Stimulusutlöst förvärv av pluripotens

Stimulusutlöst förvärv av pluripotens ( STAP ) var en föreslagen metod för att generera pluripotenta stamceller genom att utsätta vanliga celler för vissa typer av stress, såsom applicering av ett bakteriellt toxin, nedsänkning i en svag syra eller fysiskt trauma. Tekniken blev framträdande i januari 2014 när forskning av Haruko Obokata et al. publicerades i Nature . Under de följande månaderna misslyckades alla vetenskapsmän som försökte duplicera hennes resultat, och misstankar uppstod om att Obokatas resultat berodde på fel eller bedrägeri . En utredning av hennes arbetsgivare, RIKEN , inleddes. Den 1 april 2014 drog RIKEN slutsatsen att Obokata hade förfalskat data för att få hennes resultat. Den 4 juni 2014 gick Obokata med på att dra tillbaka papperen. Den 5 augusti 2014 hittades Yoshiki Sasai – Obokatas handledare på RIKEN och en av medförfattarna på STAP-cellpapperen – död på en RIKEN-anläggning efter ett uppenbart självmord genom hängning.

STAP skulle ha varit en radikalt enklare metod för stamcellsgenerering än tidigare undersökta metoder eftersom den varken kräver nukleär överföring eller införande av transkriptionsfaktorer .

Översikt

Haruko Obokata hävdade att STAP-celler producerades genom att utsätta CD45 + murina mjältceller för vissa påfrestningar inklusive ett surt medium med ett pH på 5,7 under en halvtimme. Efter denna behandling verifierades cellerna att vara pluripotenta genom att observera ökande nivåer av Oct-4 (en transkriptionsfaktor uttryckt i embryonala stamceller) under följande vecka med användning av en Oct4- GFP - transgen . I genomsnitt överlevde endast 25% av cellerna syrabehandlingen, men över 50% av de som överlevde konverterade till Oct4-GFP + CD45 - pluripotenta celler. Forskarna hävdade också att behandling med bakteriella toxiner eller fysisk stress bidrog till förvärvet av pluripotenta markörer. STAP-celler injicerade i musembryon växte till en mängd olika vävnader och organ som finns i hela kroppen. Enligt forskarna, de chimära mössen "[verkade] vara friska, fertila och normala" efter ett till två års observation. Dessutom producerade dessa möss friska avkommor, och visade därigenom könslinjeöverföring som är "ett strikt kriterium för pluripotens såväl som genetisk och epigenetisk normalitet."

STAP-celler skulle förmodligen kunna differentiera till placentaceller , vilket innebär att de skulle vara mer potenta än embryonala stamceller eller inducerade pluripotenta stamceller ( iPS). Det var inte klart varför vanliga celler inte omvandlas till stamceller när de utsätts för liknande stimuli under vanliga förhållanden, såsom surhet i kroppen; Obokata et al. föreslog att in vivo- hämmande mekanismer kan blockera omvandling till pluripotens. Forskning pågår för att generera stimulusutlöst förvärv av pluripotensceller (STAP) med hjälp av mänsklig vävnad: i februari 2014 hävdade Charles Vacanti och Koji Kojima ( Harvard -forskare som ursprungligen var involverade i upptäckten och publiceringen av STAP) att de hade preliminära resultat av STAP-celler genererade från mänskliga fibroblaster , men varnade samtidigt för att dessa preliminära resultat kräver ytterligare analys och validering.

Historia

I början av 2000-talet genomförde Charles Vacanti och Martin Vacanti studier som ledde dem till idén att stamceller - sporliknande celler - spontant kunde återhämtas från vanliga vävnader som är stressade via mekanisk skada eller ökad surhet.

Tekniken för att producera STAP-celler studerades därefter av Obokata vid Brigham and Women's Hospital (BWH), medan hon studerade som post doc under Charles Vacanti, och sedan vid RIKEN Center for Developmental Biology i Japan . 2008, medan hon arbetade vid Harvard Medical School , verifierade hon på begäran av Charles Vacanti att några av de odlade cellerna hon arbetade med krympte till stamcellers storlek efter att ha skadats mekaniskt i ett kapillärrör . Hon fortsatte enligt anvisningarna för att testa effekterna av olika stimuli på celler. Efter att ha modifierat tekniken kunde Obokata visa att vita blodkroppar från nyfödda möss kunde omvandlas till celler som betedde sig ungefär som stamceller. Hon upprepade experimentet med andra celltyper inklusive hjärn-, hud- och muskelceller med samma resultat.

Till en början möttes Obokatas fynd av skepsis, även bland hennes medarbetare. "Alla sa att det var en artefakt – det var några riktigt svåra dagar", mindes hon. Manuskriptet som beskriver verket avvisades flera gånger innan det slutligen publicerades som en artikel (tillsammans med ett kortare gemensamt skrivet "brev") i tidskriften Nature . En serie experiment, som först gjorde ett musembryo grönt genom att fluorescerande tagga STAP-celler, sedan videofilmade omvandlingen av T-celler till pluripotenta celler, övertygade slutligen skeptiker om att resultaten var verkliga.

Utredning av omtvistade krav

Under månaderna efter att de två Nature -tidningarna släpptes, misslyckades alla forskare som försökte duplicera Obokatas resultat och misstankar uppstod om att hennes resultat berodde på fel eller bedrägerier. En undersökning av påstådda oegentligheter inleddes av RIKEN den 15 februari 2014. Anklagelserna ifrågasatte användningen av till synes duplicerade bilder i tidningarna och rapporterade misslyckande med att reproducera hennes resultat i andra framstående stamcellslaboratorier. Naturen meddelade också att de undersöker. Flera stamcellsforskare försvarade Obokata eller reserverade sin åsikt medan utredningen pågick. För att ta itu med problemet med reproducerbarhet i andra laboratorier publicerade Obokata några tekniska "tips" om protokollen den 5 mars samtidigt som han lovade att den detaljerade proceduren skulle publiceras i sinom tid.

Den 11 mars uppmanade Teruhiko Wakayama, en av Obokatas medförfattare, alla inblandade forskare att dra tillbaka artiklarna, med hänvisning till många "tvivelaktiga punkter". Charles Vacanti sa att han motsatte sig deras tillbakadragande och publicerade ett "reviderat protokoll" för att skapa STAP-celler på sin egen webbplats, som togs ner efter att han avgick från sin BWH-tjänst.

Den 14 mars släppte RIKEN en delrapport om utredningen. Av de sex punkter som utreds drog kommittén slutsatsen att det förekom en olämplig hantering av uppgifter om två punkter, men bedömde inte felhanteringen som forskningsfel. Den 1 april drog RIKEN slutsatsen att Obokata hade ägnat sig åt "forskningsfel och förfalskade data vid två tillfällen. Medförfattarna friades från tjänstefel, men bar "stort ansvar" för att inte själva verifiera uppgifterna. RIKEN meddelade också att en intern grupp hade bildats för att verifiera om det "stimulusutlösta förvärvet av pluripotens" är reproducerbart. Obokata vidhöll sin oskuld och sa att hon skulle överklaga beslutet. Den 4 juni 2014 gick Obokata med på att dra tillbaka både artikeln och "brevet". Artikeln drogs officiellt tillbaka den 2 juli 2014. En artikel som analyserade kontroversen drog slutsatsen att även om frågor om bildmanipulation, duplicering och plagiat potentiellt kunde upptäckas, kunde recensenterna inte ha kommit fram till att artikeln var produkten av akademiskt oredlighet innan den accepterades.

I kölvattnet av kontroversen har observatörer, journalister och tidigare medlemmar av RIKEN uttalat att organisationen är full av oprofessionell och otillräcklig vetenskaplig rigor och konsekvens, och att detta återspeglar allvarliga problem med vetenskaplig forskning i Japan i allmänhet.

RIKEN gav ett team av forskare i uppdrag att försöka verifiera Obokatas ursprungliga resultat och bad Obokata att delta i ansträngningen. Den 5 augusti 2014 upptäcktes Obokatas handledare och medförfattare till originaltidningen, Yoshiki Sasai , död genom uppenbart självmord genom att hänga i en byggnad på RIKEN-anläggningen i Kobe, Japan. Den 24 september 2015 rapporterade RIKEN-forskarna att Obokatas STAP-celler kom från embryonal stamcellskontamination, medan samma dag rapporterade forskargrupper som hade försökt reproducera STAP-protokollet gemensamt att de hade funnit det irreproducerbart.

Implikationer

Om fynden hade visat sig vara giltiga, kunde stimulusutlösta pluripotensceller ha genererats lättare och mer effektivt än med befintliga iPS-tekniker. Och anpassad till mänsklig vävnad kunde tekniken ha lett till billiga och enkla procedurer för att skapa patientspecifika stamceller. Stamcellsforskaren Dusko Ilic vid King's College London kallade STAP-celler "en stor vetenskaplig upptäckt som kommer att öppna en ny era inom stamcellsbiologi". Shinya Yamanaka , en pionjär inom iPS-forskning, kallade resultaten "viktiga för att förstå nukleär omprogrammering ... [och] ett nytt tillvägagångssätt för att generera iPS-liknande celler". Tanken att STAP-celler kan bilda placentavävnad innebar att de kunde ha gjort kloningen betydligt lättare genom att kringgå behovet av ett donatorägg och in vitro -odling.

Ett tidigare sätt att skapa stamceller har varit genom genetisk manipulation av vuxna celler till iPS-celler. Framstegen med iPS-baserade terapier har varit långsamma på grund av regulatoriska hinder kring genetisk manipulation. Dessutom har iPS-tekniker en observerad effektivitet på cirka 1 %, betydligt lägre än den påstådda effektiviteten för STAP.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stimulus-triggered_acquisition_of_pluripotency&oldid=1104457428 "