Células HeLa

Definición

Las células HeLa, que llevan el nombre de su donante original Henrietta Lacks, representan la línea celular humana más utilizada en el campo de la investigación biológica. Las células cervicales de una mujer moribunda se mantuvieron vivas (sin consentimiento) como células “inmortales” en 1951 y alimentaron la investigación sobre la vacunación contra la poliomielitis y el aislamiento del virus de la inmunodeficiencia humana. Todavía se usan hoy. Las cuestiones éticas detrás de la extracción de tejidos para la investigación sólo se han abordado recientemente; hoy en día, ningún profesional médico puede tomar o utilizar biopsias de tejidos sin el consentimiento informado completo del propietario.

células hela

¿Qué son las células HeLa?

Las células HeLa son líneas celulares, cultivos de células animales extraídos de un tejido vivo durante una biopsia y propagados ex vivo. Las células HeLa son células cancerosas inmortales: no mueren, pero continúan dividiéndose cuando se les proporcionan nutrientes. El cultivo primario de células HeLa (tejido del útero de Henrietta Lacks extraído sin su permiso cuando se sometió a un tratamiento para el cáncer de cuello uterino a principios de 1951) está vivo incluso hoy. Estas son las células hijas de las células originales tomadas de su útero.

Si las células sanas se hubieran extraído en la biopsia de Henrietta, habrían sufrido una muerte celular controlada en algún momento. Nuestras células están programadas en cuanto a cuánto tiempo viven. Sin embargo, las células cancerosas son células mutadas que ya no responden a la regulación del ciclo celular. Se dividen continuamente. Las células HeLa fueron las primeras líneas celulares inmortales y nos han ayudado a descubrir curas y tratamientos para muchas enfermedades.

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Los descendientes de las células originales tomadas de la Sra. Lacks.

¿Por qué son inmortales las células HeLa?

Las células HeLa representan una línea celular inmortalizada. Como la definición de célula cancerosa es una célula que, debido a mutaciones en su ADN, no muere sino que continúa dividiéndose, solo las células cancerosas proporcionan a los científicos líneas celulares inmortalizadas. La definición de células HeLa, por lo tanto, es una larga línea de células cancerosas que crecen fuera del cuerpo (en un laboratorio) y se originan a partir de tejido de Henrietta Lacks.

cáncer de células de células inmortales
Solo las células cancerosas son inmortales.

Con los avances de la ingeniería genética, ahora los genetistas pueden crear sus propias líneas celulares continuas. Al manipular los genes que controlan la muerte celular ( apoptosis ) y la división mitótica, los científicos pueden producir líneas celulares inmortales a partir de células sanas. Los investigadores ya han desarrollado una línea de células madre casi inmortales (células BEL-A) que forman glóbulos rojos cuando se activan. Estos pueden eventualmente reemplazar la necesidad de donación de sangre, especialmente para tipos de sangre raros. La traducción de esta tecnología a la producción en masa aún no es posible. Además, esta es una línea artificial continua pero no inmortal. Las células BEL-A eventualmente mueren.

La forma en que una célula cancerosa logra la inmortalidad es objeto de aún más investigaciones. Parece que los telómeros de los cromosomas responsables de la división celular y la muerte se alargan. En una célula sana, los telómeros se acortan ligeramente con cada división celular. Una vez que alcanzan un cierto tamaño, se pierde su otra función como protectores centrales de la secuencia de ADN. Esto permite que el ADN se dañe tan gravemente que las células inmunitarias del cuerpo eliminan la célula o se ve obligada a autodestruirse.

morfología de células normales frente a células cancerosas
Célula normal (izquierda) versus célula cancerosa (derecha).

Las células cancerosas y las células HeLa invierten este proceso. En lugar de acortarse con el tiempo, una célula inmortal aumenta su telómero en cada división. Esto puede deberse a que el gen para la producción y actividad de la telomerasa permanece encendido: los genes TERT y TERC se expresan en una célula cancerosa mutada. Esto ocurre muy raramente en células normales y solo por períodos cortos.

Telómeros

Los telómeros son el equivalente a los cascos que protegen nuestro ADN. En los extremos de cada hebra de ADN de doble hélice fuertemente enrollada que forma cromosomas individuales, se encuentran los telómeros. Los telómeros componen los extremos de los brazos (cortos y largos) del cromosoma.

cromosoma telómero brazo corto largo
Partes de un cromosoma.

Un telómero es una secuencia repetida de ADN no codificante. Hasta la fecha, sabemos que su función es proteger el ADN ubicado más profundamente en el cromosoma. Los telómeros se toman el peso del ataque de oxígeno reactivo especies (ROS).

Cuanto más largo sea el telómero, más larga será la vida natural de la célula. A medida que envejecemos, los telómeros de nuestras células se acortan. Algunos tejidos envejecen más rápidamente que otros, como las células del aparato reproductor femenino. Una vida larga puede ser hereditaria; los telómeros largos también pueden ser el resultado de nuestros genes heredados.

Los telómeros se acortan cuando una célula se divide. Una célula que a menudo se divide morirá más rápidamente que una célula que se divide lentamente. La mitosis requiere la replicación del ADN y cada vez que esto ocurre, se elimina una secuencia de telómeros. También se eliminará cualquier secuencia dañada dentro del telómero expuesto.

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A medida que nuestras células se dividen, los telómeros se acortan.

Telomerasa

La telomerasa es una enzima que repara el telómero de un cromosoma. Ralentiza el proceso de acortamiento de los telómeros, ya que las secuencias dañadas se reparan en lugar de eliminarse. Sin embargo, el gen de la telomerasa debe expresarse antes de que pueda producirse.

La expresión de la telomerasa en los niveles requeridos para alargar los telómeros solo ocurre en las células germinales masculinas ( tipos de células de esperma tempranas ), células madre, blastocistos y células cancerosas. Otras células no expresan telomerasa a estos altos niveles y, por lo tanto, son susceptibles al envejecimiento y eventualmente a la muerte.

La telomerasa se compone de una enzima proteica llamada transcriptasa inversa telomerasa (TERT) y un fragmento de ARN. El componente de ARN (TERC) proporciona la plantilla que sigue la penzima para construir otra secuencia de telómeros.

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Telomerasa: TERT más TERC.

La línea celular HeLa no tiene los telómeros más largos de las células cancerosas. Las de la línea U2OS extraídas de una niña de quince años que murió de osteosarcoma en la década de 1960 son mucho más largas. Las longitudes de los telómeros en las células normales también son relativamente largas; sin embargo, el tiempo los reduce.

Investigación sobre el cáncer

La investigación del cáncer de células HeLa primero pidió a los científicos que hicieran inmortales las células no cancerosas. Esto nos ha ayudado a comprender los mecanismos, como la mutación del gen TERT, que hacen que las células cancerosas crezcan. Una vez que se comprenden los fundamentos de las variantes de genes del cáncer y sabemos más de los mecanismos individuales, el siguiente paso es hacer que las células inmortales mueran.

Hasta ahora, matar células inmortales también significa matar células sanas. Solo los niveles altos de toxinas pueden hacer el trabajo, como la quimioterapia. La exposición a la radiación también mata las células cancerosas con el riesgo de dañar el ADN de las células sanas. Ha comenzado la carrera para encontrar productos individuales para variantes de genes del cáncer que actúen solo sobre aquellas mutaciones que afectan la vida útil celular y la división incontrolada. Todavía tenemos un largo camino por recorrer.

fármaco de quimioterapia citotóxico para el cáncer
La investigación sobre quimioterapia ha sido posible con células HeLa.

La línea celular HeLa

La línea celular HeLa se ha utilizado en decenas de miles de estudios, algunos más importantes que otros. Incluso se enviaron células al espacio para observar los efectos de la gravedad cero. Las células HeLa utilizadas para las pruebas de ingredientes cosméticos han ayudado a obtener enormes beneficios para las empresas de cosméticos. Más importante aún, todavía se usan para observar los resultados de diferentes variantes genéticas de nuestro ADN, tratar virus, desarrollar y probar nuevos medicamentos, ayudarnos a comprender cómo el COVID-19 infecta las células humanas y acercarnos a la cura del cáncer.

células hela del virus de la vacunación contra la poliomielitis
Las vacunas contra la poliomielitis se probaron en líneas celulares HeLa.

Las células HeLa frente a las células normales presentan las siguientes anomalías:

  • Las células HeLa contienen entre 76 y 80 cromosomas en lugar de 46. Este es el resultado del virus del papiloma humano que finalmente mató a Henrietta Lacks. La mayoría de los virus insertan su propio ADN en las células infectadas. Este ADN produce una proteína que detiene los mecanismos de reparación del ADN.
  • Las células HeLa, y cualquier célula inmortal ‘natural’ o artificial, se dividen continuamente y no mueren si se nutren.
  • Si bien la mayoría de las células cancerosas no crecen a un ritmo más rápido que las células normales, esto no ocurre con las células HeLa. Henrietta tenía un tipo de cáncer particularmente agresivo y también sufría de sífilis que comprometía su sistema inmunológico. Esto ha hecho que sus células sean extremadamente útiles en el laboratorio, ya que proliferan con tanta rapidez.

Henrietta Lacks – HeLa

Henrietta Lacks era una mujer afroamericana pobre que vivía en una época de grave desigualdad racial. Cuando ya no pudo ignorar su dolor abdominal, tuvo que viajar para encontrar un médico dispuesto a diagnosticarla y tratarla. Este médico era el Dr. Howard Jones. Para estadificar su cáncer le realizó una biopsia.

Sin embargo, sin su conocimiento, parte de este tejido fue entregado a un investigador del cáncer llamado Dr. George Gey. En ese momento, hacer crecer células fuera del cuerpo era un asunto de azar. Gey descubrió que las células cancerosas de Henrietta proliferaban fuera del útero a un ritmo que nadie había visto antes. Gey continuó cultivando sus células en el laboratorio incluso después de su muerte unos pocos meses después. Tenía treinta y un años.

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El cáncer que mató a Henrietta Lacks se puede prevenir hoy.

Los hijos, nietos y bisnietos de Henrietta no solo no sabían nada de esto, sino que no se dieron cuenta de que el genoma de Henrietta había sido secuenciado y hecho público. Solo en 2013, el Instituto Nacional de Salud acordó publicar la secuencia del genoma de Henrietta solo a título de aplicación. Quienes reciben el permiso están obligados a incluir un reconocimiento del consentimiento de su familia. Al mismo tiempo, también se dictaminó que los genes naturales no pueden registrarse como patentes. Aunque las empresas que utilizan células HeLa en sus investigaciones se han beneficiado de los resultados, ningún miembro de la familia de Henrietta Lacks ha recibido una compensación económica.

Las células HeLa representan dos grandes avances en el campo de la investigación científica. La construcción de líneas celulares que ayudan a combatir enfermedades como la que acabó con la vida de Henrietta, y el cambio en la ley que otorga a cualquier ciudadano estadounidense (o ciudadano europeo) plenos derechos sobre su cuerpo, desde el tejido hasta la célula.