Die Zeitschrift Science Translational Medicine hat einen Artikel veröffentlicht, in dem die Ergebnisse von mehr als 1.000 wissenschaftlichen Studien zu Hirntumoren in Frage gestellt werden. Wir sprechen über Experimente mit Zellen, die vor 50 Jahren aus Gliom isoliert wurden. Es stellte sich heraus, dass diese Zellen tatsächlich aus einer völlig anderen Quelle stammen.
Viele medizinische und biotechnologische Forschungen werden in Zellkulturen durchgeführt. Sie werden anfänglich aus Zellen gewonnen, die aus menschlichem, tierischem und pflanzlichem Gewebe isoliert wurden. Zum Beispiel ist HeLa eine Gebärmutterhalskrebs-Zelllinie von einer Frau namens Henrietta Lacks, die 1951 starb. Es wird immer noch in der Pharmakologie verwendet, um neue Arten von Arzneimitteln zu testen. Dank spezieller Enzyme sind HeLa praktisch unsterblich und können sich so oft teilen, wie sie wollen, was sehr an Organismen aus Science-Fiction-Filmen erinnert. Im Laufe der Jahre haben sich Krebszellen entwickelt, und einige Wissenschaftler verweisen sie sogar auf eine neue Art.
Forscher verwenden häufig die vom ATCC-Repository (American Type Culture Collection) und anderen Zellkulturbanken bereitgestellten Linien. Darüber hinaus werden verschiedene Stämme von Mikroorganismen und biologischen Produkten in den Kühlschränken dieser Organisationen gelagert. Die ATCC-Sammlung umfasst mehr als 3000 menschliche und tierische Zelllinien, 1200 Hybride (Hybride von Immun- und Krebszellen), 4000 pflanzliche und tierische Viren sowie Protozoen, Hefen und Pilze.
Die U87MG-Linie, möglicherweise eine der am häufigsten verwendeten Zellkulturen in wissenschaftlichen Arbeiten, sind aus menschlichem Gliom isolierte Zellen. Es ist der häufigste Hirntumor. Wissenschaftler haben U87MG von einem 44-jährigen Patienten beschlagnahmt und es wurde seitdem im ATCC aufbewahrt. In der Datenbank für wissenschaftliche Veröffentlichungen von PubMed finden Sie über 1.700 Artikel (200 davon im Jahr 2015), die sich der Erforschung dieser Kultur widmen.
Forscher eines Labors an der Universität Uppsala in Schweden wunderten sich nach langem Studium von U87MG über die Echtheit der im ATCC enthaltenen Kultur. Mit anderen Worten, die Wissenschaftler vermuteten, dass das ursprünglich aus dem Tumor isolierte Material und das von Ärzten und Biologen aus dem Endlager erhaltene U87MG Zellen aus verschiedenen Quellen sind. In diesem Fall sind die Ergebnisse vieler wissenschaftlicher Arbeiten gefährdet. Dazu gehören Versuche mit verschiedenen Arzneimitteln, die das Wachstum von Gliomen hemmen. Es ist schwer vorstellbar, wie ernst ein solcher Fehler die Suche nach einem Heilmittel verlangsamen könnte, das Menschen mit Hirntumoren retten könnte.
Um den wahren Ursprung der Linie herauszufinden, verwendeten die Wissenschaftler einen Ansatz namens DNA-Fingerabdruck. Das Wesentliche der Methode liegt in der Tatsache, dass die Sequenz der Nukleotide (DNA-Bausteine) im Genom jedes lebenden Organismus einzigartig ist und zur Herstellung einer genetischen Beziehung verwendet werden kann. Wissenschaftler analysieren normalerweise kurze Tandem-Wiederholungen (auch als Mikrosatelliten bezeichnet) - kleine DNA-Stücke (2-5 Nukleotide lang), die sich fünf bis 50 Mal nacheinander wiederholen.
HeLa-Zellen
Werbevideo:
Bild: Nationale Gesundheitsinstitute
Die Forscher verglichen kurze Tandem-Wiederholungen in U87MG-Zellkulturen an der Universität Uppsala (wo die Linie zuerst isoliert wurde) und ATCC. Es wurde festgestellt, dass 12 von 14 Wiederholungen Unterschiede aufweisen, was darauf hinweist, dass die beiden Versionen der Gliomzelllinie keinen gemeinsamen Ursprung haben. Die Wissenschaftler analysierten weiter 19 andere Zelllinien, die in ihrem Labor für die Hirntumorforschung verwendet wurden, und keine von ihnen stimmte mit dem ursprünglichen U87MG überein.
Nachdem die Biologen damit bewiesen hatten, dass die kommerzielle Zellkultur nichts mit dem Tumor zu tun hatte, aus dem sie angeblich isoliert worden war, beschlossen sie, die wahre Quelle der Linie zu bestimmen. Sie untersuchten Datenbanken, in denen Informationen zu verschiedenen Krebszelllinien gespeichert sind. Sie fragten sich, ob andere Kulturen ein ähnliches Genexpressionsprofil haben. Unter letzterem versteht man den Gehalt der Produkte aktiver Gene in der Zelle (solche Produkte sind RNA-Moleküle, die während des Transkriptionsprozesses gebildet werden). Für diese Aufgabe verwendeten die Wissenschaftler die Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE), die 1036 verschiedene Linien beschreibt, die aus Tumoren des Gehirns, der Brust, des Darms und anderer Gewebe und Organe isoliert wurden.
Gliom
Bild: Christaras A.
Es stellte sich heraus, dass die zu ATCC gehörende Zelllinie U87MG einer aus einem Tumor des Zentralnervensystems isolierten Kultur entspricht. Die Verwirrung ist wahrscheinlich auf eine Kreuzkontamination mit anderem biologischen Material zurückzuführen.
Dies ist nicht das erste Mal, dass Wissenschaftler mit dem Problem des Missbrauchs von Zelllinien konfrontiert sind. Einige medizinische und biologische Zeitschriften bestehen darauf, dass die in veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeiten verwendeten Kulturen getestet werden. Die Natur verlangt von den Autoren eine DNA-Analyse. In einigen Fällen ist es jedoch, wie Biologen gezeigt haben, erforderlich, Informationen über das genetische Profil des ursprünglichen Gewebes zu haben. Wissenschaftler fordern eine Abkehr von kommerziellen Linien wie U87MG zugunsten bewährter Gliomzellen, die unter geeigneten Bedingungen gezüchtet werden.
Alexander Enikeev
