» с Опрой Уинфри в одной из главных ролей. Лакс, афроамериканка из семьи с десятком детей, окончила только шесть классов школы, родила первого ребёнка в четырнадцать и умерла чуть старше тридцати в полной безвестности. Тем не менее именно эта женщина оказалась идеальным донором, чьим клеткам современная медицина и биохимия обязаны своим развитием. Разбираемся, как так вышло и почему история Генриетты Лакс стала известна много лет спустя.

Кадр из фильма HBO «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс»

«Бессмертные»
клетки

Человеческие клетки, которые способны были бы дольше нескольких дней выживать отдельно от материнского организма, были мечтой многих исследователей. Такие клетки позволили бы снизить затраты на тестирование веществ, сделав процесс более эффективным и гуманным (проверять биохимическую реакцию на быстро погибающих

клетках бессмысленно, а на животных - и дорого, и жестоко). С двадцатых годов XX века учёные изобретали разные питательные среды, пытаясь выращивать клетки отдельно от многоклеточных организмов - но ничего не работало. Доктор Джордж Отто Гэй, цитолог из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, как и многие другие, день за днём исследовал образцы тканей пациентов в охоте за мутацией, которая позволила бы клеткам быть более живучими.

8 августа 1951 года в больницу Джонса Хопкинса (лучшего госпиталя для афроамериканцев в Балтиморе) с жалобами на боли в животе поступила пациентка Генриетта Лакс. Лечащий врач Говард Джонс диагностировал ей злокачественную опухоль шейки матки, и Генриетте назначили лучевую терапию. Во время лечения доктор Гэй изъял образцы поражённой и здоровой ткани Генриетты и передал на исследования. Собранные в лаборатории клетки маркировались по первым буквам имени пациента: образец ткани Генриетты получил имя HeLa (от английского «Henrietta Lacks»).

Рак Генриетты Лакс развивался очень быстро, и уже 4 октября 1951 года она скончалась в госпитале. В это самое время в цитологической лаборатории случилось настоящее чудо: клетки умершей Лакс не только оказались живучими, но и активно размножались, удваиваясь каждые сутки. Поражённый своим открытием доктор Джонс рассылал своим коллегам клетки для тестов, и новости о них стремительно распространились по учёному сообществу. В то время как Генриетту Лакс похоронили без могильного камня на семейном кладбище около избушки, оставшейся со времён рабства, клетки HeLa были признаны «бессмертными »: в отличие от обычных клеток они не погибали после нескольких делений, а размножались бесконечно.

Тайна имени и расовая сегрегация

Скоро сенсационная новость о «бессмертных» клетках стала достоянием общественности, и журналисты захотели узнать, кто же будет участвовать в будущем развитии всей последующей медицины и биохимии. Сотрудники Университета Джонса Хопкинса были поставлены в трудное положение. Клетки были изъяты у пациентки без её

согласия и ведома - но в то время практики согласия на исследования ткани ещё не было и мало какие заборы пробы тканей получали такой общественный резонанс. С другой стороны, 50-е годы всё ещё были временем жёсткой сегрегации , когда афроамериканцам запрещалось сидеть, пить или есть рядом с белыми. Что бы могло сказать такое общество в ответ на предложение поставить Генриетту Лакс на пьедестал биохимии, можно только догадываться. Кроме того, она была очевидной иллюстрацией жестокости американского общества по отношению к таким, как она: проведя детство в деревянной избушке в Кловере со своим дедом и двоюродным братом, она не смогла окончить школу из-за ежедневных нападений белых детей и родила первого ребёнка всего в 14 лет от своего кузена и соседа по комнате.

По словам знавших её людей, Генриетта была образцом милосердия и любви к ближнему: выхаживала больных, кормила голодных рабочих, с которыми вместе трудился её муж, и была оптимистична. Однако этих добродетелей по-расистки брезгливой общественности не хватило бы. Поэтому журналистам было выдано поддельное имя Хелен Лейн, которое и появилось в заголовках газет. В атмосфере секретности исследователи связывались с детьми Генриетты и довели осиротевшую семью до нервных расстройств недомолвками и бесконечными заборами крови: они хотели выследить мутации в их ДНК, но им это так и не удалось.

Только в 1976 году настоящая история клеток HeLa была рассказана Майклом Роджерсом на страницах журналов Rolling Stone и Detroit Free Press - спустя 25 лет после смерти Генриетты. В 1998 году Адам Кёртис сделал первый документальный фильм об истории Генриетты Лакс . А в 2010 году медицинская журналистка Ребекка Склут с помощью младшей дочери Генриетты, Дебры, написала книгу «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс », победившую на многих конкурсах нон-фикшна и попавшую в списки лучших книг года более чем 60 изданий. Спустя семь лет книгу для HBO экранизировал Джон Вульф («Дьявол носит Prada»).

Книга Ребекки Склут и проблема этики в медицине

Работа Ребекки Склут над историей Генриетты Лакс стартовала в начале нулевых, когда она обнаружила, что о доноре клеток для линии HeLa неизвестно ровным счётом ничего, и написала свои первые статьи . Для Америки вопрос этики в сфере медицины особенно болезнен: относительно недавно пациентов африканского происхождения принимали в отдельных больницах, а уж о вопросах

этики в их отношении и подавно мало кто задумывался. Белые продюсеры заимствовали их музыкальные произведения и создавали своих «королей», не заботясь об авторских выплатах, а в медицине того времени никому бы в голову не пришло заботиться о доноре-афроамериканце или его семье. Кроме того, условия содержания в специальных больницах для афроамериканского населения были крайне строгими, если не сказать жестокими. Генриетте приходилось проделывать путь от кровати до окна, чтобы посмотреть на играющих на лужайке перед больницей детей, которых приводил муж (в здание больницы их не пускали). С каждой неделей этот пусть становился для неё всё труднее, но даже тогда, когда она уже не смогла вставать с постели, детям не позволили проститься с матерью.

Именно чуткий разбор проблемы медицинской этики в разрезе социального статуса (в сочетании, разумеется, с мощным научно-просветительским потенциалом) принёс славу Ребекке Склут, а также некоторое успокоение потомкам Генриетты Лакс (и даже частичные права на принятие решений по обнародованию ДНК HeLa). Помимо науки и этики в книге Склут есть и трудная история семьи Лакс, со всеми подробностями жизни в расистской Америке ХХ века, а кроме того, трогательное сочетание научных фактов с религиозными представлениями детей Генриетты о незримом присутствии её духа и буквальном бессмертии.

Фильм HBO и признание вклада афроамериканцев в науку

Выход одноимённого фильма на HBO едва ли имеет большое значение для популяризации науки, о которой в фильме сказано довольно мало. В центре внимания оказывается коллективная память и проблема интеграции соцменьшинств в историю достижений человечества.

Как и в большей части фильмов про афроамериканцев, присутствует «белый вожак» - сама Ребекка Склут, - без

которого «подобные детям» афроамериканцы не справились бы с такими трудными материями, как научные факты из популярных статей, юридические тонкости и взаимодействие с медиками. Действительно, трудно преуспеть, являясь наследниками угнетаемого класса - тем более в науках и других сложных материях, - но привычка в очередной раз делать акцент на «белом спасителе» в кино о «чёрных проблемах» должна уйти в прошлое.

Впрочем, гораздо важнее то, что американское общество наконец признало роль Генриетты Лакс в науке и медицине. В 1996 году в Школе медицины Морхауз - бывшем колледже для освобождённых рабов, одним из выпускников которого был борец за права афроамериканцев Мартин Лютер Кинг - была организована озаглавленная в её честь конференция по женскому здоровью и был признан ценный вклад афроамериканцев в медицинские исследования и клиническую практику. Обогатившийся за счёт Генриетты Университет Джона Хопкинса только

производство клеток было поставлено на фабричные рельсы. На HeLa исследовали течение опухолевых заболеваний, динамику ВИЧ и воздействие на человеческий организм токсичных веществ и радиации. Клей, косметика и другие виды продукции своей безопасностью для человека обязаны клеткам Генриетты Лакс, кроме того, генетическое картирование развивалось во многом благодаря исследованиям именно клеток HeLa.

Существует идея (не поддерживаемая серьёзными биологами), что HeLa - первый живой организм, выращенный искусственно, и в этом смысле открывает новую биологическую историю Земли. Оснований для этого несколько: во-первых, HeLa обладает уникальным набором хромосом - в разных «семейных линиях» их от 49 до 78 (в отличие от человеческих 46). Во-вторых, HeLa живёт в своей собственной (правда, лабораторной) экологической нише, как и любой другой вид. В-третьих, HeLa размножается в условиях, в которых не могут множиться обычные человеческие клетки.

Кроме того, HeLa ведёт себя крайне агрессивно в лабораторных условиях и при неправильном обращении заражает другие образцы в лаборатории, перемещаясь с частицами пыли или на плохо вымытых руках. На этом свойстве клеток Лакс даже построена отдельная конспирологическая теория об участии HeLa в разжигании холодной войны между СССР и США: автор научпопа Майкл Голд утверждает, что сотрудничество Никсона с Хрущёвым по борьбе с раком обострилось из-за заражения образцов клеток HeLa. При этом писатель утверждает, что заражение - это следствие недосмотра исследователей, а истории о сверхагрессивности HeLa как нового вида - просто спекуляции, покрывающие обычную халатность.

МОСКВА, 7 авг — РИА Новости. Расшифровка генома "бессмертных" раковых клеток HeLa, которые исследователи используют для изучения множества заболений и тестирования лекарств, вызвала скандал, когда исследовали выложили расшифровку в открытый доступ, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature .

Эта история может привести к изменениям в американском законодательстве и сделать условия использования биологических тканей человека в научных исследованиях более строгими, полагают авторы публикации.

Бессмертные клетки

В 1951 году медики из больницы Джона Хопкинса в Балтиморе (штат Мэриленд, США) взяли образец опухоли у Генриетты Лакс (Henrietta Lacks) — афроамериканки, страдавшей раком шейки матки. Лакс умерла от рака, а ее клетки дали начало первой "бессмертной" линии человеческих клеток, известной как HeLa. До тех пор все попытки вырастить человеческие клетки в культуре заканчивались их гибелью, а HeLa продолжают жить по сей день.

Эти клетки стали "полигоном" для многочисленных исследований по всему миру, которые начались с испытания вакцины от полиомелита. С их помощью изучают рак, СПИД и множество других болезней, а также воздействие радиации и токсичных веществ на человеческие клетки. В 1960 году HeLa отправились в космос на советском спутнике. Сейчас упоминание о них можно найти в примерно 74 тысячах научных статей.

Расшифровка генома Hela

В 2013 году две группы ученых расшифровали геном "бессмертных" клеток. Сначала это сделали немецкие исследователи под руководством Ларса Штайнмеца (Lars Steinmetz) из Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге (Германия). Проанализировав полученные данные, они обнаружили, что геном HeLa существенно отличается от генома обычных человеческих клеток: в них много мутаций, лишних копий генов и перестановок. Отчасти это объясняется тем, что клетки HeLa — раковые, а часть изменений накопилась за годы культивирования в лабораторных условиях.

Затем научная группа из Университета Вашингтона в Сиэттле (США) под руководством Джея Шендура (Jay Shendure) также составила расшифровку генома HeLa и нашла причину, по которой у Лакс развился рак. Они изучили включения генов папилломавируса человека в геном HeLa. Этот вирус и сам несет набор генов, способствующих развитию рака, кроме того, он встроился рядом с онкогеном, мутации в котором приводят к развитию раковых опухолей. Ученые полагают, что близость генов папилломавируса к онкогену была причиной развития у Лакс очень агрессивной формы рака.

"Это, наверное, самый худший вариант того, как папилломавирус мог встроиться в ее геном", — пояснил один из авторов исследования Эндрю Эдей (Andrew Adey) из Университета Вашингтона.

Исследования без разрешения

В середине XX века ученым не требовалось разрешение самой Генриетты или ее родственников на использование клеток в исследованиях. Поэтому долгое время члены семьи Лакс не подозревали, какую роль сыграли клетки Генриетты в развитии науки. Однако узнав об использовании клеток HeLa в исследованиях, ее родственники были возмущены тем, что все это происходило без их ведома.

Новый виток развития тема получила в марте 2012 года, когда Штайнмец и его коллеги выложили расшифровку генома клеток HeLa в базы данных, доступные научному сообществу.

Результаты расшифровки геномов обычных людей нельзя публиковать вместе с их личными данными. Но в случае HeLa ученые не нарушили никаких законов и не увидели в этом ничего предосудительного: эти клетки давно стали привычным объектом исследований. Однако семья Лакс была возмущена. Несмотря на отличия HeLa от здоровых человеческих клеток, они могут выявить некоторые наследственные черты семьи. Расшифровка генома была удалена из баз данных, однако это не решило проблему.

Результаты исследования генома клеток HeLa, проведенные группой Шендура, были приняты к печати в журнале Nature. Это подразумевает обязательную публикацию данных исследования. Проблема конфиденциальности расшифровки генома HeLa снова стала актуальной.

Чтобы найти выход из этой ситуации, Фрэнсис Коллинз (Francis Collins), директор, и Кэти Хадсон (Kathy Hudson), замдиректора Национального института здоровья США встретились с представителями семьи Лакс. Вместе они решили опубликовать расшифровку генома HeLa, ограничив к ней доступ. Ученые, которые захотят ознакомится с этими данными, должны будут обратиться в Национальный институт здоровья, где их запрос будут рассматривать, в том числе, представители семьи Лакс. Таким образом Лаксы будут знать, кто и для каких целей использует эти данные, и смогут определять условия их использования. Исследование Шендура стало первым, которое опубликовано с согласия Лаксов.

Конечно, остается возможность восстановить геном HeLa по данным, опубликованным за годы исследования клеток, или расшифровать его заново и снова выложить в интернет. Национальный институт здоровья США не сможет повлиять на тех исследователей, работу которых он не финансирует, пишут руководители института в том же выпуске Nature, где опубликовано исследование Шендура. Однако они призвали научное сообщество уважать права семьи Лакс.

Изменения в законодательстве

Этот случай — уникальный, подчеркивает руководство Национального института здоровья, и поэтому рассматривается в индивидуальном порядке. Однако он привлек внимание общественности к условиям использования биологических образцов в научных исследованиях.

Действующие законы США оставляют возможность получить на основании такого образца полную расшифровку генома человека без его ведома. Единственное ограничение — образец должен быть анонимным. Однако в век компьютерной обработки данных такая защита весьма условна, признает руководство Национального института здоровья.

"Кроме того, взаимоотношения между учеными и участниками исследований развиваются: запрос разрешения подчеркивает, что участники — это партнеры (ученых), а не просто предмет изучения", — пишут Коллинз и Хадсон.

Сейчас руководство Национального института здоровья готовит предложения поправок в американские законы. Если эти изменения будут приняты, ученым придется получать у "доноров" биологических тканей разрешение на использование материала вне зависимости от анонимности исследования.

История получения этих «неумирающих» клеток (иммортализация - способность клеток к бесконечно долгому делению) связана с бедной 31-летней пациенткой Johns Hopkins Hospital в Балтиморе – афро-американкой, матерью пятерых детей по имени Генриетта Лэкс (Henrietta Lacks), которая, проболев раком шейки матки в течение восьми месяцев и пройдя внутреннее облучение (брахитерапию), скончалась в этой больнице 4 октября 1951 года.

Незадолго до этого, предпринимая усилия по лечению Генриетты от цервикальной карциномы , лечащий врач, хирург Говард Уилбур Джонс, взял образец ткани опухоли для исследования и передал в больничную лабораторию, возглавляемую в ту пору бакалавром биологии Джорджем Отто Геем.

Исследования биоптата ошеломили биолога: клетки тканей не погибли через положенное время в результате апоптоза, а продолжали размножаться, причем, с поразительной скоростью. Исследователю удалось выделить одну конкретную структурную ячейку и размножить ее. Полученные клетки продолжали делиться и перестали гибнуть в конце митотического цикла.

И вскоре после смерти пациентки (имя которой не разглашали, а зашифровали в виде сокращения HeLa) появилась загадочная культура клеток HeLa.

Как только стало ясно, что клетки HeLa – доступные вне человеческого тела – не подвержены запрограммированной гибели, спрос на них для различных исследований и экспериментов стал расти. И дальнейшая коммерциализация неожиданной находки вылилась в организацию серийного производства – для продажи клеток HeLa многочисленным научным центрам и лабораториям.

Использование клеток HeLa

В 1955 году клетки HeLa стали первыми клонированными клетками человека, и использование клеток HeLa началось по всему миру: в исследованиях клеточного метаболизма при раке; изучении процесса старения клеток; причин СПИДа; особенностей вируса папилломы человека и других вирусных инфекций; воздействия радиации и токсических веществ; картирования генов; в испытаниях новых фармакологических препаратов; тестировании косметических средств и т.д.

По некоторым данным, культура этих быстрорастущих клеток была использована в 70-80 тыс. медицинских исследований по всему миру. Ежегодно для потребностей науки выращивают около 20 тонн культуры клеток HeLa, зарегистрировано более 10 тыс. патентов с участием данных клеток.

Популяризации нового лабораторного биоматериала способствовало то, что в 1954 году штамм HeLa клеток был использован американскими вирусологами для проверки разработанной ими вакцины против полиомиелита .

В течение десятилетий культура клеток HeLa повсеместно служит простой моделью для создания более наглядных вариантов сложных биологических систем. А возможность клонировать иммортализованные клеточные линии позволяет многократно повторять анализы на генетически идентичных клетках, что является обязательным условием биомедицинских научных исследований.

В самом начале – в медицинской литературе тех лет – отмечалась «выносливость» этих клеток. Действительно, клетки HeLa не прекращают делиться даже в обычной лабораторной пробирке. И делают они это так агрессивно, что стоит лаборантам проявить малейшую неосторожность, клетки HeLa обязательно проникнут в другие культуры и спокойно заменят оригинальные клетки, в результате чего чистата проводимых экспериментов вызывает большие сомнения.

Кстати, в результате одного исследования, которое провели еще в 1974 году, была опытным путем установлена способность клеток HeLa «загрязнять» другие клеточные линии в лабораториях ученых.

Клетки HeLa: что показали исследования?

Почему клетки HeLa ведут себя таким образом? Потому что это не обычные клетки здоровых тканей тела, а клетки опухолевые, полученные из образца ткани раковой опухоли и содержащие патологические измененные гены непрерывного митоза раковых клеток человека. По сути, это клоны злокачественных клеток.

В 2013 году исследователи Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) сообщили о том, что с помощью спектрального кариотипирования они установили последовательность ДНК и РНК в геноме Генриетты Лэкс. И, сравнив с клетками HeLa, убедились: между генами HeLa и нормальными человеческими клетками поразительные различия...

Однако еще раньше цитогенетический анализ клеток HeLa привел к открытию многочисленных хромосомных аберраций и частичной геномной гибридизации этих клеток. Выяснилось, что клетки HeLa обладают гипертриплоидным (3n+) кариотипом и производят гетерогенные популяции клеток. При этом более чем у половины клонированных клеток HeLa выявлена анеуплоидия – изменение числа хромосом: 49, 69, 73 и даже 78 вместо 46.

Как оказалось, к геномной нестабильности фенотипа HeLa, потере маркеров хромосом и формированию дополнительных структурных аномалий причастны мультиполярные, полицентрические или многополюсные митозы в клетках HeLa. Это нарушения во время деления клетки, приводящее к патологической сегрегации хромосом. Если для здороаых клеток свойственна митотическая биполярность веретена деления, то в ходе деления раковой клетки образуется большее число полюсов и веретен деления, и обе дочерние клетки получают разное количество хромосом. И многополярность веретена при митозе клеток характерная особенность раковых клеток.

Изучая многополюсные митозы в клетках HeLa, генетики пришли к выводу, что весь процесс деления раковых клеток, в принципе, идет неправильно: профаза митоза короче, и формирование веретена деления предшествует делению хромосом; также раньше начинается метафаза, и хромосомы не успевают занять свое место, распределяясь бессистемно. Ну, а кочичество центросом как минимум вдвое больше необходимого.

Таким образом кариотип клетки HeLa нестаблен и может резко отличаться в разных лабораториях. Следовательно, результаты многих исследований – в условиях утраты генетической идентичности клеточного материала – просто невозможно воспроизвести в других условиях.

Наука сделала большие успехи благодаря способности манипулировать биологическими процессами в управляемом режиме. Последний наглядный пример – создание группой исследователей из США и Китая с помощью 3-D принтера реалистичной модели раковой опухоли, используя клетки HeLa.

В истории Генриетты Лакс сплелись расовая и социальная дискриминация, медицинская этика, торжество науки и боль семьи. Клетки этой женщины стали одновременно прорывом и стыдной историей мировой медицины. Bird in Flight пересказывает книгу Ребекки Склут «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс».

Открытие «бессмертных» клеток HeLa называют одним из крупнейших прорывов в истории медицины. HeLa вывели на новый уровень исследования рака и помогли разработать вакцину от полиомиелита. С их помощью создавали и тестировали препараты для лечения герпеса, лейкемии, гриппа, гемофилии и болезни Паркинсона. Без них были бы невозможны генетическое картирование, клонирование и ЭКО. При этом о доноре клеток, Генриетте Лакс, долгие годы не было известно ничего, даже имени, - а ее собственная семья понятия не имела о том, что ее клетки совершили революцию в медицине.

Медицинская журналистка Ребекка Склут заинтересовалась историей Генриетты Лакс еще на первом курсе колледжа. На расследование обстоятельств Ребекка потратила десять лет, проинтервьюировав, кажется, всех, кто имел к этой истории хоть какое-то отношение («от нобелевских лауреатов до уголовников», как пишет она сама). В результате получилась книга, от которой невозможно оторваться: одновременно научпоп, детектив, семейная сага и увлекательный экскурс в историю медицины.

Та самая женщина

По мотивам короткой жизни Генриетты Лакс (она умерла в возрасте 31 года) можно было бы снять драму о темнокожем населении США в первой половине прошлого века. Генриетта родилась в 1920-м в деревянной лачуге в штате Вирджиния, где ютились ее родители и восемь старших братьев и сестер. Через четыре года мать Генриетты умерла, рожая следующего ребенка, и отец рассовал детей по родственникам.

Многочисленное семейство зарабатывало на жизнь выращивая табак на тех же плантациях, на которых его предки трудились в качестве рабов. Генриетту определили жить к дедушке - в хижину, служившую когда-то крышей над головой для рабов. Девочка каждое утро просыпалась в четыре часа: доила коров, ухаживала за огородом, а потом шла работать на плантацию.

У дедушки уже был на воспитании внук Дэй - кузен Генриетты на пять лет старше нее. В школе оба недоучились (Дэй бросил учебу после четвертого класса, Генриетта дотянула до шестого): слишком много было работы. Когда Генриетте исполнилось четырнадцать, а Дэю девятнадцать, у них родился первый ребенок; через несколько лет они поженились. В 1951 году, когда Генриетта впервые пришла в гинекологическое отделение больницы Джона Хопкинса с жалобой на «узел в матке», детей у них было уже пятеро.

Когда Генриетте исполнилось четырнадцать, а Дэю девятнадцать, у них родился первый ребенок.

Генриетте диагностировали рак шейки матки. Тогда его было принято лечить радием: многие врачи в первой половине XX века считали радий отличным средством от всех проблем. Болезнь развивалась стремительно - Генриетта умерла 4 октября 1951 года, всего через восемь месяцев после первого обращения в больницу.

HeLa-v. Изображение: NIH / BSIP / AFP / East News

Долгожданные клетки

На протяжении первой половины XX века врачи по всему миру безуспешно пытались культивировать живые клетки вне организма: ничего не получалось, образцы всегда погибали. Но Джордж Гай, возглавлявший исследования в области культуры тканей в больнице Хопкинса, не оставлял попыток.

Для своих экспериментов он брал любые клетки, которые только мог достать. Гай в шутку называл себя «самым известным в мире стервятником»: он договаривался с коллегами, чтобы они брали для него образцы ткани у пациентов. Во время одного из сеансов облучения образцы раковых клеток взяли и у Генриетты. Без особой надежды Гай поместил их в чашку Петри, уверенный, что и на этот раз ничего не выйдет.

И вдруг оказалось, что клетки Генриетты ведут себя иначе. Во-первых, они размножались с невиданной скоростью. Во-вторых, они оказались буквально бессмертными. Обычные клетки погибают после определенного количества делений, но у клеток Генриетты программа подавления роста была отключена - они могли воспроизводить сами себя бесконечное количество раз. И наконец, они были удивительно неприхотливы, размножаясь в любых условиях.

У клеток Генриетты программа подавления роста была отключена.

Открытие пришлось как никогда кстати - в 1951 году мир охватила крупнейшая в истории эпидемия полиомиелита. Ученые спешно разработали вакцину, но прежде чем запускать препарат в производство, его нужно было протестировать. Для этого требовались клетки, причем буквально в промышленных масштабах. Клетки HeLa подходили идеально: они адекватно имитировали свойства человеческого организма, мгновенно размножались и легко переносили «путешествия» по почте. Поэтому правительство выделило средства на строительство первой «фабрики HeLa» - масштабного предприятия, которое выращивало клетки и рассылало их в 23 центра тестирования вакцины.

Еженедельно фабрика производила 6 триллионов клеток HeLa. Тестирование оказалось успешным - вакцина вскоре была запущена в производство.

HeLa-iv. Изображение: NIH / BSIP / AFP / East News

Бессмертие

Почему бессмертие клеток так важно? Раньше результаты, полученные на клеточных культурах, невозможно было считать достоверными: все опыты проводились на разных клеточных линиях, которые вскоре погибали (часто еще до того, как удавалось получить хоть какой-нибудь результат). Для полноценных исследований нужна была стабильная клеточная линия, идентичная во всех лабораториях мира. Клетки HeLa давали ученым принципиально новые возможности, и вскоре уже ни одна медицинская лаборатория в мире не обходилась без них.

«Если ученым надо было узнать, как будут вести себя клетки в той или иной среде, как они отреагируют на тот или иной препарат или как они строят такой-то белок, обращались к ним, - пишет Склут. - Клетки Генриетты заложили основы вирусологии: ученые заражали клетки HeLa всевозможными вирусами - герпесом, корью, свинкой, ветрянкой, лошадиным энцефалитом, - чтобы изучить, как вирус проникает в клетки, размножается и распространяется. HeLa использовали, чтобы понять, как влияют на клетки стероиды, химиотерапия, гормоны, витамины и экологические проблемы».

Ученые заражали клетки HeLa герпесом, корью, свинкой, ветрянкой и лошадиным энцефалитом.

В разгар холодной войны ученые подвергали клетки большим дозам облучения, чтобы узнать, как именно воздействует на организм ядерная бомба. Другие исследователи помещали клетки в мощные центрифуги, чтобы посмотреть, как поведут себя человеческие клетки в условиях полета в космос.

В настоящем космосе клетки тоже побывали: уже в 1960 году они отправились на орбиту на борту второго спутника советской космической программы. А вскоре и NASA запустило на орбиту несколько пробирок HeLa.

Неловкий момент

Врачебная этика - одна из ключевых тем книги. Забавно, пишет Склут, что Американская медицинская ассоциация уже в 1910 году издала правила, защищающие лабораторных животных, а вот для людей подобных правил не существовало вплоть до Нюрнбергского процесса. Именно там военный трибунал сформулировал Нюрнбергский кодекс - десять этических законов, регулирующих принципы проведения медицинских опытов над людьми.

Но Нюрнбергский кодекс был всего лишь рекомендательным. На практике в США (да и не только там) его часто нарушали - тем более что контроля за исследованиями почти не существовало. Больше всего от экспериментов страдали самые незащищенные социальные группы, в первую очередь афроамериканцы и заключенные.

Многие афроамериканцы из бедных районов испытывали по отношению к больницам суеверный ужас - городские легенды рассказывали о «ночных докторах», которые похищали чернокожих для чудовищных экспериментов. И хотя по большей части такие истории были именно легендами (Склут пишет, что в XIX веке их иногда распространяли рабовладельцы, чтобы отбить у рабов желание убегать), основания для опасений были реальными. В XIX веке многие врачи действительно испытывали лекарства на рабах и оперировали их (иногда даже без обезболивания), чтобы разработать новую хирургическую технику.

С отменой рабства такая практика не исчезла. Самым громким примером «прославился» институт Таскиги. Почти полвека (с 1932 по 1972 год) под эгидой Службы общественного здравоохранения США здесь проводили исследование стадий сифилиса - от момента заражения до смерти. Ученые привлекли 600 человек из числа бедного афроамериканского населения (треть из них заразили сифилисом уже в процессе эксперимента) - и годами наблюдали за их медленной мучительной смертью. Страдания этих людей можно было легко остановить: уже с 1940-х годов для лечения сифилиса широко применялся пенициллин. Но организаторы эксперимента не только скрыли этот факт от его участников, но и следили, чтобы те не получили возможности лечить сифилис в других больницах.

Казалось бы, клетки HeLa давали возможность проводить исследования без экспериментов на людях - но на практике случалось всякое.

Казалось бы, клетки HeLa давали возможность проводить исследования без экспериментов на людях - но на практике случалось всякое. Так, вирусолог Честер Саутэм однажды задался вопросом: могут ли клетки HeLa заразить работающих с ним ученых? Проверить эту гипотезу Саутэм решил на ничего не подозревающих пациентах (он заведовал отделением вирусологии в Мемориальном институте онкологии Слоан-Кеттеринг). В феврале 1954 года Саутэм вколол около пяти миллионов клеток HeLa в плечо женщины, госпитализированной с диагнозом «лейкемия». Ту же процедуру он повторил с дюжиной других онкологических пациентов, а потом решил проверить, как отреагируют на инъекции здоровые люди. Подопытных он набрал в тюрьме штата Огайо (в те времена заключенных регулярно использовали для медицинских экспериментов: от испытаний химического оружия до изучения влияния рентгеновского облучения на тестикулы).

«В последующие годы Саутэм ввел HeLa и другие живые раковые клетки более чем 600 людям, - пишет Склут. - Те же инъекции Саутэм начал делать каждой пациентке, обратившейся в отделение гинекологической хирургии Мемориального ракового центра, где он работал. Пациентам он говорил, что просто делает анализ на наличие рака». Возможно, Саутэм еще не один год продолжал бы в том же духе, если бы в 1963-м не договорился с Эммануэлем Манделем, директором Еврейского госпиталя в Бруклине, об участии пациентов этого учреждения в исследованиях. Мандель приказал врачам сделать инъекции 22 пациентам, не сообщая им о том, что в шприце раковые клетки. Трое молодых врачей отказались, подали заявление об уходе и рассказали об эксперименте журналистам. Последовал скандал, но значительная часть медицинского сообщества поддержала коллегу: у Саутэма даже не отняли лицензию, а вскоре его избрали президентом Американской ассоциации исследований в области рака.

…Первый пункт Нюрнбергского кодекса гласит: «Добровольное согласие подопытного человека абсолютно необходимо». Генриетта Лакс согласия не давала - она даже не знала, что у нее взяли образцы клеток. Не знала об этом и ее семья.

Родство и деньги

За годы работы над книгой Ребекка Склут очень сблизилась с семьей Лакс (кстати, после публикации книги журналистка основала Фонд стипендий для потомков Генриетты). Но поначалу даже простое интервью казалось невозможным. Лаксы были настроены предельно враждебно, и их можно понять.

О том, что клетки Генриетты уникальны, ученым стало известно еще до ее смерти. Но ни тогда, ни потом никто не удосужился связаться с семьей, так что дети Генриетты даже не подозревали о том, какую революцию в медицине совершили клетки их матери. У них не было ни малейших шансов узнать об этом самостоятельно: даже если бы дети Лакс читали медицинскую прессу (а они ее, конечно, не читали - большинство из них не окончили даже среднюю школу), в ней практически никогда не говорилось о личности донора. Крайне редко в публикациях упоминалось ее имя, да и то неправильное - в этих статьях она фигурировала как Хелен Лэйн.

Настоящее имя Генриетты стало известно лишь в 1970-х - только тогда ее муж и дети случайно узнали от знакомых, как много она дала науке и какие деньги на этом заработали коммерческие лаборатории. Сами Лаксы в то время жили в крайней бедности и даже не могли позволить себе медицинскую страховку; Генриетту похоронили в безымянной могиле, потому что на надгробный памятник не было денег. Конечно, муж и дети женщины почувствовали себя обманутыми: «Джордж Гай и больница Хопкинса украли клетки нашей матери и нажили миллионы, продавая их».

Генриетту похоронили в безымянной могиле, потому что на надгробный памятник не было денег.

Насчет Джорджа Гая они, правда, заблуждались: первооткрыватель HeLa не заработал на клетках ни копейки. Он распространял клетки бесплатно, а впоследствии отказался возглавить первую коммерческую лабораторию клеточных культур. Более того, ему и в голову не пришло запатентовать HeLa или изобретенное им устройство для культивации среды для клеток, которое по сей день используют в большинстве лабораторий. Он всегда жил небогато, и иногда его жене нечем было заплатить взнос за дом, потому что Гай снова потратил зарплату на лабораторное оборудование. А когда в 70 лет ему диагностировали рак поджелудочной железы, он связался с исследователями онкозаболеваний по всей стране, предлагая себя в качестве подопытного для экспериментов. На HeLa действительно зарабатывали миллионы - но не Гай, а те самые коммерческие лаборатории.

Джеймс Стердивант в доме, где росла Генриетта. Фото: Virginian-Pilot, Bill Tiernan / AP Photo / East News

По иронии судьбы примерно тогда, когда семья Лакс узнала правду, представители медицинского сообщества впервые вышли на нее сами - но не для того, чтобы поблагодарить или поддержать материально. Дело в том, что клетки HeLa оказались настолько жизнеспособными, что заражали все остальные клеточные культуры в лабораториях. Нужно было срочно разработать генетические тесты, которые могли бы идентифицировать клетки HeLa в других культурах, а для этого требовались образцы ДНК членов семьи.

При этом ситуация, в которой брали образцы, была далека от того, что сегодня принято считать «информированным согласием». Правда, контактировавшая с семьей научная сотрудница утверждает, что по телефону рассказала мужу Генриетты о сути исследования; но пожилой человек с четырьмя классами образования не понял из ее объяснений ни слова и сообщил детям: «У вас хотят взять кровь, чтобы посмотреть, есть ли у вас тот рак, что убил вашу мать». Во время заборов крови им уже ничего не объясняли, так что они были уверены, что делают «тест на рак». (Дочь Генриетты Дебора, которая и так со страхом ждала тридцатилетия, потому что боялась онкозаболевания, теперь запаниковала еще больше.) А позже ученые опубликовали отчет об исследовании ДНК Лаксов: в наши дни подобное разглашение генетической информации с указанием имени человека может грозить крупным штрафом или даже тюремным сроком, но в 1970-е таких законов еще не существовало.

В наши дни подобное разглашение информации может грозить тюремным сроком, но в 1970-е таких законов еще не существовало.

Некоторые эксперты считают, что Лаксы могли бы добиться полного прекращения использования клеток HeLa («обеспечить анонимность клеток HeLa уже невозможно, а поскольку значительная часть ДНК, представленной в клетках Генриетты, присутствует и у ее детей, можно утверждать, что ученые, проводя исследования над HeLa, проводят их и на детях семьи Лакс»). Или по крайней мере, подать иски за нарушение тайны частной жизни и отсутствие информированного согласия. Но дети Генриетты не собираются этого делать. «Не хочу доставлять проблемы науке, - говорит сын Генриетты Дэвид. - И кроме того, я горжусь своей матерью и тем, что она сделала для науки. Надеюсь лишь, что те, кто извлек выгоду из ее клеток, сделают что-нибудь, чтобы почтить ее память и наладить отношения с ее семьей».

В большую науку эти клетки попали совершенно неожиданно. Они были взяты у женщины по имени Генриетта Лакс (HEnrietta LAcks), которая вскоре после этого умерла. Но культура клеток убившей ее опухоли оказалась незаменимым инструментом для ученых.

В биомедицинских исследованиях и при разработке новых видов лечения часто используют выращенные в лаборатории культуры человеческих клеток. Среди множества клеточных линий одна из самых известных - HeLa. Эти клетки, имитирующие организм человека in vitro («в пробирке»), «вечны» - они могут бесконечно делиться, результаты исследований с их использованием достоверно воспроизводятся в разных лабораториях. На своей поверхности они несут достаточно универсальный набор рецепторов, что позволяет использовать их для исследования действия различных веществ, от простых неорганических до белков и нуклеиновых кислот; они неприхотливы в культивировании и хорошо переносят заморозку и консервацию.

Генриетта Лакс

Генриетта Лакс была красивой чернокожей американкой. (Примечание Wild_Katze: На самом деле она была афроамериканкой, как Кондолиза Райс и Барак Обама. ) Она жила в небольшом городке Тернер в Южной Виргинии вместе с мужем и пятью детьми. 1 февраля 1951 года Генриетта обратилась в госпиталь Джонса Хопкинса - ее беспокоили странные выделения, которые она периодически обнаруживала на своем нижнем белье. Медицинский диагноз был страшен и беспощаден - рак шейки матки. Восемь месяцев спустя, несмотря на хирургию и радиотерапию, она умерла. Ей был 31 год.

Пока Генриетта лежала в госпитале Хопкинса, лечащий врач отправил полученные с помощью биопсии клетки опухоли на анализ Джорджу Гею - руководителю лаборатории исследования клеток тканей в госпитале Хопкинса. В то время культивирование клеток вне организма было только на стадии становления, и главной проблемой была неизбежная гибель клеток - после определенного количества делений вся клеточная линия погибала.

Оказалось, что клетки, обозначенные «HeLa» (акроним имени и фамилии Генриетты Лакс), размножались гораздо быстрее клеток из нормальных тканей. Кроме того, злокачественная трансформация сделала эти клетки бессмертными - у них отключилась программа подавления роста после определенного количества делений. In vitro такого прежде не происходило ни с какими другими клетками. Это открывало небывалые перспективы в биологии.

Действительно, никогда до этого момента исследователи не могли считать результаты, полученные на клеточных культурах, полностью достоверными: все опыты проводились на разнородных клеточных линиях, которые в конце концов погибали - иногда даже прежде, чем удавалось получить какие-нибудь результаты. И тут ученые стали обладателями первой стабильной и даже вечной (!) клеточной линии, адекватно имитирующей свойства организма. А когда обнаружилось, что клетки HeLa способны пережить даже пересылку по почте, Гей разослал их своим коллегам по всей стране. Очень скоро спрос на клетки HeLa вырос, и их растиражировали в лабораториях по всему миру. Они стали первой «шаблонной» клеточной линией.

Невольный вклад Генриетты Лакс в медицину неоценим: клетки, оставшиеся после ее смерти, уже более полувека спасают человеческие жизни

Так получилось, что Генриетта умерла именно в тот день, когда Джордж Гей выступал перед телевизионными камерами, держа в руках пробирку с ее клетками. Он заявил, что началась эпоха новых перспектив в поиске лекарств и медико-биологических исследованиях.

Почему ее клетки так важны?

И он был прав. Линия клеток, идентичная во всех лабораториях мира, позволила быстро получать и независимо подтверждать всё новые и новые данные. Можно смело сказать, что гигантский прыжок молекулярной биологии в конце прошлого века был обусловлен возможностью культивировать клетки in vitro . Клетки Генриетты Лакс стали первыми бессмертными человеческими клетками, которые когда-либо были выращены на искусственной питательной среде. HeLa научили исследователей культивировать сотни других линий раковых клеток. И хотя в последние годы приоритет в этой области смещается в сторону культур клеток нормальных тканей и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (за открытие метода возвращения клеток взрослого организма в эмбриональное состояние японский ученый Синья Яманака получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2012 года), тем не менее раковые клетки остаются общепринятым стандартом в медико-биологических исследованиях. Основное преимущество HeLa - неудержимый рост на простых питательных средах, что позволяет проводить масштабные исследования при минимуме затрат.
(Примечание Wild_Katze: Определение из вики "Плюрипотентность (англ. Pluripotency от лат. pluralis - множественный, potentia - сила, мощь, возможность, в широком смысле можно перевести как «возможность развития по разным сценариям»). В биологических системах этот термин относится к клеточной биологии и к биологическим соединениям. Плюрипотентные клетки могут дифференцироваться во все типы клеток, кроме клеток внезародышевых органов (плаценты и желточного мешка)." )


Клетки HeLa, сфотографированные с помощью электронного микроскопа (увеличение примерно в тысячу раз)

С момента смерти Генриетты Лакс клетки ее опухоли непрерывно использовались для исследования молекулярных закономерностей развития самых разных заболеваний, в том числе рака и СПИДа, для изучения воздействия радиации и токсичных веществ, составления генетических карт и огромного количества других научных задач. В мире биомедицины клетки HeLa стали столь же известны, как лабораторные крысы и чашки Петри. В декабре 1960 года клетки HeLa первыми полетели в космос в советском спутнике. Даже сегодня поражает размах экспериментов, проводившихся тогда советскими генетиками в космосе. Результаты показали, что HeLa хорошо себя чувствуют не только в земных условиях, но и в невесомости.

Без клеток линии HeLa стала бы невозможной разработка вакцины против полиомиелита, созданной Джонасом Солком. Кстати, Солк был настолько уверен в безопасности полученной вакцины (ослабленного вируса полиомиелита), что в доказательство надежности своего лекарства вколол вакцину себе, своей жене и троим детям.

С тех пор HeLa использовали и для клонирования (предварительные опыты по пересадке клеточных ядер перед клонированием знаменитой овцы Долли проводились на HeLa), для отработки методов искусственного оплодотворения и тысяч других исследований (некоторые из них приведены в таблице).

Четыре этапа эксперимента

Сегодня в молекулярной биологии и фармакологии, как правило, используют следующие стадии:

1. HeLa (или любая другая лабораторная клеточная линия).

2. Нетрансформированные короткоживущие клеточные линии - клетки кожи, клетки крови и т. п. Работать с ними в разы тяжелее, они быстро гибнут, однако, если эксперимент отработан на HeLa, ученые знают, что и где искать, и не тратят время на широкий поиск.

3. Модельные организмы - мыши, крысы, обезьяны. Тут уже эксперименты длятся месяцами и стоят на порядки дороже. Однако это обязательный этап перед проверкой потенциальных лекарств или изучением причин человеческих болезней на людях.

4. Многостадийные клинические исследования на людях.

Помимо науки...

Личность самой Генриетты Лакс долгое время не афишировалась. Для доктора Гея, конечно, происхождение клеток HeLa не было тайной, но он полагал, что конфиденциальность в этом вопросе является приоритетом, и в течение многих лет семья Лакс не знала, что клетки Генриетты прославились на весь мир. Тайна раскрылась только после смерти доктора Гея в 1970 году.

Напомним, что стандарты стерильности и техники работы с клеточными линиями в то время только зарождались, и некоторые ошибки всплывали лишь спустя годы. Так и в случае с клетками HeLa - через 25 лет ученые выяснили, что множество используемых в исследованиях клеточных культур, происходящих из других типов тканей, включая клетки рака молочной и предстательной желез, оказались зараженными более агрессивными и живучими клетками HeLa. Оказалось, что HeLa могут перемещаться с частицами пыли в воздухе или на недостаточно тщательно вымытых руках и приживаться в культурах других клеток. Это вызвало большой скандал. В надежде решить проблему путем генотипирования (секвенирование - полное прочтение генома - в то время пока еще только планировалось как грандиозный международный проект), одна группа ученых разыскала родственников Генриетты и попросила образцы ДНК семьи, для того чтобы составить карту генов. Таким образом тайное и стало явным.
(Примечание Wild_Katze: Не следует бояться, что можно заразиться летающими в воздухе или находящимися на недостаточно тщательно вымытых руках клетками HeLa, ведь эти клетки безудержно растут не где попало и не в каких попало условиях, а на искусственных питательных средах в определенных условиях культивирования клеток. )

Кстати, американцы и сейчас переживают больше по поводу того, что семья Генриетты так и не получила компенсацию за использование клеток HeLa без согласия донора. По сей день семья живет в не очень-то хорошем достатке, и материальная помощь была бы очень кстати. Но все запросы упираются в глухую стену - ответчиков давно уж нет, а Медицинская академия и другие научные структуры предсказуемо не желают обсуждать эту тему.


Посмертные подвиги живых клеток

11 марта 2013 года масла в огонь подлила новая публикация, где были представлены результаты полного сиквенса генома клеточной линии HeLa. Опять же, эксперимент был проведен без согласия потомков Генриетты, и после непродолжительных этических споров полный доступ к геномной информации был разрешен только для профессионалов. Тем не менее, полный геномный сиквенс HeLa имеет огромное значение для последующих работ, позволяя использовать клеточную линию в будущих геномных проектах.
(Примечание Wild_Katze: Сиквенс - результат определения последовательности нуклеиновых кислот в геноме (ДНК). )

Реальное бессмертие?

Злокачественная опухоль, убившая Генриетту, сделала ее клетки потенциально бессмертными. Хотела ли эта женщина бессмертия? И получила ли она его? Если задуматься, возникает фантастическое ощущение - часть живого человека, искусственно размноженная, терпит миллионы испытаний, «пробует на вкус» все лекарства перед тем, как они попадут в испытания на животных, раздраконивается до самых что ни на есть основ молекулярными биологами во всем мире...

Клеточные рекордсмены

Бессмертность клеток линии HeLa связывают с последствиями инфицирования вирусом папилломы человека HPV18. Инфекция вызывала триплоидию многих хромосом (образование трех их копий вместо обычной пары) и расщепление некоторых из них на фрагменты. Кроме того, в результате инфекции повысилась активность ряда регуляторов клеточного роста, таких как гены теломеразы (регулятор «смертности» клетки) и с-Myc (регулятор активности синтеза многих белков). Такие уникальные (и случайные) изменения сделали клетки HeLa рекордсменами по скорости роста и устойчивости даже среди других линий раковых клеток, которых на сегодня насчитывается несколько сотен. Кроме того, полученные изменения генома оказались очень стабильными и в лабораторных условиях остаются неизменными на протяжении всех прошедших лет.

Конечно, всё это не имеет никакого отношения к «жизни после жизни». Глупо полагать, что в клетках HeLa, беспрестанно мучимых ненасытными учеными, существует хоть какая-то частичка души несчастной молодой женщины. Тем более что человеческими эти клетки можно считать лишь отчасти. В ядре каждой клетки HeLa - от 76 до 82 хромосом из-за происшедшей в процессе озлокачествления трансформации (нормальные человеческие клетки содержат 46 хромосом), и эта полиплоидность периодически вызывает споры о пригодности клеток HeLa как модели человеческой физиологии. Было даже предложено выделить эти клетки в отдельный, близкий человеку вид, под названием Helacyton gartleri , в честь Стенли Гартлера, исследовавшего эти клетки, однако всерьез это сегодня не обсуждается.

Тем не менее исследователи всегда помнят об ограничениях, которые необходимо иметь в виду. Во-первых, HeLa, несмотря на все изменения, всё еще остаются человеческими клетками: все их гены и биологические молекулы соответствуют человеческим, а молекулярные взаимодействия в подавляющем большинстве случаев идентичны биохимическим путям здоровых клеток. Во-вторых, полиплоидия делает эту линию более удобной для геномных исследований, так как количество генетического материала в одной клетке увеличено, и результаты получаются более четкими и контрастными. В-третьих, широкое распространение клеточных линий по миру позволяет без проблем повторять опыты коллег и использовать опубликованные данные как фундамент для собственных исследований. Установив основные факты на модели HeLa (а все помнят, что это хоть удобная, но только модель организма), ученые пытаются повторить их на более адекватных модельных системах. Как видно, HeLa и подобные им клетки представляют собой фундамент для всей науки и сегодня. И, несмотря на этические и моральные споры, сегодня хочется почтить память этой женщины, поскольку ее невольный вклад в медицину неоценим: клетки, оставшиеся после нее, спасли и продолжают спасать больше жизней, чем это может сделать любой врач.