Besmrtna linija ćelija
Besmrtne linije ćelija − ili ovjekovječene ćelijske linije i vječne linije ćelija − su populacije ćelija višećelijskih organizama koje se inače ne razmnožavaju na neodređeno vrijeme, ali, zbog mutacija, izbjegle su normalno ćelijsko starenje i, umjesto toga, mogu se zadržati u procesu dijeljenja. Zahvaljujući tome, takve ćelije se mogu uzgajaju na duži period in vitro. Mutacije potrebne za besmrtnost mogu se pojaviti prirodno ili se namjerno izazivaju u eksperimentalne svrhe. Besmrtne ćelijske linije su vrlo važno sredstvo za istraživanje u biohemije i biologije ćelija višećelijskih organizama. Tako uzgajane ćelijske linije imaju veliki značaj u biotehnologiji, uključujući i mnoge oblasti medicine.[1][2][3][4]
| Besmrtna linija ćelija | |
|---|---|
 | |
 | |
| Identifikatori | |
| MeSH | D002460 |
| Anatomska terminologija | |
Besmrtne linije ćelija ne treba miješati sa matičnim ćelijama, koje se također mogu dijeliti na neodređeno vrijeme, ali čine normalan dio razvoja višećelijskog organizma.
Odnos prirodnih i patoloških linija
urediPostoje razne besmrtne linije ćelija. Neke od njih su normalne ćelijske linije, kao što so one koje su izvedene iz matičnih ćelija. Ostale besmrtne ćelijske linije su in vitro ekvivalenti kancerogenih ćelija. Rak nastaje kada somatske ćelije koje se inače ne mogu dijeliti, dožive mutacije koje uzrokuju deregulaciju normalne kontrole ćelijskog ciklusa, što dovodi do nekontrolirane proliferacije. Vječne ćelijske linije su prošle kroz slične mutacije, koje omogućavaju pojavu tipa ćelija koje se inače ne bi mogle dijeliti da se umnože in vitro. Nastanak nekih besmrtanih linija, naprimjer HeLa ljudskih ćelija, su od prirodnog raka.[4]
Uloga i primjena
urediBesmrtne ćelijske linije swe naširoko koriste kao jednostavan model za više kompleksnih bioloških sistema, naprimjer za analizu biohemije i biologije ćelije sisara (uključujući i ljudske ćelije). Glavna prednost korištenja vječnih linija ćelija za istraživanje je njegova besmrtnost; ćelije se mogu uzgajati na neodređeno vrijeme u kulturi. To pojednostavljuje citološke analize, koje mogu inače imati ograničen vijek trajanja.
Ovjekovječene ćelijske linije se mogu klonirati, kada nastaje klonska populacija koja može, zauzvrat, biti propagirana u nedogled. Ovo omogućava da se analiza ponovi više puta na genetički identičnim ćelijama koja je inače poželjna za ponovljivljivost naučnih eksperimenata. Alternativa, obavljanje analize primarnih ćelija donatora više tkiva, nema tu prednost.
Besmrtne ćelijske linije nalaze primjenu u biotehnologiji, gdje su ekonomičan način uzgoja ćelija koje su slične onima u višećelijskog organizma in vitro. Ovakve ćelije se koriste za širok spektar namjene, od testiranja toksičnosti spojeva ili lijekova do proizvodnje eukariotskih proteina.
Odnos prema prirodnoj biologiji i patologiji
urediPostoje razne besmrtne ćelijske linije. Neke od njih su normalne ćelijske linije (npr. izvedene iz matičnih ćelija). Ostale besmrtne ćelijske linije su in vitro ekvivalent kancerogenim ćelijama. Rak nastaje kada somatska ćelija koja se normalno ne može podijeliti podvrgnuta mutacijama koje uzrokuju deregulaciju kontrola normalnih ćelijskih ciklusa što dovodi do nekontrolirane proliferacije. Besmrtne ćelijske linije su podvrgnute sličnim mutacijama što je omogućilo da se tip ćelije koji se inače ne bi mogao podijeliti "in vitro" razmnožavati. Porijeklo nekih besmrtnih ćelijskih linija, na primjer HeLa ljudskih ćelija, potiču od prirodnog raka. HeLa, prva besmrtna ljudska ćelijska linija, uzeta je od Henriette Lacks (bez informiranog pristanka)[5], 1951. na Johns Hopkins Hospital u Baltimoreu, Maryland.
Ograničenja
urediPromjene u odnosu na besmrtno porijeklo
urediDok besmrtne ćelijske linije često potiču od dobro poznatog tipa tkiva, one su prošle kroz značajne mutacije da bi postale besmrtne. Ovo može promijeniti biologiju ćelije i mora se uzeti u obzir u svakoj analizi. Nadalje, ćelijske linije se mogu genetički mijenjati tokom višestrukih ciklusa, što dovodi do fenotipskih razlika među izolatima i potencijalno različitih eksperimentalnih rezultata, ovisno o tome kada i s kojim izolatom soja se eksperiment izvodi.[6]
Kontaminacija drugim ćelijama
urediMnoge ćelijske linije koje se široko koriste za biomedicinska istraživanja su kontaminirane i obrasle drugim, agresivnijim ćelijama. Naprimjer, pretpostavljene linije štitne žlijezde su zapravo ćelije melanoma, pretpostavljeno tkivo prostate je zapravo rak mokraćne bešike, a pretpostavljene normalne kulture maternice su zapravo rak dojke.[7]
Metodi generiranja
urediPostoji nekoliko metoda za generiranje besmrtnih ćelijskih linija:[8]
- Izolacija od prirodnog raka. Ovo je originalni metod za generiranje besmrtne ćelijske linije. Glavni primjeri uključuju ljudsku HeLa, liniju koja je izvedena iz ćelija raka grlića maternice uzetih 8. februara 1951. od Henriette Lacks, 31-godišnje Afroamerikanke majke petero djece, koja je umrla od raka 4. oktobra 1951..[9]
- Uvođenje virusnog gena koji djelomično deregulira ćelijski ciklus (npr. gen adenovirusa tipa 5 E1 korišten je za ovjekovječenje ćelijske linije HEK 293; Epstein-Barrov virus može ovjekovečiti B-limfocite infekcijom[10]).
- Vještačka ekspresija ključnih proteina potrebnih za besmrtnost, naprimjer telomeraza koja sprečava degradaciju hromosomskih krajeva tokom replikacija DNK kod eukariota.[11]
- Hibridomska tehnologija, posebno se koristi za generiranje besmrtnih antitijela B-ćelijskih linija koje proizvode B-ćelije, gdje je B-ćelija koja proizvodi antitijela spojena sa mijelomskom (rak B-ćelija) ćelijom.[12]
Primjeri
urediPostoji nekoliko primjera besmrtnih ćelijskih linija, od kojih svaka ima različita svojstva. Većina ovjekovečenih ćelijskih linija klasifikovana je prema tipu ćelije iz koje potiču ili su biološki najsličnije.
- 3T3 ćelije – ćelijska linija mišjih fibroblasta izvedene iz spontane mutacije u kultiviranom tkivu mišjeg embriona.
- A549 ćelije – izvedene su iz tumora pluća pacijenata oboljelog od raka.
- HeLa ćelije – široko korišćena ljudska ćelijska linija izolovana od pacijenata sa rakom grlića materice Henriete Lacks.
- HEK 293 ćelije – izvedeno iz ljudskih fetusnih ćelija.
- Huh7 ćelije – ćelijska linija karcinoma izvedena iz hepatocita
- Jurkat ćelije – ljudska T-limfocitna ćelijska linija izolirana iz slučaja leukemije.
- OK ćelije – izvedene iz ženskih ćelija bubrega sjevernoameričkog oposuma
- Ptk2 ćelije – izvedeno iz epitelnih ćelija bubrega muških dugonosnih potorua
- Vero ćelije – ćelijska linija majmunskog bubrega koja je nastala spontanim ovjekovječenjem.
Također pogledajte
uredi- Cellosaurus, baza znanja o ćelijskim linijama
- IGRhCellID, baza podataka ćelijskih linija
- Lista ćelijskih linija raka dojke
Reference
uredi- ^ Ibrulj S., Haverić S., Haverić A. (2008): Citogenetičke metode – Primjena u medicini . Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo,ISBN 978-9958-9344-5-2.
- ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
- ^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.
- ^ a b Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.
- ^ Skloot R (2010). Immortal Life of Henrietta Lacks, the. Random House. ISBN 978-0-307-71253-0. OCLC 974000732. Pristupljeno 20. 9. 2020.
- ^ Marx V (april 2014). "Cell-line authentication demystified". Technology Feature. Nature Methods (Paper "Nature Reprint Collection, Technology Features" (Nov 2014)). 11 (5): 483–8. doi:10.1038/nmeth.2932. PMID 24781320. S2CID 205422738.
- ^ Neimark J (februar 2015). "Line of attack". Science. 347 (6225): 938–40. Bibcode:2015Sci...347..938N. doi:10.1126/science.347.6225.938. PMID 25722392.
- ^ Maqsood MI, Matin MM, Bahrami AR, Ghasroldasht MM (oktobar 2013). "Immortality of cell lines: challenges and advantages of establishment". Cell Biology International. 37 (10): 1038–45. doi:10.1002/cbin.10137. PMID 23723166. S2CID 14777249.
- ^ Skloot, Rebecca. "Henrietta's Dance". Johns Hopkins Magazine. Pristupljeno 5. 4. 2021.
- ^ Henle W, Henle G (1980). "Epidemiologic aspects of Epstein-Barr virus (EBV)-associated diseases". Annals of the New York Academy of Sciences. 354: 326–31. doi:10.1111/j.1749-6632.1980.tb27975.x. PMID 6261650. S2CID 30025994.
- ^ Bodnar AG, Ouellette M, Frolkis M, Holt SE, Chiu CP, Morin GB, et al. (januar 1998). "Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells". Science. 279 (5349): 349–52. Bibcode:1998Sci...279..349B. doi:10.1126/science.279.5349.349. PMID 9454332.
- ^ Kwakkenbos MJ, van Helden PM, Beaumont T, Spits H (mart 2016). "Stable long-term cultures of self-renewing B cells and their applications". Immunological Reviews. 270 (1): 65–77. doi:10.1111/imr.12395. PMC 4755196. PMID 26864105.
Vanjski linkovi
uredi
- ATCC – American Type Culture Collection
- Cellosaurus – a knowledge resource on cell lines
- CellBank Australia – Australia's national not-for-profit cell line repository