Die Zellen von Henrietta Lacks sind Wissenschaftlern seit langem bekannt – aber es war die ethische Kontroverse um diese Zellen, die sie in der breiten Welt berühmt machte.
Ihre Berühmtheit verdankt sie einem preisgekrönten Buch, das 2010 veröffentlicht wurde und untersucht, wie Ärzte im Zuge von Lacks‘ Krebsbehandlung die ersten „unsterblichen“ menschlichen Zellen isolierten. Die HeLa-Zellen überlebten, gediehen und vermehrten sich außerhalb ihres Körpers, so dass sie seit 65 Jahren kontinuierlich in Laboren auf der ganzen Welt verwendet werden, obwohl Lacks selbst 1951 ihrem Krebsleiden erlag. Aber ihre Verwendung hat schwierige Fragen über medizinische Proben aufgeworfen, die ohne Zustimmung entnommen wurden, und darüber, wie Individuen und ihre Familien für Entdeckungen entschädigt werden sollten, die auf ihren Geweben basieren.
Nun ist diese Geschichte das Thema eines HBO-Films, der später in diesem Monat herauskommt, was es zu einem günstigen Zeitpunkt macht, darüber nachzudenken, wer Henrietta Lacks war und was ihre Zellen zur Wissenschaft beigetragen haben. Hier sind nur einige davon.
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Mädchen gegen Krebs impfen
In den frühen 1980er Jahren fand der deutsche Virologe Harald zur Hausen heraus, dass HeLa-Zellen mehrere Kopien des humanen Papillomavirus 18 (HPV-18) enthielten, einem HPV-Stamm, von dem sich später herausstellte, dass er den Typ von Gebärmutterhalskrebs verursachte, an dem Lacks starb. HPV-18 erwies sich als einer der gefährlichsten Stämme des Virus, der seine DNA in normale Zellen einschleust und sie zwingt, Proteine zu produzieren, die letztlich zu Krebs führen. In Lacks‘ Fall drang das Virus in die Zellen ein und schaltete das Gen aus, das normalerweise die Bildung von Tumoren unterdrückt hätte. Jahre später nutzten Wissenschaftler dieses Wissen, um HPV-Impfstoffe zu entwickeln, die heute weithin verfügbar sind und die Fälle von HPV-Infektionen bei Mädchen im Teenageralter um fast zwei Drittel reduziert haben sollen. Für seine Entdeckung erhielt Harald zur Hausen 2008 den Nobelpreis.
Zeigt uns, wie Zellen jung bleiben
Aufgrund der scheinbar unbegrenzten Lebensspanne von Lacks‘ Zellen verstehen wir jetzt besser, wie es einigen Zellen gelingt, auch im Laufe der Zeit „jung“ zu bleiben. Normalerweise werden bei der Teilung von Zellen – entweder wenn eine Person wächst oder wenn der Körper Verletzungen repariert – bei jeder Teilung die Enden der Chromosomen, die sogenannten Telomere, abgeschnitten. Das bedeutet, dass die Chromosomen mit der Zeit etwas kürzer werden, was man für einen Treiber der Zellalterung hält.
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In den 1980er Jahren entdeckte man, dass einige Tierembryonen ein Enzym namens Telomerase besitzen, das die Chromosomen vor dem Abbau schützt und es den Zellen ermöglicht, sich weiterhin aktiv zu teilen. 1989 verwendete der Yale-Wissenschaftler Gregg Morin HeLa-Zellen, um das gleiche Enzym zum ersten Mal in menschlichen Zellen zu isolieren. Morin stellte die Hypothese auf, dass dieses Enzym, das in Krebszellen vorkommt, auch dafür verantwortlich ist, dass sich embryonale Zellen am Anfang des Lebens schnell teilen können. Und 1996 bekam er Recht, als Wissenschaftler Telomerase in menschlichen Embryonen fanden – was es ihnen ermöglicht, so schnell zu wachsen, bis zur Geburt, wenn der menschliche Körper aufhört, es zu produzieren.
Ausrottung der Kinderlähmung
Zum Zeitpunkt von Lacks‘ Tod war Kinderlähmung eine der verheerendsten Viruskrankheiten der Welt. HeLa-Zellen halfen, den Impfstoff früher verfügbar zu machen. In den frühen 1950er Jahren hatte Jonas Salk bereits herausgefunden, wie der Impfstoff funktionierte; das Problem war, ihn zu testen. Normalerweise hätte Salk den Impfstoff an Zellen von Affen getestet. Aber Affen und ihre Zellen waren teuer, vor allem wenn man bedenkt, dass beim Testen des Impfstoffs die Zellen tatsächlich abgetötet wurden. Idealerweise wären die besten Zellen für die Tests anfällig für eine Infektion mit dem Poliovirus, würden aber nicht von ihm getötet werden. Solche Zellen gab es nicht, bis die Forscher HeLa-Zellen fanden. Diese Zellen waren nicht nur anfälliger für das Virus als die Zellen, die Wissenschaftler zuvor verwendet hatten, die schnell wachsenden Zellen waren auch fast unmöglich zu töten. Wissenschaftler des Tuskegee-Instituts bauten eine Fabrik zur Reproduktion von HeLa-Zellen und ermöglichten es Salk, den Impfstoff erfolgreich zu testen, der in den letzten 60 Jahren die Kinderlähmung in den meisten Ländern der Welt effektiv eliminiert hat.
Kartierung des menschlichen Genoms
Mitte der 1960er Jahre wurden HeLa-Zellen mit Mauszellen fusioniert, wodurch die ersten dokumentierten Mensch-Tier-Hybridzellen entstanden. Diese Zellen wiederum wurden in den frühen Tagen der Genkartierung wichtig. Da jeder Hybrid eine andere Zusammenstellung von menschlichen und Mausgenen hatte, konnten die Wissenschaftler sehen, welche Proteine eine Zelle produzierte oder nicht produzierte und daraus ableiten, welches menschliche Gen sie produzierte. Diese Techniken entwickelten sich im Laufe der Zeit zu der feinen Karte des menschlichen Genoms, die aus dem Humangenomprojekt hervorging.
Europäische Wissenschaftler veröffentlichten später Lacks‘ Genom, entfernten es aber aus der Öffentlichkeit, nachdem ihre Familie protestiert hatte. Im Jahr 2013 veröffentlichten die National Institutes of Health und Lacks‘ Nachkommen ein spezielles Regelwerk für den Umgang mit dem Lacks-Genom.
Das Feld der Virologie entsteht
Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler die widerstandsfähigen HeLa-Zellen mit verschiedenen Viren infiziert – HIV, Herpes, Zika, Masern und Mumps, um nur einige zu nennen – um besser zu verstehen, wie man sie bekämpfen kann. Sie entdeckten zum Beispiel, dass der Typ der weißen Blutkörperchen, der T-Zelle genannt wird, ein Oberflächenprotein namens CD4 trägt, das HIV benutzt, um in die Zelle einzudringen. Wenn man CD4 zu HeLa-Zellen hinzufügte, konnten diese mit HIV infiziert werden, was es ermöglichte, HIV-Medikamente an HeLa-Zellen zu testen.
Die Forscher fanden auch heraus, dass das Masernvirus ständig mutiert, wenn es HeLa-Zellen infiziert, was die Bekämpfung der Krankheit erschwert. Erst kürzlich fanden Mikrobiologen heraus, dass sich Zika in HeLa-Zellen nicht vermehren kann. Wenn man weiter erforscht, warum das so ist, könnte man eine neue Behandlung oder einen Impfstoff gegen die Krankheit entwickeln.