Luxemburgische Forscher stellen mit mühsamer Detektivarbeit das Ergebnis zahlreicher Studien in Frage

„Es ist der Albtraum jedes Labor-Wissenschaftlers“, sagt  Anna Heintz-Buschart, „Herauszufinden, dass man vielleicht nicht so sorgfältig gearbeitet hat, wie man sollte.“ Heintz-Buschart forscht am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) der Universität Luxemburg. Sie ist Mitglied der von Paul Wilmes geleiteten Eco-Systems Biology Gruppe. Und sie ist darüber hinaus froh, dass ihrem Team dieser Albtraum erspart blieb. Wenngleich das, worauf die LCSB-Forscher gestoßen sind, einiges an Fragen aufwirft. 

Erste Entdeckung großer Mengen Small-RNA-Moleküle zunächst vielversprechend 

Die Anfänge dieser Entdeckung liegen bereits einige Jahre zurück: Die Wissenschaftler stoßen bei Forschungsarbeiten zu der von ihnen entwickelten biomolekularen Extraktionsmethode in menschlichen Stuhlproben auf erhebliche Mengen von „Kleiner RNA“ (small-RNA oder sRNA). Für Paul Wilmes und sein Team ist das zunächst ein spannendes Resultat: Small-RNA-Moleküle spielen im Körper eine wichtige Rolle. Sie sind zum Beispiel an der Regulierung der Übersetzung von Genen beteiligt. Bei einigen Krankheiten scheinen menschliche sRNA-Moleküle fehlreguliert zu sein, wie etwa bei neurodegenerativen Erkrankungen oder Krebs.

Die Forscher schauen sich die kleinen Moleküle an und vergleichen sie mit dem von bekannten sRNA-Molekülen im menschlichen Blut. „Dabei stellten wir fest, dass etwa die Hälfte der sRNA, die wir aus menschlichen Blutproben isoliert hatten, nicht-menschlichen Ursprungs war. Sie stammte von Bakterien, Pilzen, aus Lebensmitteln oder sogar von Mücken“, erläutert Wilmes. „Zu dem Zeitpunkt dachten wir, dass sei ein interessantes Ergebnis.“ 

Untersuchung des Aufbaus der Moleküle führt zu ersten Zweifeln

Das LCSB-Team stellt eine Hypothese auf: RNA gelangt von fremden Organismen im menschlichen Darm in den Blutstrom. Würde sich das bestätigen, wäre das nicht nur eine fundamentale Erweiterung des bisherigen Wissenstands, sondern auch eine Entdeckung mit weitreichenden praktischen Folgen: Die Moleküle ließen sich als Biomarker für zahlreiche Erkrankungen nutzen. Eine einfache Blutprobe würde Forschern und Mediziner einen Blick in den Darm und die biologischen Abläufe dort erlauben.

Wilmes und seine Mitarbeiter verfolgen diese Theorie weiter und schauen sich den Aufbau der kleinen Moleküle genauer an – und bekommen schließlich doch Zweifel. „Wir fanden RNA-Spuren von Organismen wie Algen oder wasserbewohnenden Bakterien, die man im menschlichen Körper einfach nicht erwarten würde“, erinnert sich Wilmes. „Die ganze Sache fing an, keinen Sinn mehr zu ergeben.“ 

Ursache ist verunreinigtes Labor-Kit eines weltweit führenden Herstellers

Zu diesem Zeitpunkt hat der Leiter der Eco-Systems Biology Gruppe bereits ein Patent für die biomolekulare Extraktionsmethode angemeldet. Doch die Forscher wollen jetzt der Sache auf den Grund gehen. Auch wenn das, worauf sie stoßen würden, für das Team unangenehm sein könnte. Weil möglicherweise nicht sauber genug gearbeitet wurde. Sie beschließen, alle Labor-Reagenzien zu prüfen, mit dem standardmäßig die RNA aus den Blutproben isoliert wird. 

„Als ich mit den Experimenten begann, hatte ich wirklich Angst“, sagt Forscherin Heintz-Buschart, die maßgeblich an der Spurensuche beteiligt ist. Nach vielen mühevollen Untersuchungen stößt das Team schließlich auf die Ursache: Die rätselhaften sRNA-Moleküle steckten im Silikon der sogenannten Säulen, durch die die Probenflüssigkeit zur Extraktion der RNA geleitet wird. 

Neben der Erleichterung, die Verunreinigungen nicht selbst verursacht zu haben, überkommt die Wissenschaftler aber auch ein Gefühl der Frustration. Schließlich macht die Entdeckung auch Teile der eigenen, jahrelangen Forschungsarbeit zunichte. Damit jedoch sind die Luxemburger Wissenschaftler nicht allein. Denn das Labor-Kit stammt von einem weltweit führenden Hersteller, wird also überall auf der Welt verwendet.  Die Forscher durchforsten Datensätze von Kollegen und finden dort genau die gleichen Verunreinigungen wie in ihren eigenen Untersuchungen. Das bedeutet, dass nun alle Ergebnisse dieser Studien nun neu bewertet werden müssen.

Unbequeme, aber wichtige Erkenntnis für die Forschung

Mittlerweile hat Hersteller der Säulen sein Labormaterial überarbeitet. Das Team um Wilmes hat zudem generelle Empfehlungen für die Isolation von sRNA erarbeitet, mit denen Verunreinigungen künftig bestmöglich vermieden werden können. „Unser Ergebnis zeigt, wie kritisch Wissenschaftler gerade in der Biologie ihre eigenen Ergebnisse immer wieder durchleuchten müssen“, sagt Wilmes: „Leicht kann es ein, dass ein bahnbrechendes Versuchsergebnis nicht wiederholt werden kann – einfach, weil der Versuchsablauf an irgendeiner Stelle unsauber war.“

Natürlich ist das frustrierend. Aber für das LSCB-Team war es wichtig, nach der Entdeckung des Problems nicht mit der Erkenntnis aufzuhören, sondern auch eine Lösung zu finden. Es sei nicht leicht gewesen, mit einer solchen Geschichte an die Öffentlichkeit zu gehen, so Wilmes. „Wir mögen uns mit dieser Art der Arbeit nicht viele Freunde gemacht haben – vor allem nicht unter denjenigen, deren Publikationen auf kontaminierten Daten beruhen“, sagt der Wissenschaftler. „Aber ich denke, es war wichtig, dass wir es getan haben.“

Autor: LCSB/FNR

Editor: Uwe Hentschel

Foto: LCSB