HeLi łańcuch skojarzeń

Henrietta Lacks (~1920-1951)/ źródło: wiki

5 lutego 1951 roku, po otrzymaniu wyników biopsji guza rosnącego w szyjce jej macicy, doktor Howard Jones ze szpitala uniwersyteckiego Johnsa Hopkinsa poinformował Henriettę Lacks, że jest to guz nowotworowy. Pierwszą operację, która miała uratować jej życie, przeprowadzono 8 lutego. W jej trakcie z usuwanego guza Richard TeLinde, wybitny ginekolog, który operował Henriettę, pobrał niewielką próbkę nowotworu, którą przekazał do laboratorium Georga Geya. Ten fragment tkanki stał się w kolejnych latach ewenementem na skalę światową, a jego wpływ na rozwój nauk biologicznych i medycznych jest nie do przecenienia. Życia Lacks to jednak nie uratowało.

To przede wszystkim Georgowi Geyowi zawdzięczamy komórki HeLa i odkrycia, których dzięki nim dokonano. Gey był niezmordowanym eksperymentatorem, prowadzącym laboratorium hodowli tkanek w Johnsie Hopkinsie. Jednym z jego marzeń było wyhodowanie pierwszej ludzkiej linii komórek nieśmiertelnych. I udało mu się to właśnie dzięki komórkom HeLa. Znaczną część kariery po dokonaniu tego przełomu spędził jeżdżąc po świecie i dowożąc próbki tych komórek wszystkim badaczom, którzy tylko o to poprosili, a także ucząc ich, jak prowadzić hodowlę. A historia hodowli tkanek zawdzięcza mu wiele więcej niż tylko HeLę: George Gey wynalazł na przykład bęben rotacyjny – który po dziś dzień pozostaje jednym ze standardowych urządzeń stosowanych w laboratoriach tkankowych na całym świecie. Był też pierwszą osobą, która na filmie uwieczniła wzrost i podział komórek. Z wszystkich tych odkryć i osiągnięć nie czerpał jednak żadnych korzyści. Zmarł biedny, acz spełniony w 1970 roku na raka trzustki.

Zaledwie kilka miesięcy temu świat stracił innego wybitnego badacza, także na skutek raka trzustki: jak może pamiętacie, 30. września zmarł Ralph Steinman, którego zaledwie kilka dni po śmierci (wiadomość o jego śmierci nie dotarła jeszcze wówczas do mediów) Komitet Noblowski uhonorował Nagrodą Nobla z dziedziny medycyny i fizjologii za odkrycie komórek dendrytycznych. W przededniu swojej śmierci miał on zresztą żartować mówiąc, że musi jeszcze doczekać rozdania tych nagród, bo przecież nie przyznaje się ich pośmiertnie. Komórki dendrytyczne, które Steinman opisał już 40 la temu są zaś niezwykle istotnym elementem naszego układu odpornościowego: ich podstawową, chociaż nie jedyną, rolą jest prezentacja antygenów przeciwciałom. Innymi słowy stanowią one pierwszą linię obrony organizmu. Zaburzenia ich funkcji zaś prowadzić mogą do schorzeń autoimmunologicznych – poczynając od zwykłych alergii, aż po takie przyjemności jak toczeń rumieniowaty czy choroba Crohna.

Ta ostatnia to bardzo nieprzyjemny stan zapalny jelit, który jednak może atakować cały przewód pokarmowy, od wlotu do wylotu. Podejrzewa się, że może mieć – przynajmniej częściowo – podłoże genetyczne, jednak dokładne jego przyczyny nie są znane. Sama choroba jednak znana jest od bardzo dawna, chociaż opisana została dopiero w XX wieku. Są jednak zapisy z czasów starożytnych sugerujące znajomość ówczesnych medyków z tym schorzeniem. Podejrzewa się też, że na chorobę Crohna cierpiał młody angielski król Albert (chociaż jego współcześni sądzili, że przypadłość jest wynikiem czarownictwa, bądź też karą boską za niewierność małżeńską) oraz francuski monarcha Ludwik XIII. W 1917 roku T. Kennedy Dalziel opisał w British Medical Journal 13 przypadków śmiertelnych, u których po autopsji wykryto rozległy stan zapalny jelit. Ostatecznie jednak nazwa została ukuta po publikacji przez Crohna, Ginsberga i Oppenheimera w 1932 roku pracy, w której chorobę nazwali „nieuleczalnym zapalaniem jelita cienkiego”. W związku z niefortunnym brzmieniem pierwszego cżłonu nazwy oraz faktem, że choroba bynajmniej nie ogranicza się do jelita cienkiego, badacze późniejsi zaczęli o tej chorobie pisać, jako o chorobie Crohna. Nazwa, którą posługujemy się dzisiaj została więc nadana głównie przez przypadek.

Gdy mowa o chorobach, które nazwane zostały imionami ich odkrywców, zawsze mam nieco mieszane uczucia. Kto chciałby bowiem zapisać się w historii tak, jak Alzheimer, Parkinson czy Huntington? Albo jak Francuz polskiego pochodzenia, Joseph Babinski, którego imieniem nazwanych jest pięć różnych schorzeń? Z drugiej strony nie wiem, czy lepiej jest je nazywać od imion pacjentów. Powiem tylko tyle: szczęśliwy Lou Gehrig, że był tak wybitnym sportowcem, jakim był, w innym przypadku pamiętano by o nim tylko z powodu stwardnienia rozsianego, na które cierpiał. Znacznie rzadziej jednak imię medyka-odkrywcy upamiętniane jest w nazwie, która niekoniecznie budzi od razu negatywne skojarzenia. Wystarczy wspomnieć manewr Heimlicha stosowany do ratowania osób krztuszących się (pomińmy milczeniem wszystkie kontrowersje związane z nazwiskiem Heimlicha w ten czy inny sposób), albo szczepionkę przeciw polio Jonasa Salka.

Nawiasem mówiąc szczepionka Salka była możliwa tylko dzięki – tak zgadliście (jeśli zgadywaliście), dzięki komórkom HeLa! Salk musiał swoją szczepionkę przetestować na jakichś ludzkich tkankach, i linia HeLa pojawiła się, jak objawienie – we właściwym momencie i we właściwym biologicznym kontekście. Po tym zastosowaniu komórki HeLa zaczęły byś stosowane w badaniach coraz szerzej i szerzej. W badaniach nad rakiem, w badaniach nad wpływem szkodliwych czynników zewnętrznych. Bombardowano je różnorodnymi promieniowaniami, truto różnorakimi truciznami. Ich genom zmapowano na dziesiątą stronę. Gdy w latach 80. świat zaczął zapoznawać się po raz pierwszy z AIDS, komórki HeLa zaczęto używać także i w badaniach nad tą chorobą.

Komórki HeLa wybarwione barwnikiem Hoechst 33258. /źródło: wiki (domena publ.)

Linia HeLa była używana od momentu jej uzyskania powszechnie, gdyż była (i nadal jest) niezwykle trwała i płodna, nawet jak na komórki rakowe. Przez kilkanaście lat od momentu pozyskania komórek od Henrietty Lacks, tkanki te stosowane były wszędzie. Bomba HeLa spadła we wrześniu 1966 roku, gdy na olbrzymim kongresie poświęconym hodowli tkanek i organów badacz niezwiązany nijak z tym środowiskiem, genetyk Stanley Gartler, oznajmił, że znalazł pewien „niewielki techniczny problem”. Odkrył on mianowicie, że 18 najczęściej stosowanych kultur komórkowych zawiera marker – enzym nazywany w skrócie G6PD-A – który występuje niemal wyłącznie u czarnych Amerykanów, i nawet wśród nich niezbyt często. O niektórych z tych kultur wiadomo było jednak, że pochodzą od osób rasy kaukaskiej. O tylko jednej na pewno wiadomo było zaś, że pochodzi od osoby czarnej. Tą osobą była Henrietta Lacks. Wniosek Garltetowi nasunął się jeden: wszystkie pozostałe kultury były zanieczyszczone. Gartler więc też w historii nauki zapisał się przede wszystkim jako ten, który podrzucił zgniłe jajo. A szkoda, bo znacznie większym odkryciem – przynajmniej z teoretycznego punktu widzenia – było to, że wszystkie komórki w obrębie danego nowotworu są klonami. A wykorzystał do tego ten sam marker, G6PD.

G6PD to dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa, enzym niezwykle różnorodny i w przyrodzie wszechobecny. Odgrywa on kluczową rolę w metabolicznym szlaku pentozofosforanowym – szlaku, który między innymi dostarcza rybulozo-5-fosforanu do syntenzy nukleotydów (czyli pośrednio do produkcji RNA), produkuje NADPH, który jest następnie zużywany na przykład do syntezy steroidów i kwasów tłuszczowych, chroni erytrocyty przed stresem oksydacyjnym. I tak dalej, i tym podobne. A jednak przypadłości spowodowane niedoborem G6DP są niezwykle powszechne, chociaż w znacznej części przypadków przebiegają bezobjawowo. Jednak ze względu na jej ochronną funkcję w erytrocytach, niedobór ten może prowadzić do anemii hemolitycznej. A wywołać ją może niemal cokolwiek, zwłaszcza jednak nieodpowiednia, bogata w utleniacze dieta.

Najpowszechniejszą zaś mutację enzymu jest tzw. G6DPH, która występuje u ponad 400 milionów ludzi na całym świecie. Jest to właśnie ta sławna forma anemii, która chorych, paradoksalnie, czyni odpornymi na malarię, zwłaszcza na jej najgroźniejszą formę wywołaną przez Plasmodium falciparum. Bardzo podobny jest też mechanizm ochrony organizmu przed tym pasożytem u osób z heterozygotyczną anemią sierpowatą, czyli takich, które co prawda mają allel decydujący o chorobie, ale przebiega ona u nich bezobjawowo. Ogólny mechanizm obrony jest taki, że erytrocyty chorych są zniekształcone, co powoduje, że pasożyt nie jest w stanie ich efektywnie zaatakować. Żeby jednak nie zacząć się roztkliwiać nad tym, jak cudownie jest mieć anemię sierpowatą, jeśli mieszka się w Afryce, szybko dodam, że chorzy homozygotyczni, czyli tacy, u których występuje anemia pełnoobjawowa, są za to znacznie bardziej podatni na malarię i zaleca się u nich dożywotnie stosowanie leków przeciwmalarycznych.

No i zgadnijcie, komu, gdy po raz pierwszy poszła na badania do szpitala po tym, jak zaczęła w sposób niekontrolowany krwawić z waginy i wydalać krew z moczem w czasie ciąży, lekarz w pierwszym momencie zalecił przetestowanie na anemię sierpowatą, która, podobnie jak marker GD6P-A, występuje niemal wyłącznie u osób czarnych? I tak, zgadliście, jeśli zgadywaliście. Taki test lekarz zalecił Henriećcie Lacks, gdy przyszła do szpitala Johnsa Hopkinsa na swoje pierwsze badanie. Gdy wróciła na kolejne, wiele miesięcy później, Howard Jones zdiagnozował ją (jak się potem okazało zresztą błędnie) na raka szyjki macicy. A reszta jest już historią.