Когда в 2021 г. Мэттью Шрэг, 37-летний нейроученый и врач из Университета Вандербильта (США), участвовал в расследовании нарушения исследовательской этики при разработке нового препарата для лечения болезни Альцгеймера (БА), его внимание привлекло другое исследование. Шрэг нашел в нем признаки фабрикации данных, а, погрузившись в тему, пришел к выводам, компрометирующим одно из самых цитируемых исследований БА этого столетия и многочисленные связанные с ним эксперименты.

 

Главным автором упомянутого влиятельного исследования, опубликованного в Nature в 2006 г., был нейробиолог Сильвен Лесне из Университета Миннесоты. Его работа поддерживала ключевое положение доминирующей, хотя и не бесспорной гипотезы БА – амилоидной, согласно которой скопления Αβ, известные как бляшки, в ткани мозга являются основной причиной этого разрушительного заболевания, заставляющего страдать десятки миллионов людей во всем мире. Все выглядело так, будто Лесне с коллегами подтвердили гипотезу, выявив подтип Aβ, который, как они доказали, вызывает деменцию у крыс. Если сомнения Шрэга правомерны, то выводы Лесне представляли собой тщательно детализированный мираж.

 

Шестимесячное расследование, проведенное Science, убедительно подтвердило подозрения Шрэга и поставило под вопрос выводы Лесне. Ведущий независимый эксперт по изображениям и несколько ведущих исследователей БА, в том числе Джон Форсайт из Калифорнийского университета, по просьбе Science проанализировали работу Шрэга. Они согласились с его сомнениями относительно сотни иллюстраций, в том числе более 70 изображений из статей Лесне. Некоторые из них выглядят как «шокирующе беззастенчивые» примеры подделки изображений, считает Донна Уилкок, эксперт по БА из Университета Кентукки.

 

Авторы, «по-видимому, составляли картинки, собрав воедино части фотографий из разных экспериментов», считает Элизабет Бик, молекулярный биолог и известный судебный эксперт по изображениям. «Полученные экспериментальные результаты, возможно, были не тем, что желали получить авторы исследования, и поэтому данные могли быть изменены, чтобы лучше соответствовать гипотезе».

 

В начале этого года Шрэг озвучил свои подозрения в ряде журналов, включая Nature; два издания, в том числе Nature, выразили обеспокоенность статьей Лесне. Работа Шрэга, выполненная независимо от Университета Вандербильта и его медицинского центра, указывает на то, что миллионы федеральных долларов, выделенные на исследования, возможно, были потрачены не по назначению. Некоторые эксперты по БА теперь полагают, что статьи Лесне задавали неправильное направление исследованиям БА в течение 16 лет.

 

По мнению Шрэга, споры об исследованиях Aβ поднимают более фундаментальные вопросы о научной честности в борьбе с БА. По его словам, некоторые приверженцы амилоидной гипотезы слишком некритично воспринимают работы, подтверждающие ее: «Даже если нарушения исследовательской этики редки, ложные идеи в ключевых точках научного знания могут исказить наше понимание».

 

Одна из самых больших загадок БА является в то же время и ее главной отличительной особенностью: бляшки и другие белковые отложения, которые немецкий патолог Алоис Альцгеймер впервые увидел в 1906 г. в мозге умершего пациента с деменцией. В 1984 г. Aβ был идентифицирован как основной компонент этих бляшек, а в 1991 г. исследователи проследили семейную связь БА с мутациями в гене белка, из которого образуется амилоид. Многим ученым казалось очевидным, что накопление Aβ запускает каскад повреждений и дисфункций в нейронах, вызывающих деменцию. Прекращение отложения амилоида представлялось наиболее обоснованной терапевтической стратегией.

 

Однако сотни клинических испытаний терапии, нацеленной на амилоид, мало что дали; только не оправдывающий ожиданий Aduhelm (адуканумаб) был одобрен для применения в США. Тем не менее Aβ по-прежнему доминирует в исследованиях и разработке лекарств. В этом финансовом году Национальные институты здравоохранения США потратили примерно 1,6 миллиарда долларов на проекты, в которых упоминаются амилоиды, что составляет около половины общего объема финансирования программы по борьбе с БА. Ученые, выдвигающие гипотезы о других потенциальных причинах БА, таких как иммунная дисфункция или воспаление, жалуются, что «амилоидная мафия» оттесняет их на второй план. Форсайт констатирует, что амилоидная гипотеза стала «научным эквивалентом птолемеевской модели Солнечной системы», где Солнце и планеты вращаются вокруг Земли.

 

К 2006 г. и столетию с эпохального открытия Алоиса Альцгеймера все больше скептиков требовали перезагрузки этой области научных изысканий. Затем в Nature появилась та самая потрясающая статья.

 

Все началось в Университете Миннесоты, в лаборатории врача и нейробиолога Карен Эш, уже сделавшей к тому времени ряд замечательных открытий. Она внесла вклад в новаторскую работу нобелевского лауреата Стэнли Прузинера о прионах – инфекционных белках, вызывающих редкие неврологические расстройства. В середине 1990 гг. она создала трансгенную мышь, которая вырабатывает человеческий Αβ, образующий бляшки в мозге животного: у мыши возникали симптомы, похожие на симптомы деменции. Так появилась образцовая модель БА.

 

К началу 2000 гг. «токсичные олигомеры», подтипы Aβ, растворяющиеся в некоторых жидкостях организма, обрели популярность в качестве вероятного главного виновника БА – потенциально более патогенного, чем нерастворимые бляшки. Амилоидные олигомеры были связаны с нарушением взаимодействия между нейронами in vitro и у животных, а вскрытия показывали, что у людей с БА уровни этих олигомеров выше, чем у когнитивно здоровых лиц. Но не было доказательств непосредственной причастности какого-либо известного олигомера к когнитивному снижению.

 

В мозге трансгенных мышей команда Университета Миннесоты обнаружила ранее неизвестный вид олигомера, получивший наименование Aβ*56 (произносится как «бета-амилоид звездочка 56») из-за высокой, по сравнению с другими олигомерами, молекулярной массы. Группа выделила Aβ*56 и ввела его молодым крысам – их способность вспоминать ранее усвоенную простую информацию, например местоположение скрытой платформы в лабиринте, резко ослабла. Главным автором статьи 2006 г., иногда называемым первооткрывателем Aβ*56, был Лесне – молодой ученый, которого Эш наняла сразу по получении им степени PhD в Университете Кан-Нормандия во Франции.

 

Эш рекламировала Aβ*56 на своем веб-сайте как «первое вещество, когда-либо обнаруженное в мозговой ткани в ходе исследований болезни Альцгеймера, которое вызывает ухудшение памяти». Сопроводительная редакционная статья в Nature назвала Aβ*56 «звездным подозреваемым» в БА. Alzforum, широко известный онлайн-ресурс по этой проблематике, озаглавил свой материал «Рождается новая звезда Aβ?» Менее чем через 2 недели после выхода статьи Эш получила престижную премию Потамкина в области неврологии, частично за работу, приведшую к открытию Aβ*56.

 

Согласно базе данных Web of Science, публикация в Nature цитировалась примерно в 2300 научных статьях – чаще, чем все публикации, кроме четырех других фундаментальных исследований БА, представленных с 2006 г. С тех пор ежегодная американская госбюджетная поддержка изысканий с пометками «амилоид», «олигомер» и «болезнь Альцгеймера» выросла с почти нулевого уровня до 287 миллионов долларов (в 2021 г.). Эксперты утверждают, что этот взрыв спровоцировали Эш и Лесне.

 

В декабре 2021 г. Шрэг зашел на PubPeer, веб-сайт, на котором ученые отмечают возможные ошибки в опубликованных работах. Многие сообщения посвящены разбору исследований, применяющих метод идентификации белка, известный как вестерн-блот. Метод основан на использовании электричества для пропускания богатых белком образцов тканей через гель, который выполняет функцию сита, разделяющего молекулы по размеру. Белки, помеченные и освещенные флуоресцентными антителами, выглядят на цифровом снимке как собранные вместе полосы. Авторы сообщений на PubPeer ищут контрольные метки, свидетельствующие, что полосы, представляющие белки, могли быть удалены или вставлены туда, где им не место (в результате подобных манипуляций с полосами может сложиться ложное впечатление о наличии белка). 

 

В поисковой выдаче PubPeer по запросу «болезнь Альцгеймера» внимание Шрэга привлекли публикации о статьях в журнале Neuroscience. В них звучали сомнения относительно подлинности блотов, используемых для дифференциации Aβ и аналогичных белков в мозговой ткани мыши. Несколько полос, казалось, были дублированы. С помощью программных средств Шрэг нашел этому подтверждение и обнаружил аналогичные проблемы с другими блотами в тех же статьях. Он также нашел несколько изображений, которые, по-видимому, были неправильно продублированы.

 

В трех статьях Лесне, о котором Шрэг никогда ранее не слышал, указывался в качестве первого или главного автора. Быстро выяснив, что и другая статья Лесне привлекла пристальное внимание на PubPeer, Шрэг расширил поиск до всех статей Лесне. В итоге он наткнулся на ту самую публикацию в Nature, которая послужила основой для многих других. Она тоже включала несколько поддельных иллюстраций.

 

В течение 16 лет, последовавших за эпохальной статьей, Лесне и Эш – по отдельности или совместно – много писали о своем звездном олигомере. Тем не менее лишь несколько других исследовательских групп сообщили об обнаружении Aβ*56.

 

Сославшись на то, что обзор работы Лесне продолжается, Эш отказалась по электронной почте давать интервью или отвечать на письменные вопросы, заданные Science, которые она назвала «отрезвляющими». Но написала «я все еще верю в Aβ*56», говоря о своей деятельности по изучению структуры олигомеров Aβ. «У нас есть многообещающие первоначальные результаты. Я по-прежнему воодушевлена этой работой и считаю, что она даст ответ, почему Aβ-терапия будет работать несмотря на недавние неудачи в борьбе с амилоидными бляшками».

 

Но еще до расследования Шрэга отдельные доказательства причастности Aβ*56 к развитию БА вызывали удивление. Уилкок долго сомневалась в исследованиях, использовавших «очищенный» Aβ*56. Такие олигомеры, как известно, нестабильны и самопроизвольно превращаются в другие типы олигомеров. Несколько типов могут присутствовать в образце даже после очистки, что не позволяет связывать какие-либо когнитивные эффекты только с Aβ*56, если он вообще существует. Уилкок и другие ученые говорят, что несколько лабораторий пытались, но так и не смогли найти Aβ*56, правда, мало кто опубликовал результаты поиска. Журналам не интересны исследования с отрицательными результатами, а исследователи не рвутся противоречить известным ученым.

 

Исключением стал Деннис Селко из Гарвардского университета, ведущий сторонник амилоидной гипотезы и гипотезы токсичных олигомеров, процитировавший статью Nature по меньшей мере 13 раз. В двух статьях 2008 г. Селко написал, что не смог найти Aβ*56 в жидкостях или тканях человека.

 

Селко изучил материал Шрэга о статьях Лесне по просьбе Science и признал его заслуживающим доверия и хорошо обоснованным. Он не увидел признаков манипуляций во всех подозрительных иллюстрациях, но отметил: «Безусловно, есть по крайней мере 12 или 15 изображений, относительно которых я соглашусь, что нет другого объяснения, кроме манипуляции». По словам Селко, на одном из них (изображение в журнале Nature, демонстрирующее очищенный Aβ*56) присутствуют «очень тревожные» маркеры подделки. То же изображение вновь появилось в статье, написанной Лесне и Эш 5 лет спустя. Многие другие иллюстрации в работах Лесне могут быть ложными – этого более чем достаточно для недоверия к основной части работы, считает Селко.

 

В нескольких поставленных под сомнение статьях Лесне описывается разработанная им технология раздельного измерения олигомеров Aβ в клетках головного мозга, пространствах вне клеток и клеточных мембранах. Селко вспоминает, как Эш говорила о своем «блестящем аспиранте», придумавшем этот метод. Он скептически отнесся к утверждению Лесне о том, что олигомеры можно анализировать отдельно внутри и снаружи клеток в смеси материала, взятого из замороженной или обработанной ткани мозга. «Все мы, кто слышал об этом, сразу поняли, что в методе нет никакого биохимического смысла. Если бы он был, мы бы все использовали подобный метод», – заявляет Селко. Исследование, вышедшее в Nature, основывалось на том самом методе.

 

Селко говорит: «В науке, если опубликованные вами данные сложно воспроизвести, возникает реальная обеспокоенность, что они могут быть неверными. Имеется очень мало четких доказательств существования Aβ*56 или, если он существует, того, что он воспроизводимым образом коррелирует с признаками БА – даже на животных моделях».

 

Всего было найдено более 20 подозрительных статей Лесне, 10 из них посвящены Aβ*56. Лесне и его сотрудники недавно опубликовали две поправки. Одна, касавшаяся статьи 2012 г. в Journal of Neuroscience, выражалась в замене нескольких изображений, помеченных Шрэгом как проблемные. Но Шрэг говорит, что даже исправленные изображения содержат многочисленные признаки фабрикации, причем в одном случае речь идет о полной замене блота.

 

Статья 2013 г. в Brain, в которой Шрэг отметил несколько иллюстраций, также была откорректирована в мае. Исследование Лесне и Эш показало «незначительные» уровни Aβ*56 у детей и молодых людей, более высокие уровни у людей, достигших 40-летнего возраста, и неуклонно повышающиеся уровни в более старшем возрасте; делался вывод, что Aβ*56 «может играть патогенную роль на очень ранней стадии патогенеза болезни Альцгеймера». Авторы заявили, что исправление не имеет никакого отношения к результатам исследования.

 

Шрэга это не убедило. Среди других проблем, по его словам, есть такая – несколько полос на одном исправленном блоте, которые, по-видимому, были добавлены или удалены искусственно.

 

Селко находит явно фальсифицированные исправления тем более «шокирующими», если учитывать гордость, испытываемую Эш за статью 2006 г. в Nature. «Я не понимаю, почему она не бросилась перепроверять все, что впоследствии было связано с Aβ*56», – говорит он.

 

После того, как Science связалась с Эш, она создала на PubPeer публикацию в защиту некоторых иллюстраций, оспоренных Шрэгом. Эш предоставила фрагменты нескольких оригинальных, неизданных версий без тех явных признаков манипуляций, которые Шрэг обнаружил на опубликованных изображениях. Возможно, Шрэг нашел безвредные цифровые артефакты. Тем не менее на оригиналах есть то, что Шрэг и Селко считают еще более компрометирующим: недвусмысленные доказательства вставки нескольких полос путем их копирования из соседних областей.

Шрэг не видит ни одного невинного объяснения двадцатилетней череде странностей: в эксперименте за экспериментом с использованием вестерн-блотов, микроскопии и других методов выявлялись серьезные аномалии. Но он отмечает, что не изучал необрезанные оригиналы с высоким разрешением. Авторы иногда делятся ими с коллегами, проводящими аналогичную работу, хотя, как показали недавние исследования практики обмена данными, ученые обычно игнорируют такие запросы. Соглашения о совместном использовании не предполагают открытие доступа независимым детективам, расследующим неэтичные действия.

 

Вопросы к Лесне возникали и раньше. Клеточный биолог Денис Вивьен был соавтором пяти статей Лесне с подозрительными иллюстрациями. Вивьен отстаивает валидность этих исследований, но отмечает, что у него были причины относиться к Лесне с недоверием.

 

Ближе к концу пребывания Лесне во Франции, как говорит Вивьен, они вместе готовили статью для Nature Neuroscience о Aβ. На этапе окончательной доработки Лесне предоставил изображения с иммуноокрашиванием, на которых антитела обнаруживают белки в образцах тканей. Они показались Вивьену сомнительными, и он попросил других студентов повторить эксперимент – им не удалось получить тот же результат. Вивьен стал спорить с Лесне, который отрицал свою вину. Хотя у Вивьена не было «неопровержимых доказательств» неэтичного поведения, он отозвал статью до публикации, «чтобы сохранить свою научную честь», и порвал все связи с Лесне. «Мы не застрахованы от появления студента, который захочет обмануть нас, и мы должны сохранять бдительность».

 

Шрэг в составленном для Национальных институтов здравоохранения США отчете об исследовании Лесне четко обозначил масштабы проблемы: «Это досье представляет лишь часть аномалий, легко заметных при просмотре общедоступных данных… Подозрительная работа не только влияет на направление значительных бюджетных инвестиций в поддержку исследований, но и, поскольку цитировалась тысячи раз, может указать неверную цель всей области исследований».

 

В ответе, полученном Шрэгом, говорится, что соображения, признанные заслуживающими доверия, будут переданы для рассмотрения в Управление по этике исследований Министерства здравоохранения и социальных служб США. Затем университетам-грантополучателям может быть поручено проведение расследования для подготовки окончательного устного (!) рассмотрения – процесс, который может занять годы и остаться конфиденциальным, если не будет официально установлено нарушение правил.

 

Представитель Nature, журнала с фиксированными правилами публикации изображений, сказал, что издание серьезно относится к опасениям, высказанным в связи с его статьями, но в остальном воздержался от комментариев. Через несколько дней после запроса Science Nature опубликовал заметку, сообщавшую, что редакция изучает статью Лесне 2006 г. и рекомендует воспринимать ее с осторожностью.

 

«Журналы и учреждения, предоставляющие гранты, не умеют бороться с манипуляцией изображениями, – считает Форсайт. – Они не проводят серьезного анализа изображений, хотя эти инструменты широко доступны. Это не какой-то магический навык. Это их работа – фильтровать данные».

 

Шрэг признается, что чувствовал настоятельную потребность обнародовать информацию о работе, способной ввести в заблуждение общественность и затруднить борьбу за спасение жизней:

 

Можно обмануть, чтобы написать статью. Можно обмануть, чтобы получить ученую степень. Можно обмануть, чтобы получить грант. Но у вас не получится обманом вылечить болезнь. Биологию не обманешь.

 

Как и другие попытки борьбы с Aβ, исследования токсичных олигомеров не привели к созданию эффективных методов лечения. «Многие компании инвестировали миллионы и миллионы долларов или даже миллиарды в работу с Aβ олигомерами. И ничего не получилось», – замечает Дэниел Алкон, президент биологической компании Synaptogenix, который когда-то руководил неврологическими исследованиями в Национальных институтах здравоохранения США.

 

Шрэг считает, что олигомеры все же могут играть определенную роль в развитии БА. Вслед за статьей Nature некоторые исследователи связали комбинации олигомеров с когнитивными нарушениями у животных. «В более широком масштабе история олигомеров потенциально переживет эту проблему», – говорит Шрэг.

 

Селко добавляет, что амилоидная гипотеза остается жизнеспособной. «Я надеюсь, что люди не остановятся из-за того, что выглядит как вопиющий пример нарушения этики, который прямо относится к области олигомеров Aβ», – говорит он. Но если все текущие клинические испытания третьей фазы трех препаратов, нацеленных на амилоидные олигомеры, потерпят неудачу, отмечает Селко, «по гипотезе Aβ будет нанесен серьезный удар».

 

Больше всего Селко беспокоит, что эпизод с Лесне может еще сильнее подорвать доверие общественности к науке в период растущего скептицизма и нападок. Но ученые должны доказать, что они способны находить и исправлять редкие случаи очевидных нарушений этики научных исследований.

 

Автор перевода: Филиппов Д. С.

 

Редактура: Явлюхина Н. Н. 

 

Источник: Piller C. Blots on a field? // SCIENCE, vol 377, iss 6604, 22 July 2022.