu konferencei. Pēc tam pati Margareta rakstīja par savu darbu viņa vietā un satraucās par publikāciju.
Līdz 50. gadu vidum daudzi zinātnieki jau strādāja ar šūnu kultūrām, un Gajs bija noguris. Viņš rakstīja draugiem un kolēģiem: "Kādam ir jāizdomā, kā izsaukt to, kas notiek tagad, teiksim:" Pasaule ir kļuvusi traka ar šo audu audzēšanu un tās iespējām. " Es ceru, ka vismaz daļai šīs pļāpāšanas par audu audzēšanu ir pamats un tā ir devusi labumu cilvēkiem … un galvenokārt es vēlos, lai šī hype nedaudz mazinātos …"
Puisi kaitināja hipe ap HeLa. Galu galā bija arī citas šūnas, arī tās, kuras viņš pats bija izaudzis: A. Fi. un D-1 Re, kas nosaukts pacientiem, no kuriem tika ņemts sākotnējais paraugs. Puisis tos visu laiku piedāvāja zinātniekiem, taču šīs šūnas bija grūtāk audzēt, un tāpēc viņi nekad neizbaudīja Henrietta šūnu popularitāti. Puisis vairs neizplatīja HeLa, jo uzņēmumi pārņēma šo uzdevumu, tomēr viņam nepatika, ka HeLa audzēšana bija pilnībā ārpus viņa kontroles.
Kopš Tuškejas ražošanas rūpnīcas darbības uzsākšanas, Gajs ir nosūtījis zinātniekiem vēstules, cenšoties ierobežot HeLa šūnu izmantošanu. Viņš savulaik vēstulē savam vecajam draugam Čārlzam Pomeratam sūdzējās, ka visi apkārtējie, ieskaitot Pomerāta laboratorijas darbiniekus, pētniecībai izmanto HeLa, ko Gajs bija "spējīgāks", un daži jau bija izdarījuši, bet vēl nebija publicējuši rezultātus. … Pomerat atbildē rakstīja:
Kas attiecas uz jūsu… noraidošo attieksmi pret plaši izplatīto HeLa celma pētījumu, es neredzu, kā jūs varat cerēt palēnināt lietas darbību, jo jūs pats esat izplatījis šo celmu tik plaši, ka tagad to var iegādāties par naudu. Tas ir gandrīz tāds pats kā lūgums cilvēkiem neeksperimentēt ar zelta kāmjiem!.. Es saprotu, ka tikai pateicoties jūsu laipnībai HeLa šūnas kļuva pieejamas sabiedrībai. Tātad, kāpēc patiesībā tagad jūs domājat, ka visi vēlas paķert kādu gabalu sev?
Pomerāts uzskatīja, ka Gajam vajadzēja pabeigt savu pētījumu par HeLa, pirms viņš [HeLa] tika laists plašā sabiedrībā, jo pēc tam kultūra kļūst par universālu zinātnisku īpašumu.
Tomēr Gajs to nedarīja. Tiklīdz HeLa šūnas kļuva par "universālu zinātnisku īpašumu", cilvēki sāka interesēties, kurš ir viņu donors.