ArchivDeutsches Ärzteblatt49/2007Grundlagenforschung: Falsche Zelllinien sind ständig im Umlauf

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Grundlagenforschung: Falsche Zelllinien sind ständig im Umlauf

Dtsch Arztebl 2007; 104(49): A-3382 / B-2973 / C-2869

Zylka-Menhorn, Vera

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Sensibles Material der Grundlagenforschung: Eine der am besten untersuchten humanen, etablierten Zelllinien ist die HeLa-Zelllinie. Sie wurde 1952 als erste menschliche Zelllinie aus einem Gebärmutterhalstumor isoliert. Foto: Barbara Krobath
Sensibles Material der Grundlagenforschung: Eine der am besten untersuchten humanen, etablierten Zelllinien ist die HeLa-Zelllinie. Sie wurde 1952 als erste menschliche Zelllinie aus einem Gebärmutterhalstumor isoliert.
Foto: Barbara Krobath
Eine aktuelle Studie zur Authentizität von Ösophaguskarzinomzellen wirft erneut das Problem der Wertigkeit von Zellkulturen auf.

Ein Teil der Grundlagenforschung zum Ösophaguskarzinom ist vermutlich vergeblich gewesen, weil Wissenschaftler seit Jahrzehnten mit falschen Zelllinien gearbeitet haben. Das behauptet ein Forscherteam um Jurjen J. Boonstra (Erasmus Universität Rotterdam) in „Cancer Research“ (2007; 67: 7996–8001). Die Wissenschaftler fanden heraus, dass eine weltweit verwendete Zelllinie nicht dem vermuteten Adenokarzinom-Typ zugeordnet werden kann, sondern dem Typ des squamösen Karzinoms.
Für die Grundlagenforschung des Ösophaguskarzinoms arbeiten die Wissenschaftler mit 15 verschiedenen Zelllinien der sogenannten TE-Serie, die Ende der 70er-Jahre eingeführt wurden. Von diesen entsprechen 14 Zelllinien dem squamösen Typ und nur eine dem des Adenokarzinoms (TE7). Nach Angaben von Boonstra et al. gleiche die Zelllinie TE7 zudem den Linien TE2, TE3, TE12 und TE13 so sehr, dass sie vorschlagen, alle fünf zusammenzufassen. Werden durch diese Erkenntnisse Tausende Studien der vergangenen Jahre wertlos, wie die Autoren befürchten?
Versuche mit Zelllinien stehen am Anfang einer experimentellen Kette. Das Material stammt von öffentlichen Zellbanken, kommerziellen Anbietern oder anderen Forschergruppen. Eigentlich gehört es zum Goldstandard, die Authentizität der Linien vor den Versuchen mittels DNA-Tests zu prüfen. Die Tests sind aber so aufwendig, dass ein Teil der Forscher darauf verzichtet.
Für Prof. Dr. Rod MacLeod und Prof. Dr. Hans Drexler von der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) ist die aktuelle Veröffentlichung keine Überraschung. Sie kritisieren seit den 90er-Jahren den „schlampigen“ Umgang mit Zellmaterial. „Damals entdeckten wir unter den Leukämie-Linien eine Fehlerrate von 14,9 Prozent“, sagt MacLeod.
Unbrauchbare Versuchsreihen
Die Gründe für den Umlauf falscher Zelllinien seien vielfältig: An vielen Universitäten werde der richtige Umgang mit ihnen nicht gelehrt. „Um Geld zu sparen, tauschen und züchten die jungen Kollegen ihre Linien, anstatt für rund 240 Euro eine frische, kontrollierte Ampulle aus einem staatlichen Zentrallabor zu bestellen“, betonte MacLeod. Seiner Ansicht nach gebe es weltweit drei bis vier gute, nicht kommerzielle Banken – in den USA, in Japan und in Deutschland. Zu den Fehlerquellen zählten zudem bakterielle Kontaminationen sowie versehentlich falsche Beschriftungen, die ganze Versuchsreihen unbrauchbar machten.
Drexler betont jedoch, dass viele Forscher nicht per se ungenau arbeiteten, sondern einfach nicht sensibilisiert seien für das Problem: „Mitunter verlassen sich Hunderte Forschergruppen auf eine Zelllinie, die sich dann als falsch entpuppt.“ Als prominentes Beispiel nennt er eine Endothelzelllinie, die vor 17 Jahren etabliert wurde. Mehr als 1 300 Studien hätten diese entweder selbst verwendet oder Publikationen zitiert, in denen mit ihnen gearbeitet worden war. „Hinterher stellte sich heraus, dass es sich um Blasenkrebszellen gehandelt hat.“
„Das Problem ist nicht neu“, sagt auch Prof. Dr. med. Otmar D. Wiestler vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. Denn das Erbgut der Zelllinien sei relativ instabil, sodass mit der Zeit Subgruppen von Zellen herausgezüchtet würden, die gar nicht mehr dem Original entsprächen und somit als Modell ungeeignet seien. „Die Toplabors stützen sich schon lange nicht mehr auf Zelllinien, sondern auf Gewebeproben von Patienten, aus denen teilweise kurzfristig Zellen angezüchtet werden. Diese sind ohnehin aussagekräftiger.“ Daher sei nicht damit zu rechnen, dass entscheidende Ergebnisse der Krebsforschung auf Versuchen beruhten, die mit kontaminierten oder vertauschten Zelllinien gewonnen wurden, versucht Wiestler zu beruhigen.
Britische und amerikanische Wissenschaftler scheinen da anderer Meinung zu sein. Eine Gruppe unter Führung von Roland Nardone von der Catholic University in Washington, hat sich mit der Forderung nach strengeren Vorschriften für die Sicherstellung der Authentizität von Zelllinien an das US-Ge­sund­heits­mi­nis­terium gewandt. Ohne den Nachweis eines DNA-Tests sollten Forscher künftig keine staatlichen Zuschüsse und keine Publikationsmöglichkeiten in Fachzeitschriften erhalten, fordert Nardone.

Dr. med. Vera Zylka-Menhorn

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