Tidskriften Science Translational Medicine har publicerat en artikel som ifrågasätter resultaten från mer än 1 000 vetenskapliga studier av hjärntumörer. Vi talar om experiment som genomfördes med celler isolerade från gliom för 50 år sedan. Det visade sig att dessa celler faktiskt kommer från en helt annan källa.
Många medicinska och bioteknologiska studier utförs i cellkulturer. De erhålls ursprungligen från celler isolerade från mänskliga, djur- och växtvävnader. Till exempel är HeLa en cervikal cancercellinje från en kvinna som heter Henrietta Lacks, som dog 1951. Det används fortfarande i farmakologi för att testa nya typer av läkemedel. Tack vare speciella enzymer är HeLa praktiskt taget odödliga och kan dela så många gånger de vill, vilket mycket påminner om organismer från science fiction-filmer. Under åren har cancerceller utvecklats och vissa forskare hänvisar dem till en ny art.
Forskare använder ofta raderna från ATCC (American Type Culture Collection) och andra cellkulturbanker. Dessutom lagras olika stammar av mikroorganismer och biologiska produkter i kylskåp för dessa organisationer. ATCC-kollektionen innehåller mer än 3000 humana och djurcellinjer, 1200 hybrider (hybrider av immun- och cancerceller), 4000 växt- och djurvirus, såväl som protoso, jäst och svamp.
U87MG-linjen, kanske en av de mest använda cellkulturerna i vetenskapligt arbete, är celler som isoleras från människans gliom. Det är den vanligaste hjärntumören. Forskare greps U87MG från en 44-årig patient och den har lagrats vid ATCC sedan dess. I PubMed-vetenskapliga publikationsdatabasen kan du hitta över 1 700 artiklar (200 av dem 2015) som ägnas åt forskning om denna kultur.
Forskare från ett laboratorium vid Uppsala universitet i Sverige undrade, efter att ha studerat U87MG under lång tid, över äktheten för kulturen i ATCC. Med andra ord misstänkte forskarna att materialet som ursprungligen isolerades från tumören och U87MG som erhållits av läkare och biologer från förvaret är celler från olika källor. Om detta är sant kommer resultaten från många vetenskapliga verk att vara i riskzonen. Dessa inkluderar studier av olika läkemedel som hämmar tillväxten av gliom. Det är svårt att föreställa sig hur allvarligt ett sådant misstag kunde ha bromsat sökandet efter ett botemedel som skulle kunna rädda människor med hjärntumörer.
För att ta reda på det verkliga ursprunget till linjen använde forskare en strategi som kallas DNA-fingeravtryck Kärnan i metoden ligger i det faktum att sekvensen av nukleotider (byggstenar av DNA) i genomet för varje levande organisme är unik och kan användas för att etablera genetiska förhållanden. Forskare analyserar vanligtvis korta tandemupprepningar (även känd som mikrosatelliter) - små bitar av DNA (2-5 nukleotider långa) som upprepas efter varandra fem till 50 gånger.
HeLa-celler
Kampanjvideo:
Bild: National Institute of Health
Forskarna jämförde korta tandemupprepningar i U87MG-cellkulturer som hölls vid Uppsala universitet (där linjen först isolerades) och ATCC. Det visade sig att 12 av 14 upprepningar har skillnader, vilket indikerar att de två versionerna av gliomcellinjen inte har ett gemensamt ursprung. Forskarna analyserade ytterligare 19 andra cellinjer som användes i deras laboratorium för forskning om hjärntumör, och ingen av dem matchade det ursprungliga U87MG.
Efter att ha bevisat att den kommersiella cellkulturen inte hade något att göra med tumören från vilken den påstås isolerats, beslutade biologer att bestämma den verkliga källan till linjen. De undersökte databaser som lagrar information om olika cancercellinjer. De undrade om andra kulturer har en liknande genuttrycksprofil. Det senare förstås som innehållet i cellen i produkterna från aktiva gener (sådana produkter är RNA-molekyler bildade under transkriptionsprocessen). För denna uppgift använde forskare Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE), som beskriver 1036 olika linjer isolerade från tumörer i hjärnan, bröstet, tarmen och andra vävnader och organ.
gliom
Bild: Christaras A
Det visade sig att cellinjen U87MG som tillhör ATCC motsvarar kulturen som isolerats från en tumör i centrala nervsystemet. Förvirringen beror sannolikt på korsföroreningar med annat biologiskt material.
Det är inte första gången som forskare möter problemet med missbruk av cellinjer. Vissa medicinska och biologiska tidskrifter insisterar på att de kulturer som används i publicerade vetenskapliga artiklar testas. Naturen kräver att författarna gör DNA-analys. Men i vissa fall, som biologer har visat, är det nödvändigt att ha information om den ursprungliga vävnadens genetiska profil. Forskare kräver att man flyttar sig från kommersiella linjer som U87MG till förmån för beprövade gliomceller odlade under lämpliga förhållanden.
Alexander Enikeev