Bei nur zwei von fünf Krebspapieren sind strenge Replikationsbemühungen erfolgreich

DAVIDE BONAZZI

Bei nur zwei von fünf Krebspapieren sind strenge Replikationsbemühungen erfolgreich

Von Jocelyn KaiserJan. 18, 2017, 13:00 Uhr

Die ersten Ergebnisse einer hochkarätigen Bemühung, einflussreiche Veröffentlichungen in der Krebsbiologie zu replizieren, verunsichern die biomedizinische Gemeinschaft. Von den fünf Studien, mit denen sich das Projekt bisher befasst hat, einige mit experimentellen Behandlungen, die sich bereits in klinischen Studien befanden, konnten nur zwei wiederholt werden. man konnte nicht, und technische Probleme behinderten die verbleibenden zwei Replikationsbemühungen.

Einige Wissenschaftler behaupten, dass diese frühen Erkenntnisse aus dem Reproduzierbarkeitsprojekt: Krebsbiologie, die morgen in eLife erscheinen, die Besorgnis verstärken, dass zu viele grundlegende biomedizinische Studien in anderen Labors nicht Bestand haben. "Das zusammengesetzte Bild ist, dass es ein Reproduzierbarkeitsproblem gibt", sagt der Epidemiologe John Ioannidis von der Stanford University in Palo Alto, Kalifornien.

Andere sagen jedoch, dass die Ergebnisse einfach zeigen, dass gute Studien schwierig zu reproduzieren sind, weil biologische Systeme so variabel sind. „Die Leute machen diese leichtfertigen Kommentare, dass Wissenschaft nicht reproduzierbar ist. Diese ersten fünf Artikel zeigen, dass es hier Komplexitätsebenen gibt, die es schwierig machen, dies zu sagen “, sagt Charles Sawyers, eLife-Redakteur und Krebsbiologe am Memorial Sloan Kettering Krebszentrum in New York City.

Das krebsbiologische Projekt wurde von Berichten zweier Unternehmen inspiriert, die versuchten, Dutzende von Aufsätzen zu verfolgen, die auf potenzielle neue Medikamente hinweisen, und die nicht einmal 89% der Studien replizierten. Die Firmen Bayer und Amgen gaben jedoch weder die konkreten Unterlagen noch viele Details ihrer Versuche preis. So arbeitete das gemeinnützige Zentrum für Open Science in Charlottesville, Virginia, das ein Replikationsprojekt für Psychologiepapiere geleitet hatte, 2013 mit Science Exchange in Palo Alto zusammen, einem Dienst, der Wissenschaftler mit Auftragslabors zusammenbringt, die Experimente zum Mieten durchführen. Die Partner gewannen 2 Millionen US-Dollar aus einer Stiftung für eine groß angelegte Krebsvermehrung.

Die Mitarbeiter identifizierten 50 hochwirksame präklinische Krebspapiere, die von 2010 bis 2012 veröffentlicht wurden, begannen Protokolle zu schreiben, um Schlüsselexperimente zu replizieren, und veröffentlichten die Pläne in eLife. Das Projekt geriet jedoch bald in Verzug, da Informationen und Materialien eine Herausforderung darstellten. Am Ende werden nicht mehr als 29 Wiederholungen durchgeführt.

Das zusammengesetzte Bild ist, gibt es ein Reproduzierbarkeitsproblem.

John Ioannidis, Stanford University

Unter den ersten Replikationen gewann Jay Bradner. Ein Vertragslabor konnte eine Studie bestätigen, die er gemeinsam mit Constantine Mitsiades am Dana-Farber Cancer Institute durchgeführt hatte, um einen Inhibitor einer Proteinklasse namens BET-Bromdomänen zu testen. Bradner und Mitsiades hatten in Cell im Jahr 2011 berichtet, dass der Inhibitor das Myc-Krebsgen blockiert und dadurch das Wachstum von Tumoren des multiplen Myeloms bei Mäusen verlangsamt. Bradner, der jetzt am Novartis-Institut für biomedizinische Forschung in Cambridge, Massachusetts, tätig ist, lobt die Bemühungen um die Reproduzierbarkeit insgesamt und sagt, es sei "beruhigend", dass seine Studie die Musterprüfung bestanden hat, insbesondere weil sich die Verbindung bereits in klinischen Studien befindet. Er ist nicht überrascht, sagt er, weil es von anderen Labors nachgebildet wurde. Ein weiterer Replikationsversuch untermauerte einen Bericht des Biologen Atul Butte aus Stanford aus dem Jahr 2011, wonach das Ulkusmedikament Tagamet das Wachstum von Lungentumoren bei Mäusen verlangsamt.

Zwei weitere Replikationen liefen auf Grund und lieferten nicht schlüssige Ergebnisse. Einer basiert auf einem Nature-Bericht von 2012, in dem Mutationen in einem Gen namens PREX2 das Melanomwachstum anregen. Das Replikationslabor erhielt Proben der in der ursprünglichen Studie verwendeten menschlichen Hautzellen, die so konstruiert waren, dass sie langsam Tumore bilden, und implantierte sie in Mäuse. In den Händen der Replikatoren bildeten jedoch beide Krebszellen mit und ohne PREX2-Mutationen innerhalb einer Woche - nicht wie ursprünglich berichtet - Tumore, so dass es unmöglich war zu sagen, ob PREX2 einen Unterschied machte. Die leitenden Forscher der ursprünglichen Studie, Levi Garraway, der kürzlich von Dana-Farber zu Eli Lilly gewechselt ist, und Lynda Chin vom System der Universität von Texas in Austin, legen nahe, dass sich die Genetik der kultivierten Zellen im Laufe der Zeit wahrscheinlich geändert hat.

Ein anderes Labor stieß auf ein ähnliches Problem, als es versuchte, die Arbeit des Stanford-Stammzellbiologen Irving Weissman und seiner Kollegen zu replizieren, die 2012 in den Proceedings der National Academy of Sciences berichteten, dass ein Antikörper gegen einen Tumorzelloberflächenrezeptor namens CD47 langsamer werden kann Tumorwachstum bei Mäusen. Im Replikationslabor wuchsen die Tumoren jedoch sowohl bei den behandelten Mäusen als auch bei den Kontrollen extrem langsam und bildeten sich in einigen Fällen spontan zurück. Die Replikatoren konnten nicht feststellen, ob der in klinischen Studien befindliche Antikörper das Tumorwachstum beeinflusst hat. Weissman stellt jedoch fest, dass andere Labors seine CD47-Ergebnisse repliziert haben.

Unsicherer Start

Das Bestreben, Dutzende von Studien zur Krebsbiologie zu replizieren, die häufig zitiert wurden (fettgedruckte Zahlen), hat erste Ergebnisse geliefert: zwei Bestätigungen, ein Fehlschlag und zwei, die aufgrund technischer Probleme nicht schlüssig waren.

(Grafik) G. Grull n / Wissenschaft; (Daten) Google Scholar

Der Versuch, einen Wissenschaftsbericht aus dem Jahr 2010 zu replizieren, wonach ein Peptid mit der Bezeichnung iRGD dazu beitragen kann, dass Chemotherapeutika Prostatatumoren bei Mäusen durchdringen und schrumpfen, war ein eindeutiges Versagen. Das Vertragslabor fand keine Beweise dafür, dass das Peptid bei Mäusen irgendetwas tat. Trotzdem haben Labore in Deutschland, China und Japan die Ergebnisse wiederholt, stellt Erkki Ruoslahti vom Sanford-Burnham Prebys Medical Discovery Institute im kalifornischen San Diego fest, der leitende Ermittler des Originalpapiers. "Die Literatur ist ziemlich überwältigend, dass es funktioniert, wenn Sie es richtig machen", sagt Ruoslahti, der Patente für iRGD angemeldet hat. Albrecht Piiper von der Universität Frankfurt in Deutschland sagt zum Beispiel, dass die iRGD-Ergebnisse in seinem Labor „gut reproduzierbar“ waren.

Das kommerzielle iRGD, das vom Replikationslabor verwendet wird, könnte eine Erklärung sein, sagen Piiper und andere. Ruoslahti weist darauf hin, dass das Vertragslabor anscheinend keine Tests durchgeführt hat, um die Aktivität des Peptids zu überprüfen, bevor seine Wirkung auf Tumore getestet wurde. Projektmanager Tim Errington vom Center for Open Science antwortet, dass das Team gezwungen war, eine Firma das Peptid herstellen zu lassen, weil Ruoslahti ihre Anfrage abgelehnt hatte. Ruoslahti sagt, er erinnere sich jetzt nicht, ob das passiert sei. Er hofft, iRGD in klinische Studien zu verlegen, befürchtet jedoch, dass die fehlgeschlagene Replikation die Suche nach Finanzmitteln behindern wird.

Einige Wissenschaftler sind frustriert über die Entscheidung des Reproduzierbarkeitsprojekts, sich bei jeder Replikation an das bei eLife registrierte strenge Protokoll zu halten, was keinen Raum für die Behebung von Problemen ließ. Die beiden nicht schlüssigen Experimente betrafen das Züchten von implantiertem Tumorgewebe in Mäusen, was eine Herausforderung darstellt und Übung erfordert, sagt Weissman. "Akademische Labors hätten es auf andere Weise mit einer anderen Zelldosis noch einmal versucht, aber [die Replikatoren] waren an den registrierten Bericht gebunden", sagt Sean Morrison, Krebsstammzellbiologe am Southwestern Medical Center der Universität von Texas in Dallas, einem eLife-Redakteur.

Die CEO von Science Exchange, Elizabeth Iorns, selbst Krebsbiologin, verteidigt den Ansatz des Projekts: „Es ist ziemlich selten, einem solchen Prozess offen zu folgen. Die Leute wollen wirklich wissen, was passiert, wenn Sie versuchen, dies zu tun. “Aufgrund von Timing- und Budgetproblemen fügten die Anfragen der Protokollprüfer 25% mehr Experimente hinzu, sagt Iorns Replikationen. Die ersten fünf kosten durchschnittlich 27.200 US-Dollar, was in etwa der ursprünglichen Schätzung von 26.000 US-Dollar entspricht, aber für andere dürften die Kosten steigen, sagt Iorns.

Die National Institutes of Health (NIH) in Bethesda, Maryland, die zur Finanzierung der ursprünglichen Studien beigetragen hat, ist froh, dass sie unter die Lupe genommen werden. Lawrence Tabak, stellvertretender Hauptdirektor des NIH, begrüßte die ersten Replikationsergebnisse und sagte, dass sie "einige der unglaublichen Komplexität hervorheben, die uns die Biologie bietet und daran erinnern, wie wichtig es ist, rigorose Methoden anzuwenden, die vollständig transparent sind."

* Korrektur, 18. Januar, 15.30 Uhr: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde die Zugehörigkeit von Lynda Chin fälschlicherweise als MD Anderson Cancer Center identifiziert. Sie arbeitet jetzt in Austin mit dem University of Texas System.