ما هي خلايا هيلا وما أهميتها
خلية هيلا هي خلية سرطانية تنتمي إلى سلالة تم عزلها في عام 1951 من مريضة تعاني من سرطان عنق الرحم، وتم تسمية هيلا تكريما لاسم المريضة هنريتا لاكس، وكانت خلايا هيلا هي أول خلايا بشرية تستخدم على نطاق واسع في الدراسات المختبرية، وخاصة في الأبحاث المتعلقة بالفيروسات والسرطان والوراثة البشرية، وتبين أن جينوم خلية هيلا غير مستقر بدرجة كبيرة، حيث يحتوي على العديد من الترتيبات الجينومية، مثل وجود أعداد غير طبيعية من الكروموسومات في ظاهرة تسمى chromothripsis .
خلايا هيلا الخالدة
في عام 1952، أصبحت خلايا هيلا أول خط خلية بشرية يمكن أن ينمو وينقسم بلا توقف في المختبر، مما دفع العلماء لتسميتها بالخلايا الخالدة. وقد ساهمت خلايا هيلا في تعميم استخدامها كخط الخلية البشرية المفضل للأبحاث الطبية الحيوية في جميع أنحاء العالم. وعلى الرغم من تطوير خطوط خلية إضافية على مر السنين، إلا أن خلايا هيلا لا تزال تستخدم على نطاق واسع في تطوير الأبحاث الطبية الحيوية. وقد ساعد تنوع وقوة خلايا هيلا في تحسين الاختبارات والتجارب الأساسية في المختبر، والتي لا تزال تقدم أدلة جديدة حول صحة الإنسان والمرض .
سنقدم أدناه جدول زمني للأحداث والمنشورات العلمية التي تصف الأبحاث التي استخدمت فيها خلايا هيلا. يهدف الجدول الزمني إلى إظهار دور خلايا هيلا في التقدم الرئيسي في مجالات مثل البيولوجيا السرطانية والأمراض المعدية وعلم الأحياء الدقيقة والعديد من المجالات الأخرى. تم وصف الأبحاث التي تشمل خلايا هيلا في أكثر من 110,000 منشور علمي. يوضح هذا العدد المذهل أهمية هذه الخلايا في البحث على مدار الستة العقود الماضية. ومن أهم استخدامات خلايا هيلا في الأبحاث على مر السنين
- 1952: تأسيس خلايا هيلا
- 1953: تمهيد الطريق للقاح شلل الأطفال
- 1956: يجب فهم آثار الأشعة السينية على الخلايا البشرية
- 1956: تطوير أساليب أبحاث السرطان
- 1964: الذهاب إلى الفضاء الخارجي
- 1964: إلقاء الضوء على علاجات اضطرابات الدم
- 1973: تحديد كيف تسبب السالمونيلا العدوى
- 1985: اتخاذ إجراءات متقدمة جدًا لعلاج سرطان عنق الرحم
- 1985: تباطؤ نمو السرطان
- 1988: تعزيز فهم الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية
- 1989: تعلم كيفية تحديد عمر الخلايا
- 1993: استطلاع كيف ينتقل مرض السل بين الناس وكيف يصيبهم بالمرض
- 2001: يتم فهم العدوى بفيروس إيبولا وفيروس نقص المناعة البشرية
- 2008: كشف الفيروسات التي يمكن أن تسبب بعض أنواع السرطان
- 2009: القيام بأبحاث عن التيلومير
- 2010: إعادة ضبط ثاليدوميد لمكافحة السرطان
- 2014: تقدم كبير في أبحاث النمو الخلوي
أهمية خلايا هيلا
في عام 1951، توفيت هنرييتا لاكس، البالغة من العمر 31 عاما، نتيجة لسرطان عنق الرحم العدواني. توفيت بعد 10 أشهر فقط من طلبها العلاج في جونز هوبكنز بسبب وجود عقدة في رحمها. أثناء علاجها في المستشفى، تم أخذ عينات من الأنسجة السرطانية من عنق الرحم، واكتسبت هذه الخلايا لاحقا لقب “خط الخلية الخالدة” المعروف باسم هيلا. خلال السنوات التالية، ساعدت خلايا هيلا العلماء في جميع أنحاء العالم على تحقيق تقدم كبير في مجال العلوم والطب. تسلط هذه القائمة الضوء على خمسة من هذه المساهمات الرائعة لهذه الخلايا
القضاء على شلل الأطفال
قام طور جوناس في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي بتطوير لقاح لمكافحة شلل الأطفال، ولكنه واجه صعوبة في إيجاد طريقة لاختباره في التجارب الميدانية. كانت خلايا قرد ريسوس المستخدمة غالية التكلفة لهذه الدراسة الواسعة النطاق. في عام 1952، تم اكتشاف خلايا هيلا التي لم تقتل بسبب شلل الأطفال، وكانت مصدرا ممتازا للخلايا المضيفة. تم إنشاء مختبر في جامعة توسكيجي لإنتاج خلايا هيلا، وهذا سمح للعلماء بالتقدم في القضاء على 99% من حالات شلل الأطفال عالميا .
تحسين عملية زراعة الخلية
خلال عملية الإنتاج والتوزيع الشامل لخلايا هيلا لاختبار لقاح شلل الأطفال في جامعة توسكيجي، ابتكر الباحثان الرائدين براون وهندرسون بروتوكولات جديدة لزراعة الخلايا .
اكتشاف عدد الكروموسومات
في كتابها `الحياة الخالدة لهنريتا لاكس`، تشرح ريبيكا سكلوت كيف نجح المختبر في تكساس في عام 1953 بالخطأ في رؤية وعد وحساب جميع الكروموسومات بوضوح في خلايا هيلا التي كانوا يعملون عليها. وبعد هذا الاكتشاف، طور تيجو وليفان تقنية لحساب الكروموسومات واكتشفوا أن الخلايا الجسدية للإنسان تحتوي على 23 زوجا من الكروموسومات، وليس 24 كما كان يعتقد سابقا. وهذا الاكتشاف أثر بشكل كبير على التشخيص الطبي، مثل تشخيص متلازمة داون .
رسم خرائط الجينوم
أنشأ هاريس وواتكينز أول هجين بشري في عام 1965 عن طريق دمج خلايا هيلا بخلايا الفأر، وعلى الرغم من المخاوف والشكوك من عامة الناس في ذلك الوقت، مكن هذا الإنجاز من تحقيق تقدم كبير في تعيين الجينات لكروموسومات معينة، وفي السنوات اللاحقة أثر بشكل إيجابي على مشروع الجينوم البشري .
لقاحات فيروس الورم الحليمي البشري
في ثمانينيات القرن العشرين تم اكتشاف أن خلايا هنريتا تحتوي على فيروس الورم الحليمي البشري – 18 بواسطة هارالد تسور هاوسن، الذي فاز بعد ذلك بجائزة نوبل لاكتشافه الربط بين فيروس الورم الحليمي البشري وسرطان عنق الرحم، ويؤدي العمل اللاحق بعد ذلك إلى تطوير لقاحات فيروس الورم الحليمي البشري، والتي تستخدم الآن في العديد من البلدان لحماية الفتيات الصغيرات من الإصابة بعدوى فيروس الورم الحليمي البشري المرتبط بسرطان عنق الرحم، وتشير التقديرات إلى أن التطعيم ضد فيروس الورم الحليمي البشري سيساعد على تقليل عدد الوفيات الناجمة عن سرطان عنق الرحم بنسبة 70 بالمائة .
بالإضافة إلى هذه الأمثلة الخمسة شاركت خلايا هيلا في العديد من التطورات الرائدة الأخرى في العلوم والطب، والتي تتراوح من كونها أول خلايا يتم استنساخها بنجاح، إلى أول خلايا بشرية يتم إرسالها إلى الفضاء، ولا تزال خلايا هيلا تستخدم على نطاق واسع في المختبرات اليوم، مما يجعل من المحتمل أن تستمر مساهماتها في النمو لسنوات عديدة مستقبلا .
لماذا تموت الخلايا
إذا كانت خلايا هيلا خالدة وهذا شيء مهم، فهذا يعني أن الخلايا الأخرى ستموت، لذلك لماذا يحدث هذا؟
موت الخلية هو حالة توقف الخلية البيولوجية عن أداء وظائفها، قد يكون هذا نتيجة للعملية الطبيعية المتمثلة في موت الخلايا القديمة واستبدالها بخلايا جديدة، أو قد تنجم عن عوامل مثل المرض أو الإصابة أو موت الكائن الحي الذي تشكل الخلايا جزءا منه، وموت الخلايا المبرمج ” النوع الأول من موت الخلية “، أو موت الخلية من النوع الثاني كلاهما من أشكال موت الخلايا المبرمجة، في حين أن النخر هو عملية غير فسيولوجية تحدث نتيجة للإصابة .
مراحل الموت المبرمج للخلايا
هناك مرحلتان متميزتان في عملية موت الخلايا المبرمج، المرحلة الأولى ومرحلة التنفيذ. تشمل المرحلة الأولى العديد من البروتينات المختلفة وتعقيداتها، حيث يحدث التأثير على الخلية بسبب الضغوط الخارجية أو الداخلية، وبعض الأمثلة على الإشارات الخارجية التي تؤدي إلى موت الخلايا المبرمج تشمل فقدان عوامل النمو، وانخفاض مستويات الأكسجين، والإشعاع. وتشمل الإشارات الداخلية تلف الحمض النووي، والأضرار الناجمة عن العلاج الكيميائي، وخلل التيلومير، والعدوى بالفيروسات. أما المرحلة التنفيذية، فتتضمن تنشيط الإنزيمات المتخصصة مثل الكاسبيز وغيرها، وتؤدي مباشرة إلى موت الخلية .