Žurnāls Science Translational Medicine ir publicējis rakstu, kurā apšaubīti vairāk nekā 1000 smadzeņu audzēju zinātnisko pētījumu rezultāti. Mēs runājam par eksperimentiem, kas veikti ar šūnām, kas izolētas no gliomas pirms 50 gadiem. Izrādījās, ka šīs šūnas patiesībā nāk no pilnīgi cita avota.
Šūnu kultūrās tiek veikti daudzi medicīniski un biotehnoloģiski pētījumi. Sākotnēji tos iegūst no šūnām, kas izolētas no cilvēku, dzīvnieku un augu audiem. Piemēram, HeLa ir dzemdes kakla vēža šūnu līnija no sievietes, vārdā Henrietta Lacks, kura nomira 1951. gadā. To joprojām izmanto farmakoloģijā, lai pārbaudītu jauna veida narkotikas. Pateicoties īpašiem fermentiem, HeLa ir praktiski nemirstīgs un var sadalīties tik reižu, cik vēlas, kas ļoti atgādina organismus no zinātniskās fantastikas filmām. Gadu gaitā vēža šūnas ir attīstījušās, un daži zinātnieki tos pat atsaucas uz jaunu sugu.
Pētnieki bieži izmanto līnijas, kuras piegādā ATCC (American Type Culture Collection) krātuve un citas šūnu kultūras bankas. Turklāt šo organizāciju ledusskapjos tiek glabāti dažādi mikroorganismu un bioloģisko produktu celmi. ATCC kolekcijā ir vairāk nekā 3000 cilvēku un dzīvnieku šūnu līnijas, 1200 hibrīdi (imūno un vēža šūnu hibrīdi), 4000 augu un dzīvnieku vīrusi, kā arī vienšūņi, raugs un sēnītes.
U87MG līnija, iespējams, viena no zinātniskajā darbā visbiežāk izmantotajām šūnu kultūrām, ir šūnas, kas izolētas no cilvēka gliomas. Tas ir visizplatītākais smadzeņu audzējs. Zinātnieki konfiscēja U87MG no 44 gadus veca pacienta, un kopš tā laika tas tika glabāts ATKC. PubMed zinātnisko publikāciju datu bāzē var atrast vairāk nekā 1700 rakstus (no tiem 200 no tiem bija 2015. gadā), kas veltīti šīs kultūras izpētei.
Pētnieki no Zviedrijas Upsalas universitātes laboratorijas, ilgi pētot U87MG, brīnījās par ATCC ietvertās kultūras autentiskumu. Citiem vārdiem sakot, zinātniekiem bija aizdomas, ka materiāls, kas sākotnēji tika izolēts no audzēja, un U87MG, ko ārsti un biologi ieguva no krātuves, ir šūnas no dažādiem avotiem. Ja tā ir taisnība, daudzu zinātnisko darbu rezultāti tiks apdraudēti. Tie ietver dažādu zāļu izmēģinājumus, kas kavē gliomas augšanu. Grūti iedomāties, cik nopietni šāda kļūda varēja palēnināt ārstniecības līdzekļu meklēšanu, kas varētu glābt cilvēkus ar smadzeņu audzējiem.
Lai noskaidrotu līnijas patieso izcelsmi, zinātnieki izmantoja pieeju, ko sauc par DNS pirkstu nospiedumu noņemšanu. Metodes būtība slēpjas faktā, ka nukleotīdu (DNS sastāvdaļu) secība katra dzīvā organisma genomā ir unikāla un to var izmantot ģenētisko attiecību nodibināšanai. Zinātnieki parasti analizē īsus tandēma atkārtojumus (pazīstamus arī kā mikrosatellīti) - mazus DNS gabaliņus (2–5 nukleotīdu garumā), kas atkārtojas viens pēc otra piecas līdz 50 reizes.
HeLa šūnas
Reklāmas video:
Attēls: Nacionālie veselības institūti
Pētnieki salīdzināja īsus tandēma atkārtojumus U87MG šūnu kultūrās, kas notika Upsalas universitātē (kur līnija vispirms tika izolēta) un ATCC. Tika konstatēts, ka 12 no 14 atkārtojumiem ir atšķirības, kas norāda, ka abām gliomas šūnu līnijas versijām nav kopīgas izcelsmes. Zinātnieki tālāk analizēja 19 citas šūnu līnijas, kuras tika izmantotas viņu laboratorijā smadzeņu audzēju izpētei, un neviena no tām neatbilda sākotnējam U87MG.
Tādējādi pierādot, ka komerciālajai šūnu kultūrai nav nekā kopīga ar audzēju, no kura tas, iespējams, tika izolēts, biologi nolēma noteikt līnijas patieso avotu. Viņi pārbaudīja datu bāzes, kurās glabājas informācija par dažādām vēža šūnu līnijām. Viņi domāja, vai citām kultūrām ir līdzīgs gēnu ekspresijas profils. Pēdējais tiek saprasts kā aktīvo gēnu produktu saturs šūnā (šādi produkti ir RNS molekulas, kas veidojas transkripcijas procesā). Šim uzdevumam zinātnieki izmantoja vēža šūnu līnijas enciklopēdiju (CCLE), kurā aprakstītas 1036 dažādas līnijas, kas izolētas no smadzeņu, krūts, zarnu un citu audu un orgānu audzējiem.
Glioma
Attēls: Christaras A
Izrādījās, ka šūnu līnija U87MG, kas pieder ATCC, atbilst kultūrai, kas izolēta no centrālās nervu sistēmas audzēja. Neskaidrības, iespējams, ir saistītas ar savstarpēju piesārņojumu ar citiem bioloģiskiem materiāliem.
Tā nav pirmā reize, kad zinātnieki sastopas ar problēmu, kas saistīta ar šūnu līniju nepareizu izmantošanu. Daži medicīnas un bioloģiskie žurnāli uzstāj, lai tiktu pārbaudītas publicētajos zinātniskajos rakstos izmantotās kultūras. Daba prasa autoriem veikt DNS analīzes. Tomēr dažos gadījumos, kā parādīja biologi, ir jābūt informācijai par sākotnējo audu ģenētisko profilu. Zinātnieki aicina atteikties no komerciālām līnijām, piemēram, U87MG, par labu pārbaudītām gliomu šūnām, kas audzētas piemērotos apstākļos.
Aleksandrs Enikejevs