Ошибочка вышла

В журнале Science Translational Medicine опубликована статья, в которой ставятся под сомнение результаты более тысячи научных исследований опухоли головного мозга. Речь идет об экспериментах, проводившихся с клетками, выделенными из глиомы 50 лет назад. Оказалось, что эти клетки на самом деле происходят из совсем другого источника. Многие медицинские и биотехнологические исследования проводятся на клеточных культурах. Изначально их получают из клеток, выделенных из тканей человека, животных и растений. Например, HeLa — линия клеток раковой опухоли шейки матки женщины по имени Генриетта Лакс, умершей в 1951 году. Ее до сих пор применяют в фармакологии для испытания новых видов лекарственных препаратов. Благодаря специальным ферментам HeLa фактически бессмертны и могут делиться сколько угодно раз, чем очень напоминают организмы из научно-фантастических фильмов. За годы использования раковые клетки эволюционировали, и некоторые ученые даже относят их к новому виду. Исследователи часто пользуются линиями, которыми их снабжает репозиторий ATCC (American Type Culture Collection) и другие банки клеточных культур. Кроме того, в холодильниках этих организаций хранятся различные штаммы микроорганизмов и биопрепараты. Коллекция ATCC включает в себя более 3000 линий клеток человека и животных, 1200 гибридов (гибридов иммунных и раковых клеток), 4000 вирусов растений и животных, а также простейшие, дрожжи и грибы. Линия U87MG, возможно, одна из наиболее часто используемых в научных работах клеточных культур, представляет собой клетки, выделенных из человеческой глиомы. Это самая распространенная опухоль головного мозга. Ученые изъяли U87MG у 44-летнего пациента, и с тех пор она хранится в ATCC. В базе данных научных публикаций PubMed можно найти более 1700 статей (200 из них приходится на 2015 год), посвященных исследованиям этой культуры. Исследователи из лаборатории в Уппсальском университете в Швеции, долгое время изучая U87MG, задались вопросом об аутентичности культуры, содержащейся в ATCC. Иными словами, у ученых возникли подозрения, что материал, который изначально был выделен из опухоли, и U87MG, получаемая медиками и биологами из репозитория, — клетки из разных источников. Если это действительно так, под угрозой окажутся результаты многих научных работ. В их числе — испытания различных препаратов, которые подавляют рост глиомы. Трудно представить, насколько серьезно подобная ошибка может затормозить поиски лекарства, которое могло бы спасти людей, страдающих опухолью мозга. Чтобы выяснить реальное происхождение линии, ученые воспользовались подходом, называемым ДНК-дактилоскопией (англ. DNA fingerprinting). Суть метода заключается в том, что последовательность нуклеотидов (строительных кирпичиков ДНК) в геноме каждого живого организма является уникальной и может применяться для установления генетического родства. Ученые обычно анализируют короткие тандемные повторы (также известные как микросателлиты) — небольшие участки ДНК (длиной 2-5 нуклеотидов), которые повторяются друг за другом от пяти до 50 раз. Исследователи сравнили короткие тандемные повторы у клеточных культур U87MG, хранящейся в Уппсальском университете (где линия была впервые выделена) и в ATCC. Установлено, что 12 из 14 повторов имеют различия, и это свидетельствует о том, что две версии линии клеток глиомы не имеют общего происхождения. Ученые дополнительно проанализировали 19 дополнительных клеточных линий, которые применялись в их лаборатории для исследований опухоли головного мозга, и ни одна из них не соответствовала оригинальной U87MG. Доказав таким образом, что коммерческая клеточная культура не имеет никакого отношения к опухоли, из которой якобы была выделена, биологи решили определить настоящий источник линии. Они исследовали базы данных, в которых хранится информация по различным линиям раковых клеток. Их интересовало, существует ли у других культур схожий профиль экспрессии генов. Под последним понимают содержание в клетке продуктов активных генов (такими продуктами являются РНК-молекулы, образующиеся в процессе транскрипции). Для этой задачи ученые воспользовались Энциклопедией линий раковых клеток (англ. Cancer Cell Line Encyclopedia, CCLE), где описаны 1036 различных линий, выделенных из опухолей мозга, молочной железы, кишечника и других тканей и органов. Оказалось, что линия клеток U87MG, принадлежавшая ATCC, соответствует культуре, выделенной из опухоли центральной нервной системы. Вероятно, путаница произошла из-за перекрестного загрязнения другим биологическим материалом. Ученые не впервые сталкиваются с проблемой ошибочного применения клеточных линий. Некоторые медицинские и биологические журналы настаивают на том, чтобы культуры, используемые в публикуемых научных работах, проходили проверку. Журнал Nature требует, чтобы авторы проводили анализ ДНК. Однако в ряде случаев, как показали биологи, необходимо располагать информацией о генетическом профиле изначальной ткани. Ученые призывают отойти от использования коммерческих линий, таких как U87MG, в пользу проверенных клеток глиомы, выращенных в подходящих условиях.