La scoperta che ha cambiato medicina per sempre

Nel 1951, una donna afroamericana di 31 anni, chiamata Henrietta Lacks, visitò l’ospedale Johns Hopkins a Baltimora, nel Maryland, lamentando dolore addominale e sanguinamento. I medici le diagnosticarono con una forma aggressiva di cancro cervicale. Durante il trattamento, un chirurgo ha rimosso campioni di tessuto dal suo tumore, senza la sua conoscenza o il suo consenso, e li ha inviati ad un laboratorio gestito da cellule umane crescere.

Gey ha chiamato la linea “HeLa”, utilizzando le prime due lettere di nomi di Henrietta Lacks, le cellule di HeLa sono diventate le prime cellule umane mai clonate e continuamente coltivate al di fuori del corpo umano. Questa svolta ha aperto una nuova era nella ricerca biomedica, fornendo agli scienziati una fornitura illimitata di cellule umane identiche per esperimenti che non potevano essere eseguiti su persone viventi.

Henrietta Lacks morì il 4 ottobre 1951, ma le sue cellule vissero. Oggi, la massa totale delle cellule HeLa che sono state coltivate in laboratori in tutto il mondo è stimata per superare i 50 milioni di tonnellate, purché riempissero un centinaio di edifici statali dell'Impero. Ciò che è iniziato come un campione di tessuto unico è diventato la linea cellulare umana più diffusa nella storia, utilizzata in decine di migliaia di esperimenti in ogni continente.

Perché HeLa Cells è un cavallo di lavoro scientifico

Le proprietà uniche delle cellule HeLa li hanno resi ideali per la ricerca, che crescono robustamente, possono essere congelate e scongelate senza morire, e possono essere spedite a laboratori in tutto il mondo.A differenza delle culture primarie precedenti che hanno richiesto il tessuto fresco ogni volta, le cellule HeLa hanno permesso ai ricercatori di ripetere gli esperimenti in condizioni identiche e condividere i risultati in tutte le istituzioni.

La prima linea cellulare umana

Prima di HeLa, gli scienziati hanno lavorato con cellule animali o con campioni di tessuto umano diretti.Questi erano difficili da ottenere e mantenere. HeLa ha fornito una risorsa standardizzata e rinnovabile che ha permesso la ricerca su larga scala. La loro capacità di dividere indefinitamente era dovuta ad un enzima telomerasi anormalmente attivo, che ricostruisce i cappi protettivi alle estremità dei cromosomi ogni volta che una cellula si divide, impedendo il processo di invecchiamento.

La robustezza delle cellule di HeLa permetteva loro di adattarsi rapidamente alle condizioni culturali, mentre altre linee cellulari richiedevano formulazioni nutrienti precise e un'attenta gestione, HeLa poteva prosperare in una più ampia gamma di ambienti di laboratorio.

Anche se sono cellule tumorali con un numero anormale di cromosomi, che la composizione cromosomica è rimasta in gran parte coerente nel corso di decenni, questa stabilità ha dato ai ricercatori la fiducia che i risultati ottenuti nel 1960 potrebbero essere significativamente confrontati con gli esperimenti condotti nel 1990, una riproducibilità che non era stata ascoltata con i precedenti modelli di tessuto.

Contaminazione e conseguenze

Negli anni '60 e '70, i ricercatori hanno scoperto che molte "nuove" linee cellulari erano in realtà cellule HeLa che avevano accidentalmente assunto il sopravvento. Questa contaminazione ha compromesso decenni di ricerca. Oggi, rigidi standard di autenticazione delle linee cellulari richiedono l'uso di impronte genetiche per verificare l'identità cellulare, un approccio che è cresciuto direttamente dal problema della contaminazione HeLa.

Un esempio importante è stata la linea “HEp-2”, originariamente pensato per essere derivato da un cancro laringe, che si è rivelato essere HeLa. Allo stesso modo, la linea “KB”, creduto per venire da un tumore orale, era anche HeLa. Questi errori ha sbagliato i ricercatori per anni fino a Walter Nelson-Rees e altri biologi cellulari documentato sistematicamente i modelli di contaminazione.

Principali rotte mediche abilitate da HeLa Cells

Le cellule HeLa sono state strumentali in innumerevoli progressi. Di seguito sono riportati alcuni dei contributi più significativi.

Sviluppo del vaccino polio

Nei primi anni '50, Jonas Salk aveva bisogno di un modo per testare il suo vaccino antipolio in modo sicuro ed efficiente. Le cellule di HeLa hanno fornito un sistema scalabile per far crescere il poliovirus in grandi quantità e per misurare l'efficacia del vaccino.

Lo sforzo di vaccino antipolio è stato il primo test su larga scala delle cellule di HeLa in un contesto clinico. Milioni di cellule di HeLa sono state coltivate in bottiglie a rulli, raccolte e infettate da poliovirus per produrre gli antigeni virali necessari per le prove del vaccino. Senza una linea cellulare umana affidabile, la sicurezza e l'efficacia dei test avrebbero richiesto l'uso di scimmie viventi, che era costoso ed eticamente fraught.

Ricerca e Chemioterapia del Cancro

Le cellule di HeLa hanno permesso agli scienziati di esaminare come le cellule tumorali si dividono, rispondono ai farmaci e sviluppano la resistenza. La linea cellulare è stata utilizzata per testare i primi farmaci chemioterapia e capire come la radiazione colpisce le cellule maligne. I ricercatori hanno scoperto che le cellule di HeLa esprimono alti livelli del oncogene di MYC e hanno un gene mutato di soppressore del tumore del P53 -entrambi caratteristiche comuni in molti tumori umani.

Nel 1960 e 1970, i ricercatori del National Cancer Institute hanno usato HeLa per esaminare centinaia di composti, identificando quelli che hanno interrotto la replicazione del DNA o la formazione mitotica del mandrino. Molti farmaci che sono emersi da quegli schermi, come la cisplatina e il paclitaxel, rimangono pietre di base del trattamento antitumorale caratterizzate da una nuova linea di cellule.

Virologia e Malattia Infettiva

Le cellule HeLa sono state utilizzate per studiare il ciclo di vita di molti virus, tra cui HIV, herpes simplex, measles e Ebola. Erano cruciali nello sviluppo del vaccino papillomavirus umano (HPV) perché le cellule HeLa contengono più copie del DNA HPV, permettendo agli scienziati di capire come il virus provoca il cancro cervicale.

Le cellule HeLa esprimono il recettore ACE2 e la proteasi TMPRSS2 che SARS-CoV-2 utilizza per entrare nelle cellule umane, rendendole adatte allo studio degli inibitori di ingresso e di screening virali. Nei primi mesi della pandemia, quando ogni giorno contati, le cellule HeLa hanno fornito una piattaforma affidabile che non richiedeva infrastrutture di biosicurezza specializzate oltre il contenimento standard.

Genetica e cromatismo

Le cellule HeLa hanno contribuito a stabilire il numero di cromosomi umani a 46 anni, correggendo la convinzione precedente che fosse 48. Sono stati utilizzati nei primi sforzi di mappatura dei geni e negli studi di regolazione dell'espressione genica. Il genoma HeLa è stato sequenziato nel 2013 e pubblicato senza il consenso della famiglia di Henrietta Lacks, scatenando rinnovati dibattiti etici (discussi sotto).

Oltre a stabilire il corretto conteggio cromosomico, le cellule di HeLa sono state strumentali nella mappatura della posizione dei singoli geni. Negli anni '70, le tecniche di ibridazione delle cellule somatiche utilizzando HeLa hanno permesso ai ricercatori di assegnare i geni a specifici cromosomi fondendo le cellule di HeLa con le cellule del mouse e tracciando i geosomi strutturali dell'uomo.

Ricerca spaziale

Negli anni '60, sono stati inviati sui satelliti della NASA per studiare gli effetti della gravità zero sulle cellule umane. Più recentemente, le cellule di HeLa sono state utilizzate sulla Stazione Spaziale Internazionale per indagare su come la microgravità e la radiazione cosmica influenzano l'invecchiamento cellulare e la progressione del cancro.

Gli esperimenti spaziali iniziali hanno dimostrato che le cellule HeLa nella microgravità si sono divise più lentamente e hanno formato aggregati tridimensionali che imitavano le strutture a forma di tessuto. Questi risultati hanno sollevato domande fondamentali su come l'assenza di gravità altera la segnalazione cellulare e l'espressione genica.

I fallimenti etici che hanno plasmato la bioetica moderna

Henrietta Lacks non è mai stata raccontata che le sue cellule sarebbero state prese o usate per la ricerca. Lei e la sua famiglia non hanno ricevuto alcuna compensazione, e per decenni la famiglia Lacks è stata tenuta al buio circa l’uso mondiale delle cellule di Henrietta.

Mancanza di consenso informato

Nel 1951 non c’erano leggi che richiedevano il consenso informato per la donazione dei tessuti. I medici raccoglievano regolarmente campioni da pazienti, soprattutto di minoranza, senza permesso. Il caso di Henrietta Lacks divenne un simbolo del razzismo sistemico e non considerano l’autonomia del paziente che caratterizzava gran parte della medicina del XX secolo. La sua famiglia imparò sulla linea cellulare di HeLa solo negli anni '70, più di due decenni dopo la sua morte, quando un giornalista li chiamava per un’intervista ha esteso miliardo di dollari.

Il contesto degli anni '50 è importante: Johns Hopkins Hospital ha servito una popolazione prevalentemente nera e povera a Baltimora, e molti pazienti hanno ricevuto la libera assistenza in cambio di permettere agli studenti di osservare i loro casi. Il consenso è stato raramente documentato, e il concetto di "donazione" del tessuto non esisteva nel senso legale. Henrietta Lacks è stata una delle migliaia di pazienti i cui tessuti sono stati raccolti senza la loro conoscenza.

Pubblicazione del Genoma HeLa senza consenso

Nel 2013, gli scienziati hanno pubblicato la sequenza completa del genoma di una linea cellulare HeLa senza consultare la famiglia Lacks. I dati potrebbero rivelare informazioni genetiche non solo su Henrietta ma anche sui suoi discendenti viventi. Dopo l'eccitazione pubblica, gli Istituti nazionali di salute (NIH) hanno mediato un accordo con la famiglia Lacks per controllare l'accesso ai dati del genoma, con due membri della famiglia che si uniscono a un consiglio consultivo.

La pubblicazione del genoma del 2013 è stata un punto di svolta nel modo in cui la comunità scientifica pensa alla privacy genetica. A differenza dei campioni di tessuto originali presi nel 1951, i dati genomici potrebbero essere utilizzati per dedurre tratti, rischi di malattia e relazioni familiari di individui viventi. La famiglia Lacks, che aveva già sopportato decenni di esclusione, ha scoperto la pubblicazione da parte dei giornalisti. L'accordo NIH, mentre imperfetta, ha stabilito un precedente per coinvolgere le famiglie e le comunità in termini di governance di dati genomica.

Compensazione e proprietà

Nonostante i miliardi di dollari in attività commerciale generati dalle cellule di HeLa, la famiglia Lacks non ha mai ricevuto un compenso finanziario diretto.Le cellule di HeLa sono vendute da società di approvvigionamento biologico e sono utilizzate nei prodotti brevettati. La questione se gli individui dovrebbero condividere i profitti dalla ricerca sui loro tessuti donati rimane irrisolta. La storia di HeLa ha alimentato dibattiti in corso sui diritti di proprietà nel corpo umano e l'etica di biobanking.

In ]]Moore v. Reggenti dell'Università della California (1990), la Corte Suprema della California ha stabilito che i pazienti non conservano i diritti di proprietà nelle cellule rimosse dal loro corpo, ma hanno il diritto di essere informati sul potenziale commerciale dei loro tessuti.

Modifiche della legge e della politica

Le ingiustizie subite da Henrietta Lacks e dalla sua famiglia hanno contribuito a promuovere lo sviluppo di moderni standard etici.

  • La Regola Comune (1981)[]: Richiede ai comitati di revisione istituzionali di rivedere la ricerca che coinvolge soggetti umani e mandati informati consenso.
  • La legge sulla responsabilità e sulla responsabilità dell'assicurazione sanitaria (HIPAA, 1996)[: protegge i registri medici e la privacy dei pazienti.
  • L'Accordo di Utilizzo dei Dati Genome NIH HeLa (2013): Creato un quadro per l'accesso ai dati genomici dalle cellule HeLa con supervisione familiare.
  • Requisiti di consenso aggiornati per i biospecimens (2018 revisione della Regola Comune)[]: Aggiunge protezioni per biospecimens identificabili e richiede un ampio consenso per l'uso futuro della ricerca.

Queste politiche hanno trasformato in modo che gli istituti di ricerca gestiscano i tessuti umani, ma rimangono lacune. Ad esempio, molti campioni raccolti prima che le nuove regole siano ancora in uso senza il consenso esplicito dei donatori. Inoltre, l'aumento dei test genetici diretti al consumo e delle biobanche su larga scala ha introdotto nuove sfide sulla privacy. Il caso HeLa rimane un punto di riferimento per questi dibattiti, ricordando ai responsabili politici che i quadri etici devono evolversi come avanzamenti tecnologici.

La storia di Henrietta Lacks

I contributi di Henrietta Lacks sono ormai ampiamente riconosciuti, e la sua storia è stata raccontata in libri, documentari e un film con Oprah Winfrey. La Fondazione Henrietta Lacks, fondata da Rebecca Skloot (autore di La vita immortale di Henrietta Lacks]), fornisce borse di studio e assistenza medica ai discendenti di Henrietta e altri discendenti di soggetti di ricerca medica non forniti.

Nel 2021, l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha assegnato un premio speciale postumo a Henrietta Lacks per il suo contributo alla scienza. Johns Hopkins Medicine si è scusato pubblicamente per la mancanza di consenso e si è impegnata a continuare l'impegno e l'istruzione della comunità.

In onore di Henrietta Lacks sono state erette diverse statue e memoriali, tra cui un busto di bronzo alla Royal Institution di Londra e un marcatore storico nella sua casa d’infanzia a Roanoke, Virginia. Questi tributi fisici assicurano che il suo nome sia ricordato non solo come una nota scientifica ma come una persona la cui vita e la morte abbiano un profondo significato morale.

Impatto scientifico che continua oggi

Le cellule HeLa sono ancora una delle linee cellulari più utilizzate nella ricerca biomedica. Oltre 110.000 carte scientifiche sono state pubblicate utilizzando le cellule HeLa. Sono state utilizzate per sviluppare vaccini per HPV e COVID-19, per studiare gli effetti delle tossine, per esplorare la senescenza cellulare e per modellare malattie rare. La linea cellulare rimane uno strumento fondamentale nei campi che vanno dalla biologia del cancro alla neurobiologia.

Inoltre, le lezioni etiche di Henrietta Lacks hanno influenzato lo sviluppo di pratiche di biobanking, politiche di condivisione dei dati genomici e iniziative di impegno comunitario nella ricerca.

Le cellule di HeLa sono anche diventati uno strumento di insegnamento standard in biologia e educazione medica. Gli studenti in corsi di biologia cellulare in tutto il mondo imparano a cultura e gestire le cellule di HeLa come parte della loro formazione. Questa ubiquità significa che ogni nuova generazione di scienziati incontra la storia di Henrietta Lacks, spesso per la prima volta, nel contesto delle tecniche di laboratorio di apprendimento.

Onorare il suo nome

Per molti anni, il suo vero nome era sconosciuto al pubblico; è stata indicata solo come “HeLa”. Oggi, il suo nome completo è riconosciuto in libri di testo, musei e onori scientifici. Diversi premi sono stati stabiliti nel suo nome, tra cui il National Institutes of Health Henrietta Lacks Award per l’equità sanitaria e la ricerca etica. Learn circa il CDC Henrietta Lacks Research Ethics Award[

Nel 2020, l'Università di Bristol ha annunciato l'istituzione del programma di dottorato Henrietta Lacks, sostenendo gli studiosi da sottorappresentati studi di ricerca biomedica. Nello stesso anno, una scuola pubblica nel Maryland è stata rinominata Henrietta Lacks Elementary School – un piccolo ma significativo atto che assicura il suo nome è parlato da studenti ogni giorno.

Guardando avanti: Lezioni per il futuro della ricerca biomedica

La storia di Henrietta Lacks è un potente promemoria che il progresso scientifico deve andare di pari passo con la responsabilità etica.Come la ricerca si muove in un'epoca di medicina personalizzata, editing genico, e intelligenza artificiale, i principi di consenso, correttezza e trasparenza sono più importanti che mai.

I ricercatori di oggi sono tenuti a ottenere il consenso informato prima di raccogliere campioni di tessuto, per identificare i dati quando possibile, e per coinvolgere le comunità in progettazione e governance della ricerca. Il caso HeLa sottolinea anche la necessità di diversità nella ricerca: le cellule di Henrietta Lacks erano uniche in parte a causa del suo patrimonio afroamericano, ma le popolazioni minoritarie sono state storicamente sottorappresentate e sfruttate nella ricerca.

Le nuove tecnologie come i organoidi e le cellule staminali pluripotenti indotte stanno creando modelli ancora più potenti di biologia umana, ma sollevano anche nuove questioni etiche sulla proprietà, sulla privacy e sul consenso.Il caso HeLa fornisce un modello per riflettere attraverso queste questioni: insegna che le persone i cui tessuti rendono possibile la ricerca meritano il riconoscimento, il rispetto e la voce nel modo in cui vengono utilizzati i loro contributi.

Infine, la storia di HeLa evidenzia i contributi immensi e spesso nascosti di individui che donano i loro tessuti, le cellule e i dati alla scienza, che permettono di compiere progressi che beneficiano di tutta l'umanità. Riconoscendo che il contributo, attraverso il riconoscimento, la protezione della privacy e, se del caso, la condivisione dei benefici, Ã ̈ un dovere etico fondamentale.

Le cellule di Henrietta Lacks hanno trasformato la ricerca medica, salvato innumerevoli vite, costretto a fare un calcolo con le dimensioni morali della scienza. Il suo nome sarà sempre legato sia alla promessa che al pericolo di usare il corpo umano come risorsa per la scoperta.

Mentre la ricerca continua ad accelerare, la storia di Henrietta Lacks è un punto di riferimento permanente, un richiamo che ogni cellula in ogni piatto ha una storia umana dietro di essa. Scienziati, eticisti e politici che prendono a cuore quella storia saranno meglio attrezzati per costruire un futuro in cui progresso medico e dignità umana avanzano insieme.

“Le cellule di Henrietta Lacks hanno cambiato il mondo, ma la sua storia ha cambiato il modo in cui pensiamo all’etica nella scienza.” – Rebecca Skloot, La vita immortale di Henrietta Lacks]