Het tijdschrift Science Translational Medicine heeft een artikel gepubliceerd waarin de resultaten van meer dan 1.000 wetenschappelijke onderzoeken naar hersentumoren in twijfel worden getrokken. We hebben het over experimenten die 50 jaar geleden zijn uitgevoerd met cellen die uit glioom zijn geïsoleerd. Het bleek dat deze cellen eigenlijk uit een heel andere bron komen.
Veel medisch en biotechnologisch onderzoek wordt gedaan in celculturen. Ze worden aanvankelijk verkregen uit cellen die zijn geïsoleerd uit menselijke, dierlijke en plantaardige weefsels. HeLa is bijvoorbeeld een cellijn voor baarmoederhalskanker van een vrouw genaamd Henrietta Lacks, die stierf in 1951. Het wordt nog steeds gebruikt in de farmacologie om nieuwe soorten medicijnen te testen. Dankzij speciale enzymen zijn HeLa vrijwel onsterfelijk en kunnen ze zich zo vaak delen als ze willen, wat sterk doet denken aan organismen uit sciencefictionfilms. In de loop der jaren zijn kankercellen geëvolueerd en sommige wetenschappers verwijzen ze zelfs naar een nieuwe soort.
Onderzoekers gebruiken vaak de lijnen van de ATCC (American Type Culture Collection) repository en andere celkweekbanken. Bovendien worden in de koelkasten van deze organisaties verschillende stammen van micro-organismen en biologische producten opgeslagen. De ATCC-collectie omvat meer dan 3000 menselijke en dierlijke cellijnen, 1200 hybriden (hybriden van immuun- en kankercellen), 4000 planten- en dierenvirussen, evenals protozoa, gisten en schimmels.
De U87MG-lijn, misschien wel een van de meest gebruikte celculturen in wetenschappelijk werk, bestaat uit cellen die zijn geïsoleerd uit menselijk glioom. Het is de meest voorkomende hersentumor. Wetenschappers hebben U87MG in beslag genomen van een 44-jarige patiënt en het is sindsdien opgeslagen bij de ATCC. In de databank met wetenschappelijke publicaties van PubMed vind je meer dan 1.700 artikelen (waarvan 200 in 2015) gewijd aan het onderzoek van deze cultuur.
Onderzoekers van een laboratorium aan de Universiteit van Uppsala in Zweden, na een lange tijd U87MG te hebben bestudeerd, vroegen zich af wat de authenticiteit was van de cultuur in de ATCC. Met andere woorden, de wetenschappers vermoedden dat het materiaal dat oorspronkelijk uit de tumor was geïsoleerd, en de U87MG, verkregen door artsen en biologen uit de opslagplaats, cellen waren uit verschillende bronnen. Als dit waar is, lopen de resultaten van veel wetenschappelijke werken gevaar. Deze omvatten proeven met verschillende geneesmiddelen die de groei van glioom remmen. Het is moeilijk voor te stellen hoe ernstig een dergelijke fout de zoektocht naar een remedie die mensen met hersentumoren zou kunnen redden, zou hebben vertraagd.
Om de ware oorsprong van de lijn te achterhalen, gebruikten wetenschappers een benadering die DNA-vingerafdrukken wordt genoemd. De essentie van de methode ligt in het feit dat de sequentie van nucleotiden (bouwstenen van DNA) in het genoom van elk levend organisme uniek is en kan worden gebruikt om genetische verwantschappen vast te stellen. Wetenschappers analyseren meestal korte tandemherhalingen (ook bekend als microsatellieten) - kleine stukjes DNA (2-5 nucleotiden lang) die elkaar vijf tot vijftig keer herhalen.
HeLa-cellen
Promotie video:
Afbeelding: National Institutes of Health
De onderzoekers vergeleken korte tandemherhalingen in U87MG-celculturen die werden gehouden aan de Universiteit van Uppsala (waar de lijn voor het eerst werd geïsoleerd) en ATCC. Er werd vastgesteld dat 12 van de 14 herhalingen verschillen hebben, wat aangeeft dat de twee versies van de glioomcellijn geen gemeenschappelijke oorsprong hebben. De wetenschappers analyseerden verder 19 andere cellijnen die in hun laboratorium werden gebruikt voor onderzoek naar hersentumoren, en geen van hen kwam overeen met de originele U87MG.
Nadat ze daarmee hadden bewezen dat de commerciële celkweek niets te maken had met de tumor waaruit het zogenaamd was geïsoleerd, besloten biologen de ware bron van de lijn te achterhalen. Ze onderzochten databases die informatie opslaan over verschillende kankercellijnen. Ze vroegen zich af of andere culturen een vergelijkbaar genexpressieprofiel hebben. Dit laatste wordt opgevat als het gehalte in de cel van de producten van actieve genen (dergelijke producten zijn RNA-moleculen die tijdens het transcriptieproces worden gevormd). Voor deze taak gebruikten wetenschappers de Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE), die 1036 verschillende lijnen beschrijft die zijn geïsoleerd uit tumoren van de hersenen, borst, darmen en andere weefsels en organen.
Glioma
Afbeelding: Christaras A
Het bleek dat de cellijn U87MG behorende tot ATCC overeenkomt met de kweek die is geïsoleerd uit een tumor van het centrale zenuwstelsel. De verwarring is waarschijnlijk te wijten aan kruisbesmetting met ander biologisch materiaal.
Het is niet de eerste keer dat wetenschappers worden geconfronteerd met het probleem van misbruik van cellijnen. Sommige medische en biologische tijdschriften staan erop dat de culturen die in gepubliceerde wetenschappelijke artikelen worden gebruikt, worden getest. De natuur vereist dat de auteurs een DNA-analyse uitvoeren. In sommige gevallen is het echter, zoals biologen hebben aangetoond, nodig om informatie te hebben over het genetische profiel van het oorspronkelijke weefsel. Wetenschappers roepen op om afstand te nemen van commerciële lijnen zoals U87MG ten gunste van bewezen glioomcellen die onder geschikte omstandigheden worden gekweekt.
Alexander Enikeev
