Ці суперечливі клітини, які врятували 10 мільйонів життів - BBC News Africa
Фотографія, Getty Images
У 1612 р. На вулицях Парижа пожвавився хвилюючий слух: людина досягла безсмертя.
Його звали Ніколас Фламель, і хоча він народився у Франції майже 300 років тому, йому приписують авторство книги про алхімію, виданої того року. Там він стверджує, що йому вдалося зробити Філософський камінь, міфічний об'єкт, що дозволяє його власникові перетворювати неблагородні метали в золото і виробляти еліксир життя.
У міру поширення легенди про безсмертя Фламеля люди почали повідомляти, що бачили його скрізь. Навіть Ісаак Ньютон, якого широко вважали одним із найсвітліших розумів, що коли-небудь жили, повірив цим розповідям. Він дуже серйозно поставився до книги і присвятив значну частину своєї професійної кар'єри вивченню її змісту.
На жаль, це було неправдою. Справжній Фламель не був алхіміком - він працював писарем і помер у 1418 році у поважному віці 88 років. Книгу написав хтось інший.
Пошуки безсмертя завдали чергового удару в 1961 році, цього разу в сучасній лабораторії Філадельфії.
Читайте також:
Протягом десятиліть вчені думали, що приблизно 37,2 трлн. Клітин, що складають наше тіло, продовжуватимуть ділитися - і, отже, поповнюватись - назавжди, лише б їм дали шанс.
Тоді молодий американський вчений Леонард Хейфлік зробив відкриття, яке вразило весь світ. Виявляється, звичайні людські клітини можуть ділитися лише від 40 до 60 разів, перш ніж зазнати насильницької та наперед визначеної смерті. Ця жорстка межа відома як "межа Хейфліка", і вона має два важливі наслідки.
По-перше, наша тривалість життя може не обмежуватися лише тим, як ми живемо своїм життям - своїм харчуванням тощо. Навпаки, можливо, існують внутрішні межі віку, якого можливо досягти. Насправді, якщо помножити кількість клітин в організмі людини на середній час, необхідний клітинам, щоб досягти межі Хейфліка, ви отримаєте 120 років. Найстарішій людині, яка коли-небудь жила, Жанні Кальмент виповнилося 122 роки та 164 дні, що моторошно близько.
По-друге, важко знайти клітини, які вчені можуть вирощувати в лабораторії - важливий етап у виробництві багатьох ліків та вакцин. Оскільки клітини призводять до летального результату, якщо вирощувати їх у чашці Петрі, рано чи пізно вони перестануть ділитися і загинуть.
Ось історія клітин, які подолали цю перешкоду, та їх суперечливе походження в шведській клініці. Чому вони такі особливі? І як ми можемо виправдати продовження їх використання з огляду на спосіб їх отримання ?
Прихована криза
До відкриття Хейфліка вчені обійшли межу поділу, постійно поповнюючи свої запаси клітин свіжими клітинами нових тварин або використовуючи ракові клітини - оскільки рак не дотримується тих самих правил, що і здорові тканини, і буде продовжувати зростати нескінченно. Але вченим терміново потрібен був інший шлях.
У 60-х роках минулого століття вакцина проти поліомієліту, яка застосовувалася в США, вразила лихом.
Фотографія, Getty Images
Загалом клітини, ймовірно, врятували 10,3 мільйона життів від смертельних хвороб
Деякі вакцини виготовляються шляхом вирощування вірусних частинок у клітинах, а потім їх вбивання або ослаблення, щоб вони не могли спричинити захворювання. Ці інактивовані частинки стають активним інгредієнтом - тією частиною, яка вчить імунну систему, чого слід стежити.
Протягом десятиліть вакцина проти поліомієліту проводилася в клітинах, взяті з нирок мавп, деякі з яких - як було виявлено пізніше - були інфіковані вірусом, вірусом мавпи 40 (SV40). Хоча сьогодні вакцини широко фільтруються і не містять матеріалу з клітин, в яких вони вирощуються, між 1955 і 1963 роками, за оцінками, лише в США було заражено до 30 мільйонів людей.
Вважається, що зараження сталося тому, що клітини вирощувались у мавп, як правило, у свіжому вигляді - на відміну від лабораторних клітин - і SV40 є поширеною інфекцією у найбільш широко використовуваних видів., Резус-макака.
Питання про те, чи введення вірусу мало медичні наслідки, є актуальним і сьогодні - як і можливість того, що він зараз поширюється на людей, які ніколи не були щеплені. У лабораторії було доведено, що вірус є канцерогенним, і досліджено можливий зв’язок між вірусом та декількома типами раку, від раку мозку до лімфоми, але поки немає однозначних доказів ні в одному напрямку, ні в іншому.
Однак раптово стало необхідним знайти інший запас клітин.
Читайте також:
Анонімна жінка
Потім у 1962 році Хейфлік зробив ще одне відкриття. "Без цього ми з вами могли б навіть не бути живими", - говорить Стюарт Джей Ольшанський, експерт з біодемографії та геронтології з Університету Іллінойсу, Чикаго.
Все розпочалося, коли анонімна жінка, вагітна на три місяці, зробила законний аборт у Швеції. Як писала автор Мередіт Вадман у своїй книзі "Гонка вакцин: наука, політика та людські витрати на перемогу хвороби", плід не кремували, не закопували та не викидали - його замість цього загортали в тканину., на північний захід від Стокгольма.
На той час Хейфлік отримував клітини, які він використовував для своїх досліджень, у цій установі. У своїй лабораторії в Інституті Вістар у Філадельфії він успішно інкубував деякі тканини в декількох скляних пляшках при температурі 37 ° С і чекав, поки ферменти відокремляться від окремих клітин.
Фотографія, Getty Images
Використання клітин, продукованих таким чином, викликало певні суперечки
Зрештою одна з цих клітин трансформувалась у клітинну лінію "WI-38", що означає "38 плід Інституту Вістар".
У наступні роки заморожені флакони з цими клітинами були доставлені до сотень лабораторій по всьому світу. Сьогодні WI-38 є однією з найдавніших і найбільш доступних клітинних ліній на планеті. Як зазначав Хейфлік раніше - хоча, можливо, і зовсім нечутливо - до 1984 р. WI-38 став "першою нормальною популяцією клітин людини, культивованою коли-небудь досягли віку для вибору". Сьогодні клітини регулярно використовують для виготовлення вакцин проти поліомієліту, кору, паротиту, краснухи, оперізуючого лишаю (вітряної віспи), оперізуючого лишаю (герпесу), аденовірусу, сказу та гепатиту АТ.
Чому ці клітини такі особливі? І чим ми можемо виправдати їх подальше використання ?
Необмежена кількість клітин
Незабаром, виявивши, що клітини є смертельними, Хейфлік зрозумів, що якщо ви витягуєте деякі з них кожен раз, коли вони діляться та заморожують їх, одне джерело теоретично може забезпечити майже необмежену кількість - приблизно 10 000 000 000 000 000 000 000 000 (загалом 10 сектілійонів).
І хоча клітини WI-38 є смертельними, оскільки вони поділяються порівняно мало разів, коли їх збирають, їх можна вирощувати довше до досягнення межі Хейфліка. У більшості клітин WI-38 залишилося 50 поділів, кожна з яких займає 24 години, тому їх можна вирощувати безперервно протягом 50 днів, перш ніж починати спочатку.
Хоча в США доступні сотні клітинних ліній, WI-38 становить більшість використовуваних клітин.
Ще однією причиною, по якій WI-38 став настільки повсюдним, є дивина в американській правовій системі на момент її відкриття: не вдалося запатентувати живі істоти. Це означає, що їх використання ніколи не було обмеженим і що вчені у всьому світі могли вільно ділитися ними зі своїми колегами.
Читайте також:
Хоча в Сполучених Штатах доступні сотні клітинних ліній, WI-38 становить більшість використовуваних клітин, лише одна інша.
Клітини "MRC-5", на яких є ініціали Медичної дослідницької ради, куди їх взяли, були отримані з легенів іншого плода тримісячного віку. Цього разу аборт відбувся в Англії в 1966 році з "психіатричних причин".
WI-38 був фундаментальним у розробці вакцин проти поліомієліту, кору, паротиту, краснухи, оперізуючого лишаю (вітряної віспи), оперізуючого лишаю (герпесу), аденовірусу, сказу та гепатиту А, а також для виробництва багатьох ранніх вакцин. Сьогодні вона все ще використовується для виготовлення вакцини проти краснухи - яка є частиною вакцини проти кору, епідемічного паротиту та краснухи (MMR) - та аденовірусної вакцини Teva для американських військових.
Нарешті, плоди вважаються «найчистішим» джерелом клітин, оскільки вони рідше підхоплюють віруси із зовнішнього світу, які можуть забруднити вакцини або спотворити результати експериментів.
Фотографія, Getty Images
Одного разу поліомієліт залишав людей у складних життєвих умовах, але в природі він був ефективно ліквідований завдяки вакцині
У 2017 році Хейфлік попросив Ольшанського кількісно визначити, скільки життів клітини позбавили до цього часу. Порівнюючи глобальну поширеність деяких інфекційних хвороб у 1960-х роках, коли була виявлена клітинна лінія, з поширеністю інфекційних хвороб того часу, він підрахував, що вакцини, виготовлені з WI-38, змогли запобігти приблизно 4,5 мільярда інфекцій. Загалом клітини, мабуть, врятували 10,3 мільйона життів.
"Не всі помирають від цих хвороб. Але якщо ви переживете їх, ви зможете вижити з інвалідністю", - говорить Ольшанський. "У нас із дружиною є дуже близький друг, який зараз страждає від наслідків дитячого поліомієліту".
Хоча з 1979 року в США не було жодного випадку поліомієліту, вважається, що значна кількість людей все ще живе з наслідками. Серед них сотні тисяч людей можуть страждати від "пост-поліомієлітного синдрому", при якому м'язи слабшають і повільно скорочуються. Один чоловік, Пол Олександр, 74 роки, все ще повинен залежати від легені сталі. Він був паралізований вірусом у 1952 році, у віці шести років.
Однак походження клітинної лінії викликало певні суперечки.
Окрім того, що деякі люди почуваються некомфортно через його зв'язок з абортом, жінка, від якої народився плід, яку Вадман називав "місіс Х", не погодилася з його використанням. Насправді вона дізналася це лише через роки, коли до неї зв’язався хтось із Інституту Каролінської, який сподівався мати більш детальну історію хвороби.
Навряд чи інцидент повториться сьогодні, оскільки в США регулюється тканина людини. Весь зібраний матеріал підпорядковується Загальному правилу - набору етичних стандартів, запровадженому в 1981 році, якого дослідники повинні дотримуватися, щоб отримати федеральне фінансування. Основним з них є вимога щодо поінформованої згоди.
Однак правило не застосовується в ретроспективі, і є багато прикладів тканин, які насправді були вкрадені і які продовжують використовуватися донині.
Вперше питання було привернуто до уваги громадськості книгою 2010 року «Безсмертне життя Генрієтти Лакс» про афроамериканську жінку з однойменною назвою, яка несвідомо взяла клітини з пухлини шийки матки та перетворила їх на популярну клітинну лінію HeLa в 1951 році. До цього часу клітини взяли участь у понад 70 000 дослідженнях і виявили, що більшість раків шийки матки спричинені вірусом ВПЛ. Однак, хоча нащадки пані Лакс загалом пишаються досягненнями її клітин, деякі критикують, що інші виграли від цього, тоді як її власна сім'я ні.
Генетичні перспективи
Ці етичні проступки стали ще більш проблематичними з появою доступного генетичного секвенування. Клітинні лінії людини містять ДНК людини - і WI-38 буде ділити 50% своєї ДНК з матір’ю плода. З цієї точки зору це означає не лише порушення довіри, але й конфіденційності.
Генетична послідовність людини може дати підказки про ризик сімейних захворювань, походження, інтелект та потенційну тривалість життя. Насправді, навіть у випадках отримання поінформованої згоди, етика використання людської тканини все ще залишається предметом дискусії - оскільки генетичний матеріал має сімейний характер, і це рішення може потенційно вплинути на багатьох батьків, крім того, хто за умови.
Одним із способів вирішення цих проблем є залучення сім’ї до вирішення питання про те, коли і як використовується їх генетична інформація. Що стосується клітинної лінії HeLa, було докладено певних зусиль у цьому напрямку. У 2013 році Національний інститут охорони здоров’я домовився з батьками Лакс і створив групу з трьох членів сім’ї для розгляду запитів на повний доступ до геному. На той час німецька команда вже розмістила всі кадри в Інтернеті.
Незважаючи на ці занепокоєння, загалом вважається, що переваги використання клітин значно перевищують недоліки, і багато релігійних організацій, які в протилежному випадку проти абортів, публічно заявили про свою підтримку використання вакцин, виготовлених таким способом, коли немає інших альтернативи, включаючи католицьку церкву, хоча вона висловила потребу в альтернативних джерелах вакцин.
Мабуть, найбільш вражаючим у розробці вакцини проти краснухи є зв’язок між крижаним походженням багатьох клітинних ліній та перевагами, які вони надають. Незважаючи на те, що він вироблявся в клітинах WI-38 до цього дня, його початковий розвиток в значній мірі спирався на клітини, взяті з кількох різних абортних плодів - багато з яких були перервані саме з тієї причини, що їх матері були інфіковані вірусом.
Фотографія, Getty Images
Клітини WI-38 ніколи не обмежувались, тобто вони могли вільно ділитися з науковцями з усього світу
Краснуха може спричинити ряд серйозних наслідків під час вагітності, таких як мертвонародження та викидень. Якщо жінка заражена на ранній стадії, вона має 90% шансів передати вірус своїй майбутній дитині, де це може призвести до «синдрому вродженої краснухи» та сукупності проблем зі здоров’ям, починаючи від пошкодження мозку і втрати слуху.
"Ви повинні думати про етичні наслідки невикористання клітинної лінії", - говорить Ольшанський. "Тільки майте на увазі, що вони є важливою ланкою в ланцюгу у розробці вірусних вакцин".
Через чотири століття після публікації книги Фламеля його шанувальники можуть бути розчаровані, дізнавшись, що ніхто не досяг 300, не кажучи вже про відкриту таємницю вічного життя. Але хоча ліміт Хейфліка в даний час здається грізною перешкодою для людей, це вже не проблема для вчених. За іронією долі, їх спроби подолати це в клітинах, безсумнівно, допомогли зберегти більшу кількість нас у живих, ніж це робило дослідження безсмертя.