Limita Hayflick este de câte ori o populație de celule umane normale se poate diviza înainte ca diviziunea celulară să devină imposibilă. A fost descoperit de Leonard Hayflick în 1965: Hayflick a observat că divizarea celulelor ( mitoza ) în cultura celulară s-a împărțit doar de 50 de ori înainte de a muri. Când celulele s-au apropiat de această limită, au prezentat semne de senescență . Vorbim aici despre senescența replicativă, spre deosebire de senescența prematură sau senescența indusă de stresul celular.
Limita este estimată a fi între 50 și 70 de divizii celulare.
La începutul anilor 1960, la Institutul Wistar din Philadelphia, Leonard Hayflick a schimbat tehnica culturii procedând într-un mod metodic: o cultură primară confluentă (prima fază a unei culturi de celule cu un număr limitat de diviziuni celulare) de fibroblaste este suspendată și împărțit în două părți egale. Cele două culturi noi, după ce au ajuns la confluență, sunt supuse aceluiași tratament. Se obține astfel o dublare a populației de celule la fiecare pasaj. Se pare că, în cazul fibroblastelor embrionare umane, numărul maxim de pasaje (numărul de dublări ale populației de celule) a fost între 50 și 60 și că, în cazul celulelor prelevate de la persoane din ce în ce mai în vârstă, numărul maxim de dublări ale populației de celule a scăzut constant.
Prin testarea celulelor de la un număr mare de indivizi, s-a demonstrat că fiecare deceniu determină pierderea fibroblastelor donatoare de aproximativ două până la trei dublări ale populației de celule. A apărut astfel că pierderea progresivă a capacității fibroblastelor de a prolifera nu este doar un artefact de laborator, ci că poate fi observat și in vivo .
Hayflick a avut intuiția de a-și oferi experimentul ca model general pentru studiul îmbătrânirii in vitro . Acest lucru nu înseamnă, totuși, că modelul Hayflick singur explică toate întrebările legate de îmbătrânire. Pe de altă parte, rolul genomului în mecanismele îmbătrânirii este studiat activ datorită acestui model, cu limitele de interpretare pe care le implică. În special, modelul Hayflick a avut un mare succes în cercetarea rolului genomului în mecanismele de îmbătrânire celulară sau mai exact în mecanismele care limitează proliferarea celulelor . Este important să știm că pierderea treptată a capacității proliferative a celulelor normale nu este singurul factor de îmbătrânire in vivo . Acest lucru nu scade valabilitatea modelului Hayflick pentru studiul comparativ al îmbătrânirii celulelor mitotice.
Hayflick a demonstrat rapid că excepțiile de la regula sa - vorbim despre „limita Hayflick” - corespund celulelor transformate care au devenit maligne. Acest lucru poate fi observat atunci când cultivăm celule de rozătoare care uneori se transformă spontan în cultură: ele de fapt transgresează limita Hayflick și devin „nemuritoare” în cultură, în timp ce in vivo și-ar ucide rapid gazda și ar muri cu ea. De când am învățat să manipulăm genomul, știm că multe celule pot fi „imortalizate” în cultură fără ca aceasta să fie incompatibilă cu regula stabilită de Hayflick.
În afară de celulele HeLa , s-a constatat că pentru fiecare tip de celulă diferențiat din organismul uman, există o limită a numărului de ori în care o celulă se poate diviza. Același lucru este valabil și pentru alte organizații. Această limită variază în funcție de tipul celulei și chiar mai mult în funcție de tipul organismului. Limita pentru oameni este în jur de 52 . Această limită a fost legată de scurtarea telomerilor (regiunea de la capătul cromozomilor ) de către Aleksey Olovnikov .
Se consideră că această limită este una dintre cauzele îmbătrânirii și, dacă scurtarea telomerilor ar putea fi încetinită sau prevenită, ar deveni posibilă creșterea speranței de viață. Această teorie, neștiințifică și nedemonstrabilă, este dezvoltată de proiectul Strategies for Engineered Negligible Senescence .
Cele Celulele stem nu sunt, prin definiție, complet diferențiate. Mulți dintre ei se dovedesc capabili, de-a lungul vieții organismului lor gazdă, de a da naștere la celule noi, fără limitare. Prin urmare, acestea reprezintă o excepție remarcabilă de la limita Hayflick care afectează, printre alte organisme, pe cele ale oamenilor. În timp ce producția permanentă de celule fiice de către celulele stem pare evidentă în înlocuirea rapidă a țesuturilor, cum ar fi pielea și celulele sanguine, celulele stem există, într-o formă sau alta, în fiecare țesut al corpului uman, chiar dacă acestea există doar ca celule latente .
Celulele canceroase sunt cealaltă excepție notabilă de la limitarea diviziunii celulare. Este posibil Ca limita Hayflick să aibă funcția principală de prevenire a apariției cancerului . Dacă o celulă devine canceroasă pe măsură ce se apropie de limita Hayflick, va putea împărți doar un număr limitat de ori. Odată atinsă această limită, tumora astfel formată nu se va mai putea extinde și celulele care o constituie vor muri în cele din urmă. Cancerele devin problematice numai dacă celulele care le constituie au găsit o modalitate de a depăși limita Hayflick. Astfel de celule sunt numite „celule nemuritoare”. Aceste celule nemuritoare ajung să moară, dar setul de celule nemuritoare nu se limitează la numărul de diviziuni celulare care pot avea loc în interiorul lor.