In het laboratorium gekweekte menselijke celculturen worden vaak gebruikt bij biomedisch onderzoek en bij de ontwikkeling van nieuwe behandelingen. Van de vele cellijnen is HeLa een van de bekendste. Deze cellen, die het menselijk lichaam in vitro nabootsen ("in vitro"), zijn "eeuwig" - ze kunnen zich eindeloos delen, de resultaten van het onderzoek dat ze gebruikt, worden betrouwbaar gereproduceerd in verschillende laboratoria. Op hun oppervlak dragen ze een redelijk universele set receptoren, waardoor ze kunnen worden gebruikt om de werking van verschillende stoffen te bestuderen, van eenvoudige anorganische tot eiwitten en nucleïnezuren; ze zijn pretentieloos in de teelt en verdragen bevriezing en conservering goed.
Deze cellen kwamen vrij onverwachts in de grote wetenschap terecht. Ze werden genomen van een vrouw genaamd HEnrietta LAcks, die kort daarna stierf. Maar de celcultuur van de tumor die haar doodde, bleek een onvervangbaar hulpmiddel voor wetenschappers.
Laten we hier meer over te weten komen …
Henrietta mist
Henrietta Lacks was een mooie zwarte Amerikaanse vrouw. Ze woonde met haar man en vijf kinderen in het kleine stadje Turner in Zuid-Virginia. Op 1 februari 1951 ging Henrietta naar het Johns Hopkins Hospital - ze maakte zich zorgen over de vreemde afscheiding die ze af en toe op haar ondergoed aantrof. De medische diagnose was verschrikkelijk en genadeloos - baarmoederhalskanker. Acht maanden later stierf ze, ondanks een operatie en bestralingstherapie. Ze was 31 jaar oud.
Terwijl Henrietta in het Hopkins-ziekenhuis was, stuurde de behandelende arts de tumorcellen die met behulp van een biopsie waren verkregen voor analyse naar George Gay, hoofd van het laboratorium voor weefselcelonderzoek in het Hopkins-ziekenhuis. Op dat moment bevond het kweken van cellen buiten het lichaam zich pas in het stadium van vorming, en het grootste probleem was de onvermijdelijke celdood - na een bepaald aantal delingen stierf de hele cellijn.
Promotie video:
Het bleek dat de cellen met de aanduiding "HeLa" (een acroniem voor de voor- en achternaam van Henrietta Lax) veel sneller vermenigvuldigden dan cellen uit normale weefsels. Bovendien maakte kwaadaardige transformatie deze cellen onsterfelijk - hun groeisuppressieprogramma werd na een bepaald aantal delingen uitgeschakeld. Dit is in vitro nog nooit eerder gebeurd met andere cellen. Dit opende ongekende perspectieven in de biologie.
Inderdaad, nooit eerder konden onderzoekers de resultaten die in celculturen werden verkregen als volledig betrouwbaar beschouwen: alle experimenten werden uitgevoerd op verschillende cellijnen, die uiteindelijk stierven - soms zelfs voordat ze resultaten konden krijgen. En toen werden wetenschappers de eigenaren van de eerste stabiele en zelfs eeuwige (!) Cellijn, die de eigenschappen van het organisme adequaat nabootst. En toen werd ontdekt dat HeLa-cellen zelfs mailing konden overleven, stuurde Gay ze naar collega's in het hele land. Al snel groeide de vraag naar HeLa-cellen en ze werden gerepliceerd in laboratoria over de hele wereld. Ze werden de eerste "sjabloon" cellijn.
Het gebeurde zo dat Henrietta stierf op dezelfde dag dat George Gay voor televisiecamera's sprak en een reageerbuis met haar cellen vasthield. Hij verklaarde dat er een tijdperk van nieuwe perspectieven op het gebied van geneesmiddelenontdekking en biomedisch onderzoek is aangebroken.
Waarom zijn haar cellen zo belangrijk?
En hij had gelijk. De cellijn, identiek in alle laboratoria van de wereld, maakte het mogelijk om snel en onafhankelijk steeds meer nieuwe gegevens te verkrijgen en te bevestigen. We kunnen gerust stellen dat de enorme sprong in de moleculaire biologie aan het eind van de vorige eeuw te danken was aan het vermogen om cellen in vitro te kweken. De cellen van Henrietta Lacks waren de eerste onsterfelijke menselijke cellen die ooit in kunstmatige kweekmedia zijn gekweekt. HeLa leidde onderzoekers op om honderden andere kankercellijnen te cultiveren. En hoewel de prioriteit op dit gebied de laatste jaren is verschoven naar celculturen van normaal weefsel en geïnduceerde pluripotente stamcellen (de Japanse wetenschapper Shinya Yamanaka ontving de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde 2012 voor de ontdekking van een methode om volwassen cellen terug te brengen naar een embryonale staat),toch blijven kankercellen de geaccepteerde standaard in biomedisch onderzoek. Het belangrijkste voordeel van HeLa is een oncontroleerbare groei op eenvoudige voedingsbodems, waardoor grootschalig onderzoek tegen minimale kosten mogelijk is.
Sinds de dood van Henrietta Lacks worden haar tumorcellen continu gebruikt om de moleculaire patronen van de ontwikkeling van verschillende ziekten, waaronder kanker en aids, te bestuderen, de effecten van straling en giftige stoffen te bestuderen, genetische kaarten op te stellen en een groot aantal andere wetenschappelijke problemen. In de biomedische wereld zijn HeLa-cellen net zo beroemd geworden als laboratoriumratten en petrischalen. In december 1960 vlogen HeLa-cellen als eersten de ruimte in met een Sovjet-satelliet. Zelfs vandaag de dag is de reikwijdte van de experimenten die toen door Sovjetgenetici in de ruimte werden uitgevoerd opvallend. De resultaten toonden aan dat HeLa het niet alleen goed doet in aardse omstandigheden, maar ook in gewichtloosheid.
Zonder HeLa-cellen zou de ontwikkeling van het door Jonas Salk ontwikkelde poliovaccin onmogelijk zijn geweest. Overigens had Salk zoveel vertrouwen in de veiligheid van het vaccin dat hij kreeg (verzwakt poliovirus) dat hij, als bewijs van de betrouwbaarheid van zijn medicijn, zichzelf, zijn vrouw en drie kinderen injecteerde.
Sindsdien is HeLa gebruikt voor het klonen (voorlopige experimenten met het transplanteren van celkernen vóór het klonen van de beroemde Dolly-schapen werden uitgevoerd op HeLa), voor het testen van methoden voor kunstmatige inseminatie en duizenden andere onderzoeken (waarvan sommige in de tabel worden weergegeven).
Naast wetenschap …
De persoonlijkheid van Henrietta Lacks zelf werd lange tijd niet geadverteerd. Voor Dr. Gay was de oorsprong van de HeLa-cellen natuurlijk geen geheim, maar hij geloofde dat privacy een prioriteit was, en jarenlang wist de familie Lax niet dat Henrietta's cellen over de hele wereld beroemd waren. Het mysterie werd pas onthuld na de dood van Dr. Gay in 1970.
Bedenk dat de normen van steriliteit en technieken voor het werken met cellijnen in die tijd nog in de kinderschoenen stonden en dat sommige fouten pas jaren later aan het licht kwamen. Dus in het geval van HeLa-cellen - na 25 jaar ontdekten wetenschappers dat veel van de celculturen die in onderzoek werden gebruikt, afkomstig van andere soorten weefsels, waaronder borst- en prostaatkankercellen, waren geïnfecteerd met de agressievere en hardnekkiger HeLa-cellen. HeLa bleek met stofdeeltjes in de lucht of op onvoldoende gewassen handen te kunnen bewegen en wortel te schieten in culturen van andere cellen. Dit veroorzaakte een groot schandaal. In de hoop het probleem op te lossen door genotypering (sequencing is een volledige lezing van het genoom - op dat moment was het nog alleen gepland als een groots internationaal project),een groep wetenschappers spoorde Henrietta's familieleden op en vroeg om DNA-stalen van de familie om de genen in kaart te brengen. Zo werd het geheim onthuld.
De Amerikanen maken zich overigens nog meer zorgen over het feit dat Henrietta's familie nooit een vergoeding heeft gekregen voor het gebruik van HeLa-cellen zonder toestemming van de donor. Tot op de dag van vandaag leeft het gezin in een niet al te goede welvaart, en financiële hulp zou erg nuttig zijn. Maar alle vragen stuiten op een blinde muur - er zijn lange tijd geen respondenten geweest en de Medische Academie en andere wetenschappelijke structuren willen dit onderwerp, zoals te verwachten, niet bespreken.
Op 11 maart 2013 voegde een nieuwe publicatie brandstof toe aan het vuur, waar de resultaten van de volledige genoomsequentie van de HeLa-cellijn werden gepresenteerd. Nogmaals, het experiment werd uitgevoerd zonder de toestemming van Henrietta's nakomelingen, en na enige ethische controverse was volledige toegang tot genomische informatie alleen toegestaan aan professionals. Desalniettemin is de volledige genomische sequentie van HeLa van groot belang voor daaropvolgend werk, waardoor het gebruik van de cellijn in toekomstige genomische projecten mogelijk wordt.
Echte onsterfelijkheid?
De kwaadaardige tumor die Henrietta doodde, maakte haar cellen mogelijk onsterfelijk. Wilde deze vrouw onsterfelijkheid? En heeft ze het gekregen? Als je erover nadenkt, ontstaat er een fantastische sensatie - een deel van een levend persoon, kunstmatig vermenigvuldigd, miljoenen tests doorstaan, alle medicijnen 'proeft' voordat ze op dieren worden getest, wordt tot op het bot gekweld door moleculair biologen over de hele wereld …
Dit alles heeft natuurlijk niets te maken met 'leven na leven'. Het is dwaas te geloven dat er in de cellen van HeLa, onophoudelijk gekweld door onverzadigbare wetenschappers, zich op zijn minst een deel van de ziel van een ongelukkige jonge vrouw bevindt. Bovendien kunnen deze cellen slechts gedeeltelijk als menselijk worden beschouwd. In de kern van elke HeLa-cel bevinden zich 76 tot 82 chromosomen als gevolg van de transformatie die plaatsvond tijdens maligniteit (normale menselijke cellen bevatten 46 chromosomen), en deze polyploïdie roept periodiek discussies op over de geschiktheid van HeLa-cellen als een model van menselijke fysiologie. Er werd zelfs voorgesteld om deze cellen te isoleren in een aparte, dicht bij de mens staande soort genaamd Helacyton gartleri, ter ere van Stanley Gartler, die deze cellen bestudeerde, maar dit wordt vandaag niet serieus besproken.
Onderzoekers zijn zich echter altijd bewust van de beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden. Ten eerste blijven HeLa, ondanks alle veranderingen, nog steeds menselijke cellen: al hun genen en biologische moleculen komen overeen met menselijke, en moleculaire interacties zijn in de overgrote meerderheid van de gevallen identiek aan de biochemische routes van gezonde cellen. Ten tweede maakt polyploïdie deze lijn handiger voor genomische studies, omdat de hoeveelheid genetisch materiaal in één cel toeneemt en de resultaten duidelijker en contrastrijker zijn. Ten derde stelt de brede verspreiding van cellijnen over de hele wereld u in staat om de experimenten van collega's gemakkelijk te herhalen en de gepubliceerde gegevens te gebruiken als basis voor uw eigen onderzoek. Na de basisfeiten over het HeLa-model te hebben vastgesteld (en iedereen herinnert zich dat dit zelfs een handig, maar slechts een model van het lichaam is),wetenschappers proberen ze te repliceren op meer geschikte modelsystemen. Zoals u kunt zien, vertegenwoordigen HeLa en soortgelijke cellen de basis voor alle wetenschap van vandaag. En, ondanks de ethische en morele geschillen, wil ik vandaag de nagedachtenis van deze vrouw eren, aangezien haar onvrijwillige bijdrage aan de geneeskunde van onschatbare waarde is: de cellen die na haar zijn achtergelaten, worden gered en blijven meer levens redden dan welke dokter dan ook.
Mobiele recordhouders
De onsterfelijkheid van HeLa-cellen wordt in verband gebracht met de gevolgen van infectie met het humaan papillomavirus HPV18. De infectie veroorzaakte triplodia van veel chromosomen (de vorming van drie kopieën in plaats van het gebruikelijke paar) en de splitsing van sommige in fragmenten. Bovendien verhoogde de infectie de activiteit van een aantal celgroeiregulatoren, zoals de genen telomerase (een regulator van celdood) en c-Myc (een regulator van de synthese-activiteit van veel eiwitten). Dergelijke unieke (en willekeurige) veranderingen hebben ervoor gezorgd dat HeLa-cellen het record van groeisnelheid en resistentie hebben bereikt, zelfs onder andere kankercellijnen, waarvan er tegenwoordig honderden zijn. Bovendien bleken de verkregen veranderingen in het genoom zeer stabiel te zijn en blijven ze in laboratoriumomstandigheden de afgelopen jaren ongewijzigd.
Kort na de dood van Henrietta werd de HeLa-fabriek opgericht, een grootschalige onderneming die het mogelijk zou maken om wekelijks biljoenen HeLa-cellen te laten groeien. De fabriek is gebouwd om één enkele reden: om polio te stoppen.
Eind 1951 was 's werelds grootste polio-epidemie in de geschiedenis. Scholen waren gesloten, ouders waren in paniek. Een vaccin was dringend nodig. In februari 1952 kondigde Jonas Salk van de Universiteit van Pittsburgh aan dat hij 's werelds eerste poliovaccin had ontwikkeld, maar het pas aan kinderen kon aanbieden nadat hij de veiligheid en doeltreffendheid ervan grondig had getest. Dit vereiste gekweekte cellen in zulke enorme industriële volumes dat ze nog nooit eerder waren geproduceerd.
De National Endowment for Infant Paralysis (NFIP), een liefdadigheidsinstelling opgericht door president Franklin Delano Roosevelt, die zelf verlamd was door polio, bereidde de grootste veldproef van een poliovaccin in de medische geschiedenis voor. Het was de bedoeling dat Salk twee miljoen kinderen zou vaccineren, en de NFIP zal bloed van hen afnemen om te testen of ze immuun zijn. Er zullen echter miljoenen neutralisatietests moeten worden uitgevoerd wanneer het serum van gevaccineerde kinderen wordt gemengd met levende poliovirussen en gekweekte cellen. Als het vaccin werkt, moet het serum van de gevaccineerde kinderen het poliovirus blokkeren en de cellen beschermen. Anders infecteert het virus cellen en veroorzaakt het schade die wetenschappers onder een microscoop kunnen zien.
De moeilijkheid was dat apencellen werden gebruikt voor neutralisatietests, die stierven tijdens deze reactie. Dit was een probleem - niet omdat ze voor dieren zorgden (dit werd toen niet besproken, in tegenstelling tot onze tijd), maar omdat apen duur waren. Miljoenen neutralisatiereacties met apencellen zouden miljoenen dollars kosten, dus zocht de NFIP verwoed naar een cel om te kweken die zich massaal kon vermenigvuldigen en minder kost dan apencellen.
Het NFIP wendde zich tot Guy en verschillende andere celcultuurspecialisten voor hulp, en Guy realiseerde zich dat dit echt een goudmijn was. Als resultaat van het goede doel ontving het NFIP jaarlijks gemiddeld $ 50 miljoen aan donaties, en de directeur wilde het grootste deel van dit bedrag doneren aan celkwekers, zodat ze de weg konden vinden om cellen in massa te produceren waar iedereen al jaren van droomt.
Het aanbod kwam op het juiste moment: door een gelukkig toeval, kort na het telefoontje van NFIP om hulp, realiseerde Guy zich dat Henrietta's cellen niet groeiden zoals alle menselijke cellen die hij tot nu toe had ontmoet.
De meeste cellen in kweek groeien in een enkele laag in de vorm van een stolsel op het oppervlak van het glas, waardoor de vrije ruimte snel op raakt. Het verhogen van het aantal cellen is arbeidsintensief: wetenschappers moeten de cellen keer op keer uit de reageerbuis schrapen en in verschillende nieuwe containers verdelen om de cellen nieuwe ruimte te geven om te groeien. Het bleek dat HeLa-cellen erg pretentieloos zijn: ze hadden geen glazen oppervlak nodig om te groeien, ze konden groeien door te drijven in een kweekmedium dat continu werd geroerd door een 'magisch apparaat' - een belangrijke technologie ontwikkeld door Guy, tegenwoordig wordt het suspensieteelt genoemd. Dit betekende dat HeLa-cellen niet zoals iedereen door de ruimte werden beperkt; ze konden delen zolang het kweekmedium bleef. Hoe groter de container met het kweekmedium,hoe meer cellen groeiden. Deze ontdekking betekende dat als HeLa-cellen vatbaar zijn voor het poliovirus (omdat sommige cellen er ongevoelig voor zijn), dit het probleem van massacelproductie zou oplossen en zou helpen voorkomen dat het vaccin op miljoenen apencellen wordt getest.
En dus probeerden Guy en zijn collega in de NFIP-adviescommissie, William Scherer - een jonge onderzoeker aan de Universiteit van Minnesota die onlangs zijn proefschrift verdedigde - in april 1952 Henrietta's cellen te infecteren met het poliovirus. Een paar dagen later ontdekten ze dat HeLa tot dusver eigenlijk gevoeliger was voor het virus dan alle andere gekweekte cellen. En ze realiseerden zich dat ze precies hadden gevonden wat het NFIP nodig had.
Ze realiseerden zich ook dat voordat ze cellen konden gaan produceren, ze een nieuwe manier moesten vinden om ze te vervoeren. De drop-off van het vliegtuig die Guy gebruikte, was geweldig om meerdere flesjes naar collega's te sturen, maar te duur voor grote volumes. Miljarden gekweekte cellen zullen nutteloos zijn als die cellen niet op de juiste plaats kunnen worden afgeleverd. En wetenschappers begonnen te experimenteren.
In 1952, op Memorial Day, nam Guy verschillende buisjes HeLa en voldoende kweekmedium om de cellen enkele dagen te laten leven, en plaatste ze in een tinnen container met kurk en gevuld met ijs om oververhitting te voorkomen. Hij gaf dit alles gedetailleerde zorginstructies en stuurde Mary naar het postkantoor om een pakket met reageerbuizen naar Scherer in Minnesota te sturen. Vanwege de vakantie waren alle postkantoren in Baltimore gesloten, behalve het centrale kantoor in het centrum. Om daar te komen, moest Mary verschillende trams veranderen, maar uiteindelijk kwam ze daar. De kooien ook: vier dagen later arriveerde het pakket in Minneapolis. Scherer plaatste de cellen in een incubator en begon te groeien. Voor het eerst hebben levende cellen de verzending met succes uitgesteld.
Om ervoor te zorgen dat de cellen in elk klimaat de lange reis konden doorstaan, stuurden Guy en Scherer in de maanden die volgden HeLa-buizen per vliegtuig, trein en vrachtwagen door het land, van Minneapolis naar Norwich, New York en terug. De cellen stierven in slechts één reageerbuis.
Toen de NFIP hoorde dat HeLa vatbaar was voor het poliovirus en tegen lage kosten in grote hoeveelheden kon worden gekweekt, werd onmiddellijk een overeenkomst gesloten met William Scherer om toezicht te houden op de ontwikkeling van het HeLa-distributiecentrum aan de Tuskegee University, een van de meest prestigieuze universiteiten van het land voor zwart. Het NFIP koos voor dit project voor Tuskegee University vanwege Charles Bynum, directeur van de Negro Activities van de stichting. Bainum - een wetenschapsleraar en burgerrechtenactivist en de eerste zwarte stichtingsdirecteur van het land - wilde het centrum in Tuskegee hosten voor honderdduizenden dollars aan financiering, veel banen en opleidingsmogelijkheden voor jonge zwarte wetenschappers.
Binnen een paar maanden had een team van zes zwarte wetenschappers en laboratoriumtechnici in Tuskegee een fabriek gebouwd die nog nooit eerder was gezien: industriële stalen autoclaven voor stoomsterilisatie stonden langs de muren, enorme vaten met mechanisch geroerde kweekmedia stonden in rijen, incubatoren vol glazen flessen voor celculturen en automatische celdispensers zijn lang, met lange, dunne metalen handvatten die HeLa-cellen in de ene buis na de andere injecteren. Elke week bereidde het team in Tuskegee duizenden liters van Guy's receptkweekmedium voor door zouten, mineralen en bloedserum te mengen van de tientallen studenten, soldaten en katoenboeren die reageerden op advertenties in de plaatselijke krant voor het doneren van bloed voor geld.
Verschillende technici dienden als kwaliteitscontrolepijpleiding en microscopeerden wekelijks honderdduizenden HeLa-celculturen om er zeker van te zijn dat ze levensvatbaar en gezond waren. Anderen stuurden cellen naar onderzoekers in het hele land volgens een strikt schema in 23 poliovaccin-testcentra.
Uiteindelijk groeide het Tuskegee-team uit tot 35 wetenschappers en laboratoriumtechnici die 20.000 HeLa-buisjes per week produceerden - ongeveer 6 biljoen cellen. Het was de allereerste celfabriek en begon met een enkele HeLa-buis die Guy kort na de dood van Henrietta in een eerste testpakket naar Scherer stuurde.
Met behulp van deze cellen konden wetenschappers de effectiviteit van het Salk-vaccin aantonen. Al snel publiceerde de New York Times foto's van zwarte vrouwen die voorovergebogen microscopen, cellen onderzochten en HeLa-buisjes in hun zwarte handen hielden. De kop luidde:
Zwarte wetenschappers en laboratoriumtechnici, waaronder veel vrouwen, gebruikten de cellen van een zwarte vrouw om de levens te redden van miljoenen Amerikanen - van wie de meesten blank waren. En het was aan dezelfde universiteit en tegelijkertijd voerden overheidsfunctionarissen het beruchte syfilisonderzoek uit.
Aanvankelijk leverde het Tuskegee-centrum alleen HeLa-cellen aan laboratoria die poliovaccins testten. Toen echter duidelijk werd dat er voor iedereen genoeg HeLa-cellen zouden zijn, werden ze naar alle wetenschappers gestuurd die klaar waren om ze te kopen voor tien dollar plus de kosten van luchtpost. Als wetenschappers wilden weten hoe cellen zich zouden gedragen in een bepaalde omgeving, hoe ze zouden reageren op een bepaalde chemische stof, of hoe ze een bepaald eiwit zouden opbouwen, wendden ze zich tot HeLa-cellen. Hoewel ze kanker waren, hadden ze alle fundamentele kenmerken van normale cellen: ze bouwden eiwitten en communiceerden met elkaar als normale cellen, verdeelden en produceerden energie, vervoerden en reguleren genetisch materiaal en waren vatbaar voor infecties, wat ze tot een optimaal hulpmiddel maakte. om alles te synthetiseren en te bestuderenwat mogelijk is - inclusief bacteriën, hormonen, eiwitten en vooral virussen.
Virussen vermenigvuldigen zich door deeltjes van hun genetisch materiaal in een levende cel te injecteren. De cel verandert zijn programma radicaal en begint het virus te reproduceren in plaats van zichzelf. Als het ging om het kweken van virussen, zoals in veel andere gevallen, maakte de kwaadaardige aard van HeLa ze alleen maar nuttiger. HeLa-cellen groeiden veel sneller dan normale cellen en leverden daarom sneller resultaten op. HeLa-cellen waren het werkpaard - winterhard, goedkoop en alomtegenwoordig.
De timing was goed. In het begin van de jaren vijftig begonnen wetenschappers net de aard van virussen te begrijpen, en toen Henrietta's cellen in laboratoria in het hele land verschenen, begonnen onderzoekers ze te infecteren met allerlei virussen - herpes, mazelen, bof, waterpokken, paardenencefalitis - om te bestuderen hoe het virus doordringt in cellen, vermenigvuldigt zich erin en verspreidt zich.
De cellen van Henrietta hielpen bij het leggen van de basis voor virologie, maar dat was nog maar het begin. In de eerste jaren na Henrietta's dood konden onderzoekers over de hele wereld, nadat ze de eerste reageerbuisjes met haar cellen hadden ontvangen, verschillende belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen doen. Ten eerste gebruikte een team van wetenschappers HeLa om methoden te ontwikkelen om cellen te bevriezen zonder ze te beschadigen of te veranderen. Door deze methoden begonnen cellen op een beproefde en gestandaardiseerde manier over de hele wereld te worden verzonden, die werd gebruikt om diepvriesvoedsel en ingevroren sperma voor veeteelt te vervoeren. Het betekende ook dat wetenschappers cellen tussen experimenten konden houden zonder zich zorgen te hoeven maken over voeding en onvruchtbaarheid. De meeste wetenschappers waren echter blij met het feit dat bevriezing het mogelijk maakte om cellen in hun meest uiteenlopende staat te "fixeren".
De cel was bevroren alsof je op de pauzeknop drukte: deling, metabolisme en alle andere processen stopten en hervatten na het ontdooien, alsof je gewoon op de startknop drukte. Wetenschappers konden de celontwikkeling nu met elke frequentie pauzeren tijdens het experiment om de respons van bepaalde cellen op een medicijn na één, twee of zes weken te vergelijken. Ze konden de toestand van dezelfde cellen in verschillende ontwikkelingsstadia observeren: de wetenschappers hoopten te zien op welk punt een normale cel die in kweek groeit, kwaadaardig wordt - een fenomeen dat spontane transformatie wordt genoemd.
Invriezen is de eerste in een lijst van verbazingwekkende verbeteringen in weefselkweek dankzij HeLa. Een andere doorbraak is de standaardisatie van het celkweekproces, een gebied dat tot dan toe een puinhoop was. Guy en zijn collega's klaagden dat ze te veel tijd besteedden aan het voorbereiden van het kweekmedium en het in leven houden van de cellen. Wat hen echter het meest zorgen baarde, was dat omdat iedereen verschillende ingrediënten gebruikte om het kweekmedium, verschillende recepten, verschillende cellen en verschillende technieken te formuleren, en weinigen wisten van de methoden van hun collega's, het moeilijk of bijna onmogelijk was om iemands experiment te repliceren. En herhaling is een noodzakelijk onderdeel van de wetenschap: een ontdekking wordt niet als geldig beschouwd als anderen niet kunnen herhalen en dezelfde resultaten krijgen. Guy en anderen vreesden dat zonder standaardisatie van methoden en materialen de weefselkweek zou kunnen stagneren.
Wetenschappers dachten lange tijd dat menselijke cellen achtenveertig chromosomen bevatten - DNA-strengen in cellen die al onze genetische informatie bevatten. De chromosomen bleven echter aan elkaar plakken, en het was niet mogelijk ze nauwkeurig te tellen. In 1953 mengde een geneticus uit Texas per ongeluk de verkeerde vloeistof met HeLa en enkele andere cellen. Dit ongeluk heeft geluk gehad. De chromosomen in de cellen zwol op en scheidden van elkaar, en voor het eerst konden wetenschappers ze allemaal in detail onderzoeken. Deze toevallige ontdekking was de eerste in een reeks ontdekkingen waardoor twee onderzoekers uit Spanje en Zweden ontdekten dat een normale menselijke cel zesenveertig chromosomen bevat.
Nu ze weten hoeveel chromosomen een persoon zou moeten hebben, zouden wetenschappers kunnen vertellen dat iemand meer of minder heeft, en met behulp van deze informatie genetische ziekten kunnen diagnosticeren. Al snel begonnen onderzoekers over de hele wereld chromosomale afwijkingen te identificeren. Er werd dus vastgesteld dat patiënten met het syndroom van Down een extra chromosoom hadden in het eenentwintigste paar, degenen die leden aan het Klinefelter-syndroom hadden een extra geslacht x-chromosoom, en patiënten met het Shereshevsky-Turner-syndroom hadden dit chromosoom afwezig of defect.
Met al deze nieuwe ontwikkelingen nam de vraag naar HeLa-cellen toe en kon het Tuskegee-centrum hier niet meer aan voldoen. De eigenaar van Microbiological Associates - een militair genaamd Samuel Reeder - had geen kennis van zaken, maar zijn zakenpartner Monroe Vincent was zelf een onderzoeker en begreep hoe groot de potentiële markt voor cellen was. Veel wetenschappers hadden cellen nodig, en slechts weinigen van hen hadden de tijd of gelegenheid om ze zelf in voldoende hoeveelheden te kweken. De onderzoekers wilden de cellen gewoon kopen, dus besloten Reeder en Vincent HeLa te gebruiken als springplank om het eerste industriële commerciële centrum voor de levering van cellen te lanceren.
Het begon allemaal met een celfabriek - zoals Reeder het noemde. In Bethesda, Maryland, midden in een ruim magazijn dat ooit een fabriek was voor de productie van Fritos-chips, plaatste hij een glazen omhulsel en installeerde hij een bewegende transportband met honderden ingebouwde reageerbuisrekken. Buiten de glazen kamer was alles bijna georganiseerd zoals in Tuskegee - enorme vaten met kweekmedium, alleen nog groter. Toen de kooien klaar waren voor verzending, ging er een luide bel en alle fabrieksarbeiders, inclusief de medewerkers van de postafdeling, onderbraken de lopende zaken, wasten zich goed in de sterilisatieruimte, trokken een mantel en een pet aan en gingen in een rij bij de lopende band staan. Sommige vulden reageerbuizen, andere sloten ze af met rubberen stoppen, verzegelden ze of plaatsten ze in een draagbare incubator,waar ze werden opgeslagen tot ze werden verpakt voor verzending.
Laboratoria zoals de National Institutes of Health waren de grootste klanten van Microbiological Associates en ze bestelden voortdurend miljoenen HeLa-cellen volgens een vast schema. Wetenschappers van overal ter wereld konden echter een bestelling plaatsen, minder dan vijftig dollar betalen, en Microbiological Associates stuurde hen onmiddellijk buisjes met HeLa-cellen. Reader tekende een overeenkomst met verschillende grote luchtvaartmaatschappijen en daarom stuurde de koerier, waar de bestelling ook kwam, de cellen op de volgende vlucht, ze werden op de luchthaven opgehaald en per taxi bij de laboratoria afgeleverd. Dit is hoe de miljardenindustrie van menselijke biomaterialen stap voor stap werd geboren.
Henrietta's cellen konden de jeugdigheid van de nek van vrouwen niet herstellen, maar cosmetische en farmaceutische bedrijven in Europa en de Verenigde Staten begonnen ze te gebruiken in plaats van proefdieren om nieuwe producten en medicijnen te testen die celvernietiging of schade veroorzaakten. Wetenschappers hebben HeLa-cellen doormidden gesneden en bewezen dat cellen kunnen leven nadat ze de kern hebben verwijderd, gebruikten ze om methoden te ontwikkelen om stoffen in de cel te injecteren zonder deze te doden. HeLa werd gebruikt om de effecten van steroïden, chemotherapie met geneesmiddelen, hormonen, vitamines en omgevingsstress te begrijpen; ze waren besmet met tuberculose, salmonella en de bacteriën die vaginitis veroorzaken.
In 1953 nam Guy op verzoek van de Amerikaanse regering de cellen van Henrietta mee naar het Verre Oosten om de hemorragische koorts te bestuderen die Amerikaanse soldaten doodde. Hij zou HeLa bij ratten injecteren en kijken of ze kanker kregen. Voor het grootste deel probeerde hij echter van HeLa over te gaan op het kweken van normale cellen en kankercellen van de ene patiënt om ze met elkaar te vergelijken. Hij kon niet ontsnappen aan de schijnbaar eindeloze vragen over HeLa en celkweek van andere wetenschappers. Elke week bezochten wetenschappers herhaaldelijk zijn laboratorium met het verzoek hen de techniek te leren, en hij moest vaak de wereld rondreizen om te helpen bij het opzetten van werk aan celvermeerdering.
Veel van Guy's collega's stonden erop dat hij de onderzoeksdata publiceerde en de erkenning kreeg die het verdient, maar hij werd altijd ontmoedigd om het druk te hebben. Hij werkte de hele nacht thuis. Hij was te laat met de deadline voor het voorbereiden van documenten voor een beurs, had vaak maanden vertraging met het beantwoorden van brieven, en betaalde eens drie maanden het salaris van een overleden werknemer voordat iemand het opmerkte. Mary en Margaret bromden een jaar lang om George zover te krijgen dat hij iets publiceerde over het kweken van HeLa; ten slotte schreef hij een korte paragraaf voor de conferentie. Daarna schreef Margaret zelf in zijn plaats over zijn werk en maakte zich druk over publicatie.
Halverwege de jaren vijftig werkten veel wetenschappers al met celculturen en Guy was moe. Hij schreef aan vrienden en collega's: "Iemand moet uitzoeken hoe hij kan noemen wat er nu gebeurt, zeg: 'De wereld is gek geworden met het groeien van dit weefsel en zijn mogelijkheden.' Ik hoop dat ten minste een deel van dit geklets over weefselteelt een basis heeft en mensen ten goede is gekomen … en bovenal wil ik dat deze hype een beetje verdwijnt …"
Guy ergerde zich aan de hype rond HeLa. Er waren tenslotte nog andere cellen, ook die hij zelf had laten groeien: A. Fi. en D-1 Re, genoemd naar de patiënten van wie het originele monster is genomen. Guy bood ze de hele tijd aan aan wetenschappers, maar deze cellen waren moeilijker te kweken en daarom genoten ze nooit de populariteit van Henrietta's cellen. Guy verdeelde HeLa niet langer toen de bedrijven de taak overnamen, maar hij vond het niet prettig dat de HeLa-teelt volledig buiten zijn macht lag.
Sinds de fabriek in Tuskegee in gebruik werd genomen, heeft Guy brieven naar wetenschappers gestuurd in een poging het gebruik van HeLa-cellen te beperken. Hij klaagde ooit in een brief aan zijn oude vriend Charles Pomerat dat iedereen in de buurt, inclusief het personeel van het laboratorium van Pomerat, HeLa gebruikte voor onderzoek, waartoe Guy 'beter in staat' was, en sommigen hadden het al gedaan, maar hadden de resultaten nog niet gepubliceerd. … Pomerat schreef in reactie:
Wat betreft je … afkeuring van de wijdverbreide studie van de HeLa-soort, ik zie niet in hoe je kunt hopen de zaken te vertragen, want je hebt deze soort zelf zo wijd verspreid dat hij nu voor geld kan worden gekocht. Dit is bijna hetzelfde als mensen vragen niet te experimenteren met gouden hamsters!.. Ik begrijp dat het alleen dankzij uw vriendelijkheid was dat HeLa-cellen beschikbaar kwamen voor het publiek. Dus waarom denk je nu eigenlijk dat iedereen een stuk voor zichzelf wil pakken?
Pomerat was van mening dat Guy zijn eigen onderzoek naar HeLa had moeten afronden voordat hij "[HeLa] aan het grote publiek vrijgaf, want daarna wordt cultuur een universeel wetenschappelijk bezit".
Guy deed dat echter niet. Zodra HeLa-cellen 'universeel wetenschappelijk eigendom' werden, begonnen mensen zich af te vragen wie hun donor was.