Некоторые области лабораторных исследований полны симулякров. Десятки тысяч научных статей описывают неправильно определенные клетки, ошибочно подписанные, перепутанные или не существующие клеточные линии, вымышленные или неправильно проведенные эксперименты дают искаженное представление о действии тестируемых препаратов. Результаты таких работ без конца тиражируются в обзорах или введениях к другим статьям, и все новые ученые, читая их, оказываются в позиции «слышал звон, да не знает, где он». Цена таких ошибок может перевалить за тысячи жизней. В этой статье мы рассказываем о гигантской путанице с клеточными линиями в онкологии, о том, как она появилась и что можно сделать, чтобы не потерять остатки смысла в океане неопределенности.
Разоблачение фальсификаций
Клеточные линии — это клетки-клоны, размноженные из одной клеточной культуры за многие «поколения». В лабораторных исследованиях их постоянно используют для экспериментов — например, чтобы лучше понять работу их внутренних механизмов и функции разных генов или изучить нарушения, которые происходят из-за болезней. Клеточные культуры позволяют тестировать лекарства перед тем, как испытать их на животных и людях. Это помогает сохранить немало жизней и сэкономить время и деньги. Один из примеров — онкологические исследования, где постоянно идут масштабные поиски препаратов: «человеческих» типов рака известно больше сотни, и пациенты нуждаются в разных видах терапии.
Даже способы лечения одного вида рака не всегда одинаковы. Одни эффективны на начальных стадиях, польза других перевешивает неприятные побочные эффекты скорее на поздних, третьи подойдут больным с определенными генетическими вариациями, четвертые оптимально действуют в комбинации с пятыми. И даже успешный, казалось бы, для определенной разновидности рака метод лечения не может гарантированно помочь всем, у кого она появилась. Для непростых случаев существует несколько линий терапии, чтобы новые препараты могли повысить шансы пациента.
Неудивительно, что создание лекарств от рака — одна из самых «плодовитых» по количеству научных публикаций областей: только за последний год в базе медицинских научных статей PubMed по слову «cancer» появились отчеты о 250 599 исследованиях. Со временем поле становится все более сложным для изучения — можно элементарно не успевать следить за таким потоком новых работ, не то что досконально проверять каждую из них.
Тем печальнее узнавать о проведенных неправильно исследованиях, недобросовестных экспериментах, подтасованных результатах или обработке данных с натягиванием совы на глобус. Но выборка 420 научных статей из 150 журналов (считая публикации в высокорейтинговых и тематических, как Cancer Letters и Oncogene) показывает, что дело обстоит именно так. Согласно обзору в International Journal of Cancer, 235 из них включают данные о 7 несуществующих клеточных линиях, на которых якобы проводились испытания. Какие-то из случаев могут объясняться простой опечаткой или копированием ошибочного названия клеточной линии из статей-предшественников (например, в обзорной части). Авторы других, скорее всего, результаты просто сфальсифицировали.
«К несчастью, это выглядит как масштабное придумывание данных и экспериментов, которые никогда не проводились», — говорит ведущий автор недавнего исследования Дженнифер Бирн, которая занимается изучением рака в Университете Сиднея. Некоторые из несуществующих или ошибочно названных клеточных линий, упомянутые в этих статьях, расходятся по обзорам и путают ученых, которые только пытаются разобраться в этой области. «Это чертов бардак», — возмущается Бирн.
Генриетта Лакс и рейдерский захват
Анализ четырех сотен статей — капля в море, но корни этой проблемы уходят дальше и глубже, чем кажется. Порой ученые не виноваты в подмене. Например, когда из-за контаминации (то есть загрязнения образцов) при заказе клеточных линий то, что написано на упаковке, не соответствует реальности.
Еще в 2010 году исследователи сообщали, что 3 из 13 клеточных линий (SEG-1, BIC-1, and SK-GT-5), использованных для тестирования лекарств от аденокарциномы пищевода, на самом деле взяты из опухолей в совсем других органах — легкого и прямой кишки. И это даже не стало для исследователей сюрпризом. Ранее, в 2007 году, в Cancer Letters вышла статья о линии NCI/ADR-RES, полученной якобы из рака груди. Генетический анализ показал, что она принадлежит клеткам OVCAR-8 из раковой ткани яичника. На тот момент ошибку воспроизвели в трех сотнях статей.
Подобные истории не редкость: линия EVC304 из эндотелиальных клеток (то есть с внутренней поверхности сосудов) на поверку оказалась линией T24 из мочевого пузыря, а линия рака груди MDA-MB-435, как выяснилось, оказалась клетками меланомы M14. Среди линий якобы для исследований рака щитовидной железы тоже встречаются клетки из опухолей прямой кишки и две разновидности меланомы. Источником происхождения клеточной линии HES считались ткани эндометрия — внутренней выстилки и слизистой матки. Однако она оказалась «потомком» клеток знаменитой линии HeLa, в 1951 году полученной от Генриетты Лакс, пациентки с раком шейки матки.
Как же происходит такая контаминация? Некоторые клетки, в том числе HeLa, могут распространяться в аэрозолях. И когда несколько ученых работают рядом на одном столе без предосторожностей, один из образцов может загрязнить другой.
Поймать самозванцев по «отпечаткам пальцев»
Сегодня определить генетические различия клеточных линий можно при помощи коротких тандемных повторов — повторяющихся участков в ДНК длиной 2–7 пар оснований. Их количество у разных людей сильно варьируется. Такие специфические последовательности ДНК помогают отличать клеточные линии от других и служат чем-то вроде их «отпечатков пальцев». Этот способ позволяет идентифицировать человека дешевле и быстрее, чем расшифровка всей длины ДНК, поэтому им широко пользуются криминалисты из ФБР. Но и для клеточных линий он подходит.
Такие «отпечатки пальцев» использовал Кристофер Корч из Колорадского университета, который за 15 лет работы нашел 78 клеточных линий, которые давно уже «загрязнены» другими клетками. Так, генетический анализ показал, что его шведская коллега Анита Шелендер, много лет исследовавшая действие препаратов на линию клеток кишечника INT 407, на самом деле работала с уже упомянутыми клетками HeLa. Более того, оказалось, что все образцы INT 407, с которыми имеют дело в лабораториях, на самом деле давно заполонили клетки HeLa. Первоначальных клеток там уже не осталось. На основе 40 статей, опубликованных Шелендер об INT 407, удалось примерно оценить количество цитирований результатов, полученных только на этой неправильной клеточной линии, в 40 тысяч.
По результатам другого исследования, опубликованным в 2017 году, удалось найти 32 755 научных статей с ошибочно определенными клеточными линиями. Всего они были процитированы примерно полмиллиона раз. Конечно, не все они касаются тестирования потенциальных лекарств от рака, но масштабы проблемы не могут не впечатлять. Хотя первые подозрения на этот счет стали появляться полвека назад, она все еще не решена. И если для старых исследований такие ситуации еще простительны, то сегодня генетический анализ стал гораздо более распространенным и доступным. Однако 57% статей с этой ошибкой опубликованы уже в этом веке, так что в прошлое она явно не уходит.
Особенно остро эта проблема проявляется в Китае, где 25–46% клеточных линий на поверку заражены HeLa. Среди новых, только что созданных клеточных линий их доля достигает 85%! Однако Китай — не лидер по количеству подобных научных статей. От нее не защищены самые передовые научные организации в Европе и Японии, имеющие огромный опыт исследований в этих областях, а 36% публикаций с неправильными клеточными линиями написаны в США. По мнению американских ученых, проблема обострилась после того, как Национальные институты здравоохранения США (NIH) перестали требовать генетический анализ культур для получения гранта на исследования. Однако, хотя исследования на перепутанных онкоклетках не назовешь точными и качественными, в некоторых случаях даже их результаты могут быть не так плохи — недаром медики уже не классифицируют виды рака только по органу, где он появился. Какие-то полезные данные на первых стадиях тестирования из подобных экспериментов получить можно, но высокой точностью такие результаты, мягко говоря, похвастаться не могут.
Клеточная линия обороны
Исследование Дженнифер Бирн, по результатам которого вышла публикация в International Journal of Cancer, началось как проверка опечаток и ошибок в названиях клеточных линий. Ученым хотелось узнать, были эти линии нечистыми или их просто неправильно определили. Но уже в процессе внимание исследователей привлекло множество статей, ссылавшихся на одни и те же семь клеточных линий с опечатками в названии. Эти линии значились как нечто отличное от оригинала, и иногда отличались даже и результаты экспериментов на настоящих клеточных линиях и на их копиях с опечатками.
В группе научных статей, проанализированных Бирн и ее коллегами, ничего не говорилось и о том, как эти подозрительные клеточные линии были получены. Не было и информации об их генетических особенностях — тандемных повторах. В трех научных репозиториях, где можно заказывать клеточные культуры для экспериментов, в том числе и крупнейшем из них в США — American Type Culture Collection, ни одной из этих клеточных линий также не обнаружилось.
«Сложно безоговорочно доказать, что чего-то не существует. Но по результатам нашего анализа мы в этом уверены», — заключает Бирн.
Большинство авторов этих статей приписаны к китайским медицинским учреждениям, не раз становившимся клиентами журналов-хищников, готовых за деньги публиковать статьи очень низкого качества. Их услугами пользуются организации и ученые, вынужденные под административным давлением, для получения грантов, продвижения по службе или получения какой-то другой выгоды выполнять показатели по публикационной активности, но неспособные это сделать честным путем. Авторы подобных статей могли допустить ошибки в названиях клеточных линий и накопировать чужих опечаток, не проверяя. В отличие от полностью вымышленных клеточных линий, из-за которых можно было бы полностью отозвать статью, такие ошибки не привлекли внимания. Всего подобных клеточных линий Шредингера группа Бирн обнаружила 23, но пока исследовать удалось только 8, иначе задача стала бы неподъемной.
Трудно даже представить, насколько все это отбрасывает научную область назад. Как можно бороться с такими проблемами? Помимо очевидной необходимости почаще тестировать клеточные линии, с которыми работают ученые, желательно было бы не ставить ученых в ситуацию publish or perish (публикуйся или умри), когда их вынуждают выполнять показатели по статьям. Грантодателям стоит обращать на генетический анализ клеточных линий больше внимания, а возможно — даже предусмотреть на это отдельную статью расходов. Кроме того, нужно продолжать бороться с «хищниками», а редакциям журналов стоит внимательнее оценивать названия клеточных линий, задавать больше уточняющих вопросов на этот счет, искать опечатки и подтверждения, какие именно линии используются в работе.
Сделать все это непросто, но результаты того стоят: повысив точность таких исследований, можно спасти не только множество жизней, но и огромные финансовые ресурсы, во многом полученные с налогов граждан, которые просто жалко тратить на бессмысленные работы.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
