Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Kauza STAP-buněk

Publikováno: Vesmír 93, 548, 2014/10
Obor: Biologie

Yoshiki Sasai je mrtev. Dvaapadesátiletý japonský vývojový biolog se oběsil 5. srpna 2014 na schodišti budovy Centra vývojové biologie RIKEN v Kobe. Jeho zoufalý čin napsal tragickou tečku za „kauzou STAP-buněk“. Ta začala koncem ledna 2014, když v časopise Nature vyšly hned dvě studie, na nichž se Sasai podílel jako spoluautor. Hlavní autorkou studií, které slibovaly revoluci ve vývojové biologii,1) byla mladá japonská bioložka Haruko Obokatová.

Počáteční nadšení

„Rychlé, jednoduché a vskutku nečekané!“ Těmito slovy komentoval Chris Mason z University College London dvě studie japonských a amerických vědců vedených Haruko Obokatovou z RIKEN v Kjótu a Charlesem Vacantim z Harvard Medical School. Co londýnského odborníka na regenerační procesy v medicíně a spolu s ním i početnou armádu dalších specialistů na článcích uveřejněných koncem ledna 2014 v časopise Nature2) tak nadchlo?

Obokatová a Vacanti ve svých studiích uváděli, že dokážou zbavit buňky jejich specializace krátkodobou kultivací v kyselém prostředí, během které se tyto buňky ocitají na pokraji zkázy. Nikdo si neuměl představit, že by tak jednoduchý fyzikálně-chemický podnět mohl vyvolat takový efekt. Čtyři pětiny buněk „kyselé peklo“ nepřežijí. Třetina přeživších ale záhy ztratí své původní vlastnosti. Změní se na buňky v mnoha ohledech připomínající velmi rané embryo a následně se mohou za příhodných podmínek přeškolit na libovolnou „profesi“ buněk dospělého organismu. Takovou schopnost buněk označujeme jako pluripotenci.

Po pluripotentních buňkách je stále větší poptávka, protože jsou příslibem pro léčbu řady chorob i následků těžkých úrazů. Představují „univerzální buněčnou surovinu“, ktekterou by lékaři mohli v laboratořích proměnit na buňky slinivky pro diabetiky, srdeční svalovinu pro kardiaky nebo neurony pro oběti Parkinsonovy choroby.

Zdroje „univerzální buněčné suroviny“ pro výzkum a vývoj nových léčebných metod byly vždy velmi hubené a využívání některých provázely etické kontroverze.3) Příprava „buněčné suroviny“ pomocí „kyselého pekla“ se zdála ve srovnání s ostatními metodami skutečně „rychlá, jednoduchá a překvapivá“. Pro buňky se rychle ujalo označení STAP odvozené z anglického termínu „stimulus-triggered acquisition of pluripotency“ čili stimulem spuštěný zisk pluripotence.

Z historie STAP-buněk

Historie STAP-buněk sahá až do roku 2001, kdy Charles Vacanti nalezl „spórovité“ buňky, které se údajně vyskytují v každé savčí tkáni. Vacanti byl přesvědčen, že tyto buňky jsou s to proměny (diferenciace) na jakýkoli typ buněk těla, ale za normálních okolností zůstávají v tkáních v klidu. Teprve při silném stresu, jaký přináší choroba nebo poranění, se začnou dělit a zajišťovat regeneraci poškozené tkáně. Od roku 2006 měl Vacanti k dispozici velká množství těchto „spórovitých“ buněk, ale nedokázal je dostatečnou měrou charakterizovat. To byl úkol pro mladou japonskou bioložku Haruko Obokatovou, která nastoupila do Vacantiho týmu. Obokatová se prala s řadou technických problémů.

„Zoufale jsem hledala pomocnou ruku,“ svěřila se, když vyprávěla novinářům o své cestě za STAP-buňkami.

Pomoc našla u Teruhiko Wakayamy v Centru vývojové biologie RIKEN v Kjótu. Obokatová k němu nastoupila jako hostující profesor v roce 2011 a pustila se pod Wakayamovým dohledem do práce. Nakonec došla k závěru, že Vacantiho „spórovité“ buňky vznikají v důsledku stresu, kterému jsou vystaveny při izolaci z tkání. Na nápad vystavit buňky stresu v kyselé lázni přišla údajně, když ve vaně přemýšlela o stresech vědeckého života.

Výsledky pokusů Haruko Obokatové vypadaly tak slibně, že kromě slavného Wakayamy se do její práce zapojily i další hvězdy Centra vývojové biologie – Yoshiki Sasai a Hitoshi Niwa. Sasai dokonce v prosinci 2013 přerušil vlastní práci na pěstování mozkové tkáně z embryonálních buněk a pomohl Obokatové sepsat dvě publikace, které byly záhy přijaty k otištění v Nature. Vacanti, Wakayama, Niwa a Sasai byli uvedeni jako spoluautoři.

Hvězda jménem Haruko

Haruko Obokatová se stala ze dne na den celebritou. Především Japonci z ní byli nadšení. Získávala si je i drobnými detaily. V laboratoři například používala místo obvyklého pláště tradiční japonskou zástěru na vaření, kterou dostala od své babičky. Japonské sdělovací prostředky se předháněly v líčení příběhu mladé vědkyně, v které viděly budoucí laureátku těch nejprestižnějších vědeckých cen.

Mezi vědci však nadšení ze STAP-buněk brzy opadlo. Vystřídala je skepse a sílící podezření, že se studií není vše v pořádku. Obokatová si pro své články „vypůjčila“ části textu z několika různých zdrojů. Sedmnáct řádek například skoro doslova opsala ze studie cizího týmu, která vyšla v roce 2005 v časopise In Vitro Cellular and Developmental Biology – Animal. Pasáž se však týkala metodiky pokusů a náprava byla proto jednoduchá – stačilo uvést odkaz na autory cizí studie a vše bylo zase v pořádku. Mnohem horší bylo, že Obokatová zjevně manipulovala s obrazovou dokumentací. Například „sestřihla“ na počítači dohromady dva snímky demonstrující přítomnost vybraných bílkovin a vytvořila z nich jeden – podle jejího názoru lépe demonstrující správnost výsledků. Použila v publikaci také fotku ze své disertace, ale v popisu snímků uváděla, že jde pokaždé o jiné buňky. Obokatová přiznávala, že se při psaní rukopisu dopustila řady chyb. Striktně ale odmítala nařčení z vědomého podvodu. Stejně neochvějně si stála za výsledky celé studie.

Situace v Centru vývojové biologie i v samotném RIKEN byla vypjatá. Několik členů vyšetřovací komise z Centra vývojové biologie, která dostala za úkol prověřit práce Haruko Obokatové, upadlo do podezření, že se ve svých publikacích dopustili podobných machinací s obrazovou dokumentací, jaké komise odhalila u Obokatové. Předseda komise Shunsuke Ishii, který se objevil na seznamu podezřelých, z čela vyšetřovací komise odstoupil. RIKEN na to konto zadal prověrku na plagiátorství a manipulaci s obrazovou dokumentací v publikacích 280 hlavních vědeckých pracovníků RIKEN za posledních deset let. Odhaduje se, že to obnáší více než 20 000 publikací, jež vyšly z této bašty japonského výzkumu.

Marné pokusy o zopakování

Ačkoli byla metoda STAP-buněk vítána jako „rychlá, jednoduchá a překvapivá“, její nezávislé zopakování v jiných laboratořích vázlo. Vacanti proto nabídl na dvaceti tiskových stranách „Základní technické tipy pro konverzi somatických buněk na STAP-buňky“ pro ty, kterým se nezdařilo práci Obokatové zopakovat. Osmadvacet „důležitých faktů“ ale příliš nepomohlo. Japonští vědci sice hlásili, že se jim podařilo většinu výsledků mladé Japonky zopakovat. Zmiňovali i zahraničních kolegy, kteří se dopracovali podobných výsledků, ale nikdy nikoho nejmenovali s odvoláním na „zachování soukromí“ zahraničních spolupracovníků.

Hodnověrnost studie se otřásla v základech, když Teruhiko Wakayama prověřil původ buněk, které Obokatová prezentovala jako STAP-buňky. Ukázalo se, že buňky rozhodně nepocházejí z kmene myší, jež Obokatová uvádí jako jejich zdroj. Další pohled na RNA, která měla být typická pro STAP- buňky, odhalil, že se může jednat o směs buněk odvozených z embryí a buněk, jež dávají vzniknout placentě. To by vysvětlovalo nevšední „všestrannost“ STAP-buněk, které jsou údajně schopné vytvářet nejen všechny typy buněk myšího těla, ale také placentu.

Zdrcený Wakayama požádal 10. března 2014 redakci Nature o stažení obou studií. Záhy se k němu přidali i Niwa a Sasai. Vacanti váhal se souhlasem ke stažení obou studií až do konce května. Jako poslední souhlasila i Obokatová, která nevydržela nervové vypětí a musela být hospitalizována. Oba články byly k 2. červenci z Nature staženy. Zdálo se, že tím je celá kauza uzavřená. Dokud nepřišla osobní tragédie Yoshikiho Sasaie.

Honba na Nobelovu cenu

Sasai stál u zrodu Centra vývojové biologie RIKEN a působil zde jako náměstek ředitele. Přestože o jeho významných pracích, v kterých dokázal vypěstovat v laboratoři z embryonálních buněk základ savčího oka nebo útvary odpovídající vnitřní stavbou savčímu mozku, nikdo nepochyboval, ocitl se na pranýři společně s Obokatovou a Wakayamou. Vyšetřovací komise vinila Sasaie, že neprověřil data, která mu Obokatová předkládala, a vytvořil podmínky pro skandál, který otřásl celou japonskou vědou.

RIKEN jmenoval vlastní vyšetřovací komisi a v jejích návrzích na nápravná opatření se objevil i požadavek na „přestavbu“ Centra vývojové biologie.

„Jedním ze závěrů komise je, že jeden z hlavních problémů představuje samotná organizace Centra vývojové biologie,“ prohlásil předseda komise Teruo Kishi. „Rozhodně tu nepomůže jen změna tabulky s názvem ústavu.“ Všem bylo jasné, co to znamená. Centrum vývojové biologie může být zrušeno. To byla pro Sasaie těžká rána. Japonský biolog čelil zároveň silné kampani ve sdělovacích prostředcích. Ty se chytily zprávy Kishiho vyšetřovací komise, podle které „Centrum vývojové biologie RIKEN toužilo po průlomovém objevu, kterým by trumflo výsledky výzkumu na indukovaných pluripotentních kmenových buňkách“. Podle Kishiho komise toužili Sasai a spol. po překonání japonského kolegy Shinyi Yamanaky, který získal za své objevy v roce 2012 Nobelovu cenu, a v honu za vysněnou metou ztráceli soudnost. Přání se stávalo otcem myšlenky.

Novináři vinili Sasaie, že naverboval Obokatovou do centra vývojové biologie RIKEN v rozporu s platnými pravidly pro přijímání nových pracovníků právě proto, že v jejím výzkumu viděl šanci na trumfnutí Yamanaky. Zazlívali mu i to, že Obokatové pomáhal s psaním článků pro Nature, a podsouvali mu ryze zištné motivy, například vyhlídky na získání prestižních grantů. Sdělovací prostředky obrátily proti Sasaiovi dokonce i slavnou zástěru, v které Obokatová v laboratoři pracovala. Sasai prý měl k tomu Obokatovou přemluvit, aby se její příběh „lépe prodával“. Podle vyjádření, které poskytla Sasaiova rodina prostřednictvím svého advokáta, to byl právě „mediální hon“, co dohnalo věhlasného biologa k rozhodnutí skoncovat dobrovolně se životem.

Kdo za to může?

Podobně jako v případu vědeckého podvodu korejského biologa Woo-suk Hwanga, který publikoval v roce 2004 a 2005 dvě „revoluční“ studie v časopise Science, aby se v roce 2006 ukázalo, že jsou založeny na falzifikovaných datech, se i v kauze STAP-buněk nabízejí otázky: Jak je něco takového vůbec možné? Jak to, že na problémy nepřišli zkušení spolupracovníci? Jak to, že na to nepřišla redakce předního světového vědeckého časopisu? A jak to, že práce úspěšně prošly oponentním řízením?

Poctivce, jako je Wakayama nebo Sasai, zřejmě ani ve snu nenapadlo, že by všechno mohlo být trochu jinak, než jak jim to Haruko Obokatová podává. Po bitvě je z každého kaprála generál, a je proto snadné tvrdit, že Sasai, Wakayama nebo Niwa zanedbali své povinnosti, když prvotní data Obokatové dost důkladně neprověřili. Ve vědě je ale namístě určitá míra důvěry. Každý nemůže kontrolovat po svých spolupracovnících úplně vše. Často to není ani technicky možné, protože pro nezávislé zopakování výsledků svých kolegů nemá vědec potřebné vybavení.

Renomé Niwy, Wakayamy a Sasaie bylo zřejmě jedním z důvodů, proč oponenti nekutali v rukopisech tak hluboko, jak měli, a nepodívali se podrobněji třeba na obrazovou dokumentaci. Autoři obou studií pracují celkem ve čtyřech na sobě nezávislých laboratořích. Mnozí vědci proto automaticky předpokládali, že výsledky Obokatové byly hned několikrát nezávisle ověřeny. Evidentně k tomu ale nedošlo. Wakayama například zpočátku tvrdil, že sám pokusy zopakoval se stejnými výsledky, jaké uvedla Obokatová. Ve skutečnosti ale připravoval STAP-buňky za přímé účasti své mladší kolegyně. V kultuře získal buňky, které se STAP-buňkám z „dílny“ Haruko Obokatové nápadně podobaly. Jejich charakterizaci však už Wakayama nestihl provést, protože měnil místo a nastoupil na univerzitu v prefektuře Yamanashi. Analýzy, které potvrdily „pravost“ STAP-buněk vypěstovaných Wakayamou, provedla Haruko Obokatová.

Redakce časopisu Nature rozsáhle analyzovala proces, jehož výsledkem bylo přijetí obou studií, a došla k závěru, že se žádného velkého prohřešku proti správné redakční politice nedopustila. Opsané pasáže nemohla odhalit, protože časopis, z kterého Obokatová „opisovala“, nebyl na seznamu vědeckých periodik, s kterými se rukopisy srovnávaly. Manipulace s fotkami jsou podle redakce Nature celkem běžné a lze je odhalit asi v pětině rukopisů. Většinou prý ale tyto manipulace nemění výsledky studií, a jsou tedy relativně „neškodné“. Někteří vědci jsou ale jiného názoru a například vývojová bioložka Janet Rossantová vidí jako jednu z příčin kauzy STAP „špatnou redakční práci a nekvalitní oponentní řízení v časopise Nature, který byl ochoten publikovat práce bez důkladnějšího prověření“.

Lze STAP-buňky definitivně odepsat?

Jednou z nejkontroverznějších postav celé kauzy je bezesporu Charles Vacanti, autor osmadvacetibodového seznamu technických tipů pro produkci STAP-buněk. Asi týden po publikaci studií v Nature pustil do světa zprávu, že se mu podařilo vypěstovat v laboratoři lidské STAP-buňky. Když jiné laboratoře narážely na problémy se zopakováním pokusů, Vacanti se tomu podivoval: „Neměly by s tím mít žádné problémy. Když to dokážu zopakovat já, měl by to dokázat každý.“

Zatím ale nejsou k dispozici hodnověrné důkazy ani o tom, že Vacanti vypěstoval lidské STAP-buňky, ani že v jeho laboratoři bezchybně funguje metoda Haruko Obokatové pro produkci myších STAP-buněk.

Charles Vacanti sice souhlasil se stažením obou studií z Nature, ale odůvodnil to chybami v rukopisech. Rozhodně odmítá připustit, že by postup pro produkci STAP-buněk nefungoval.

„Podstata tohoto objevu bude nakonec potvrzena jak laboratořemi v RIKEN, tak i dalšími nezávislými pracovišti,“ tvrdí Vacanti v rozhovoru pro Nature.

Dojde na slova Charlese Vacantiho? Nelze to úplně vyloučit. Jsou známy případy, kdy byl „průlomový experiment“ nezávisle zopakován a nakonec se ukázal jako omyl. Jako příklad lze uvést „studenou fúzi“ Martina Fleischmanna a Stanleyho Ponse z roku 1989. Známe i případy opačné, kdy průlomovou studii zpočátku nikdo zopakovat nedokázal a nakonec se ukázala jako správná. Jako příklad lze uvést úspěšné naklonování ovce v laboratoři Iana Wilmuta, které dokonce v následujícím roce nedokázali zopakovat ani sami jeho autoři.

V případě STAP-buněk proto nezbývá než počkat, co přinese další výzkum na poli pluripotentních buněk.

Poznámky

1) Když v Nature vyšly obě studie, napsal jsem o nich pro Vesmír nadšený článek. Ani ve snu by mě nenapadlo, jak se situace kolem STAP-buněk vyvine. První pochybnosti se objevily dříve, než stačil článek ve Vesmíru vyjít. Díky pozornosti redakce byl text odložen do doby, než se vše vyjasní. Bohužel po půl roce je zřejmé, že nadšený článek o STAP-buňkách vyjít nemůže. Přesto považuji jejich příběh za natolik poučný, že by se s ním čtenáři Vesmíru měli seznámit. Už to není příběh o nádherném objevu, ale o lidských pochybeních a tragédiích, k nimž bezesporu patří i smrt Yoshikiho Sasaie.

2) Obokata et al., Nature 505, 641–647, 2014; Obokata et al., Nature 505, 676–680, 2014. Oba články už jsou „staženy“.

3) Například embryonální kmenové buňky jsou připravovány z časných lidských embryí, která zbudou po léčbě neplodnosti oplozením ve zkumavce. V některých zemích je příprava a využívání těchto buněk přímo zakázána zákonem, jinde se proti nim obrací část veřejnosti. Jiný typ pluripotentních kmenových buněk, indukované pluripotentní kmenové buňky, má sníženou životaschopnost a je zvýšeně náchylný k buněčnému stárnutí.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201410_548-550.pdf (212 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky