Células HeLa

Quase todas as pesquisas científicas em biologia molecular, farmacologia, virologia e genética, desde o início do século XX, utilizaram amostras de células vivas primárias, obtidas de um organismo vivo e cultivadas por diversos métodos bioquímicos, permitindo estender sua viabilidade, ou seja, sua capacidade de se dividir em laboratório. Em meados do século passado, a ciência recebeu células HeLa, que não estão sujeitas à morte biológica natural. E isso permitiu que muitos estudos se tornassem um avanço na biologia e na medicina.

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De onde vieram as células HeLa imortalizadas?

A história da obtenção dessas células “imortais” (imortalização é a capacidade das células de se dividirem infinitamente) está relacionada a uma pobre paciente de 31 anos do Hospital Johns Hopkins em Baltimore – uma mulher afro-americana, mãe de cinco filhos, chamada Henrietta Lacks, que, após sofrer de câncer cervical por oito meses e ter passado por radiação interna (braquiterapia), morreu neste hospital em 4 de outubro de 1951.

Pouco antes disso, enquanto tentava tratar Henrietta de carcinoma cervical, o médico responsável, o cirurgião Howard Wilbur Jones, coletou uma amostra de tecido tumoral para exame e a enviou ao laboratório do hospital, então chefiado por George Otto Gey, bacharel em biologia.

O biólogo ficou surpreso com a biópsia: as células do tecido não morreram após o tempo estipulado como resultado da apoptose, mas continuaram a se multiplicar, a uma velocidade impressionante. O pesquisador conseguiu isolar uma célula estrutural específica e multiplicá-la. As células resultantes continuaram a se dividir e pararam de morrer ao final do ciclo mitótico.

E logo após a morte do paciente (cujo nome não foi divulgado, mas criptografado como a abreviação HeLa), uma misteriosa cultura de células HeLa apareceu.

Assim que se tornou claro que as células HeLa – disponíveis fora do corpo humano – não estavam sujeitas à morte programada, a demanda por elas para diversos estudos e experimentos começou a crescer. E a comercialização adicional da descoberta inesperada resultou na organização da produção em série – para a venda de células HeLa a diversos centros científicos e laboratórios.

Usando células HeLa

Em 1955, as células HeLa se tornaram as primeiras células humanas a serem clonadas, e as células HeLa têm sido usadas no mundo todo para estudar o metabolismo celular no câncer; o processo de envelhecimento; as causas da AIDS; as características do papilomavírus humano e outras infecções virais; os efeitos da radiação e de substâncias tóxicas; o mapeamento genético; o teste de novos produtos farmacêuticos; o teste de cosméticos, etc.

Segundo alguns dados, a cultura dessas células de crescimento rápido tem sido utilizada em 70 a 80 mil estudos médicos em todo o mundo. Cerca de 20 toneladas de cultura de células HeLa são cultivadas anualmente para fins científicos, e mais de 10 mil patentes envolvendo essas células foram registradas.

A popularização do novo biomaterial de laboratório foi facilitada pelo fato de que em 1954 a cepa de células HeLa foi usada por virologistas americanos para testar a vacina contra a poliomielite que eles haviam desenvolvido.

Durante décadas, a cultura de células HeLa tem sido amplamente utilizada como um modelo simples para a criação de versões mais visuais de sistemas biológicos complexos. E a capacidade de clonar linhagens celulares imortalizadas permite análises repetidas em células geneticamente idênticas, um pré-requisito para a pesquisa biomédica.

Logo no início – na literatura médica da época – a "resistência" dessas células era notada. De fato, as células HeLa não param de se dividir, mesmo em um tubo de ensaio comum de laboratório. E o fazem de forma tão agressiva que, ao menor descuido dos técnicos de laboratório, as células HeLa certamente penetram em outras culturas e substituem calmamente as células originais, o que torna a pureza dos experimentos altamente questionável.

Aliás, como resultado de um estudo realizado em 1974, a capacidade das células HeLa de “contaminar” outras linhagens celulares em laboratórios de cientistas foi estabelecida experimentalmente.

Células HeLa: o que a pesquisa mostrou?

Por que as células HeLa se comportam dessa maneira? Porque não são células normais de tecidos corporais saudáveis, mas sim células tumorais obtidas de uma amostra de tecido tumoral cancerígeno e que contêm genes patologicamente alterados de mitose contínua de células cancerígenas humanas. Em essência, são clones de células malignas.

Em 2013, pesquisadores do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) relataram ter sequenciado o DNA e o RNA do genoma de Henrietta Lacks usando cariótipo espectral. E, ao compararem com células HeLa, descobriram diferenças marcantes entre os genes das células HeLa e das células humanas normais...

No entanto, ainda antes, a análise citogenética de células HeLa levou à descoberta de inúmeras aberrações cromossômicas e à hibridização genômica parcial dessas células. Descobriu-se que as células HeLa apresentam um cariótipo hipertriploide (3n+) e produzem populações celulares heterogêneas. Além disso, mais da metade das células HeLa clonadas apresentaram aneuploidia – uma alteração no número de cromossomos: 49, 69, 73 e até 78 em vez de 46.

Como se constatou, mitoses multipolares, policêntricas ou multipolares em células HeLa estão envolvidas na instabilidade genômica do fenótipo HeLa, na perda de marcadores cromossômicos e na formação de anormalidades estruturais adicionais. Essas são perturbações durante a divisão celular, levando à segregação patológica dos cromossomos. Se a bipolaridade mitótica do fuso de divisão é característica de células saudáveis, então, durante a divisão de uma célula cancerosa, um número maior de polos e fusos de divisão é formado, e ambas as células-filhas recebem um número diferente de cromossomos. E a multipolaridade do fuso durante a mitose celular é uma característica das células cancerosas.

Ao estudar mitoses multipolares em células HeLa, os geneticistas chegaram à conclusão de que todo o processo de divisão celular cancerígena é, em princípio, incorreto: a prófase da mitose é mais curta e a formação do fuso de divisão precede a divisão dos cromossomos; a metáfase também começa mais cedo, e os cromossomos não têm tempo para ocupar seu lugar, distribuindo-se de forma desordenada. Bem, o número de centrossomos é pelo menos duas vezes maior do que o necessário.

Assim, o cariótipo da célula HeLa é instável e pode variar muito entre os laboratórios. Consequentemente, os resultados de muitos estudos – dada a perda da identidade genética do material celular – são simplesmente impossíveis de reproduzir em outras condições.

A ciência fez grandes avanços em sua capacidade de manipular processos biológicos de forma controlada. O exemplo mais recente é a criação de um modelo realista de um tumor cancerígeno usando células HeLa em uma impressora 3D por um grupo de pesquisadores dos EUA e da China.