Forscher im Labor

Wenn andere Wissenschaftler die Experimente wiederholen, kommen oft andere Ergebnisse heraus. © Wavebreakmedia / Depositphotos

Die Krebsforschung ist in Erklärungsnot

Martina Frei /   Viele Befunde sind nicht replizierbar. «Wir haben in der Biomedizin ein grosses Problem», sagt ein Wissenschaftler. (Teil 1)

Wissenschaftszeitschriften wie «Nature», «Cell» oder «Science» stehen hoch im Kurs. Wer dort eine Studie veröffentlichen kann, hat bessere Chancen, in der Wissenschaft Karriere zu machen.

In einem zwei Millionen US-Dollar teuren und acht Jahre dauernden Projekt haben Forscher versucht, massgebliche Experimente aus der Krebsgrundlagenforschung, die in «Nature», «Cell», «Science» und weiteren angesehenen Wissenschaftsmagazinen beschrieben wurden, so exakt wie möglich zu wiederholen und die Ergebnisse zu bestätigen.

Doch nur 54 von 112 Resultate fielen bei der Wiederholung durch die Wissenschaftler um Timothy Errington vom «Centre for Open Science» ungefähr so aus wie im Originalversuch. Die Mehrheit der überprüften Experimente liess sich nicht bestätigen. Oder aber das Resultat unterschied sich deutlich von dem des Originalexperiments: Der Effekt fiel bei der Wiederholung im Durchschnitt 85 Prozent kleiner aus. 

Kein Effekt auf den Krebs

«Das waren alles tolle Arbeiten, und die Wissenschaftler haben versucht, die Schlüsselbefunde zu reproduzieren. Diese Studie hat bestätigt, was zuvor nur behauptet wurde. Das Resultat kommt leider nicht überraschend», sagt Ulrich Dirnagl, der Gründungsdirektor des «Centre for Responsible Research QUEST» in Berlin. Dirnagl befasst sich dort seit Jahren mit der mangelnden Reproduzierbarkeit vieler Studien und was dagegen unternommen werde könnte. 

Eine Studie beispielsweise – veröffentlicht 2011 in «Nature Medicine» – ergab, dass eine bestimmte mRNA bei Labormäusen die Ausbreitung von Prostatakrebs gebremst hatte. Als ein anderes Forscherteam die Experimente wiederholte, passierte: Nichts. Keinerlei Effekt auf den Krebs.

«Wenn ein Ergebnis nicht reproduziert werden kann, dann ist es keine verwertbare Evidenz. Wissenschaftliche Ergebnisse können nur akzeptiert werden, wenn sie reproduzierbar sind. Und da haben wir in der Biomedizin offensichtlich ein grosses Problem», sagt Dirnagl. Er spricht von einer «Reproduzierbarkeitskrise».

Das sehen nicht alle so: Einer der Wissenschaftler, dessen frühere Ergebnisse jetzt nicht bestätigt werden konnten, verwies in der Zeitschrift «Nature» darauf, dass seine früheren Arbeit zur Entwicklung eines Wirkstoff beigetragen hätte, der nun bereits in Phase II-Studien am Menschen erprobt werde. Mindestens 20-mal seien seine damaligen Befunde bereits repliziert worden. So falsch könnten sie also wohl nicht sein, argumentierte er.

Nur einen Bruchteil des Vorhabens verwirklicht 

Ursprünglich wollten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im «Reproduzier-Projekt Krebsbiologie» 193 Experimente aus 53 Studien wiederholen, die zwischen 2010 und 2012 veröffentlicht worden waren und allesamt als bedeutsam für die Krebsforschung eingestuft wurden.

Doch dazu kam es nicht, weil sie auf derart grosse Hürden stiessen, dass sie nur 50 Experimente aus 23 Studien überprüfen konnten. Im Durchschnitt vergingen 197 Wochen, um eine Studie zu wiederholen, und die Kosten beliefen sich mit rund 53’000 Dollar pro Experiment etwa aufs Doppelte der veranschlagten Summe. 

«Das deutet darauf hin, dass die Experimente sehr kompliziert waren. Aber man kann auch vermuten, dass die Standards in der Grundlagenforschung nicht immer so sind, wie man sich das wünschen würde», sagt Leonhard Held, der an der Universität Zürich das 2018 eingerichtete «Zentrum für reproduzierbare Wissenschaft» leitet. 

27 Milliarden Euro pro Jahr vergeudet

Von Forschung, deren Ergebnisse nicht reproduzierbar sind, haben jedoch weder die Krebskranken noch die Öffentlichkeit etwas – aber letztere finanziert, zusammen mit Spendern, einen erheblichen Teil der Grundlagenforschung. Die jährlichen wirtschaftlichen Kosten der biomedizinischen Forschung, die nicht repliziert werden kann, betragen laut einem Biotech-IT-Unternehmen bezogen auf die USA jährlich 10 bis 50 Milliarden Dollar. Dirnagl zufolge würden allein in den USA pro Jahr «umgerechnet circa 28 Milliarden Franken Forschungsgelder wegen nicht reproduzierbarer Studien zum Fenster hinausgeworfen. Da werden sehr viele Ressourcen verbraucht.» 

Bis zu 800 Folgestudien – aber nie den Erstbefund überprüft

Schon 2011 machten Wissenschaftler der Pharmafirma Bayer HealthCare auf das Problem aufmerksam. So sehr sie sich auch jahrelang bemüht hatten – es gelang ihnen damals nicht, die Ergebnisse vieler Experimente von anderen Wissenschaftlern an Universitäten zu bestätigen. In etwa zwei Drittel der Fälle stimmten die Resultate nicht mit den ihrigen überein, berichteten sie in «Nature Reviews Drug Discovery».

Das führte dazu, dass Forschungsprojekte bei Bayer HealthCare länger dauerten oder ganz aufgegeben wurden. Besonders häufig liessen sich damals Grundlagenexperimente zu Krebs, also Studien an Zellen oder Labortieren, nicht replizieren.

Das Ganze war nicht nur frustrierend, es kostete auch: Bei manchen Projekten hatten sich drei oder vier Personen bis zu ein Jahr lang erfolglos abgemüht, das ursprüngliche Ergebnis – das oft in einer sehr angesehenen Wissenschaftszeitschrift präsentiert worden war – zu replizieren. Aber nur in etwa einem Viertel der Fälle führten die Laborversuche bei Bayer HealthCare zu denselben Resultaten. Selbst unter optimalen Bedingungen – die Originalautoren wiederholten ihre Experimente fünf Monate später nochmals – hätten die Resultate bei der Replikation erheblich geschwankt, in einem Versuch mit RNA beispielsweise hätten sie 32 bis 99 Prozent neben den ursprünglichen Werten gelegen. 

«Schockierendes Ergebnis»

2012 meldete sich Glenn Begley, ein früherer Kadermitarbeiter der US-Biotech-Firma Amgen zu Wort. Zusammen mit Kollegen hatte er 53 für die Krebsforschung als wegweisend geltende Experimente im eigenen Haus überprüft. Nur sechsmal konnten sie das ursprüngliche Resultat bestätigen. 

«Ein schockierendes Ergebnis», schrieb er im Wissenschaftsmagazin «Nature». Angesichts der vielen öffentlichen Gelder und Spenden für die Krebsforschung sei der Output, von dem Krebskranke schliesslich profitieren könnten, zu gering. 

Verglichen mit anderen Fachgebieten, sei die «Versagerquote» bei klinischen Versuchen in der Krebsheilkunde am höchsten. Dazu trage massgeblich die Qualität der Daten aus der Grundlagenforschung bei. Forschende hätten manchmal nur diejenigen Resultate der Experimente veröffentlicht, die zu ihrer Hypothese gepasst hätten – nicht aber alle Daten. 

Einige der von Amgen nicht-reproduzierbaren Arbeiten hatten Dutzende von anderen Wissenschaftlern weltweit auf den Plan gerufen. Am Ende habe dies zu Hunderten weiterer Experimente geführt – aber niemand überprüfte die Studie, die den Ausgangspunkt gebildet hatte. Durchschnittlich 248 Folgepublikationen zog eine nicht-reproduzierbare Studie nach sich, im Maximalfall sogar 800. 

Schlechtere Erfolgsquote als in anderen Fachgebieten der Medizin

«Noch beunruhigender ist, dass einige der [nicht replizierbaren – Anm. d. Red.] Forschungsarbeiten zu einer Reihe von klinischen Studien geführt haben – was darauf hindeutet, dass sich viele Patienten einem Versuch mit einer Behandlung oder einem Wirkstoff unterzogen haben, der wahrscheinlich nicht funktionieren würde», gab der ehemalige Amgen-Forscher zu bedenken.

Nur fünf Prozent der Substanzen, die in ersten Versuchen eine Wirkung gegen Krebs gezeigt hatten, wurden damals schliesslich als Medikament zugelassen – eine deutlich schlechtere Rate als beispielsweise bei Herz-Kreislauf-Medikamenten (rund 20 Prozent). Bei einer häufigen Lungenkrebsart zum Beispiel führten (mit einer Ausnahme) über ein Dutzend vermeintlich «gezielt» wirkende, neue Substanzen nicht dazu, dass die Patienten länger überlebten, berichtete «Nature Biotechnology» 2010. Das offenbarte sich aber erst in der letzten, dritten Studienphase.


Themenbezogene Interessenbindung der Autorin/des Autors

Keine
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Meinungen in Beiträgen auf Infosperber entsprechen jeweils den persönlichen Einschätzungen der Autorin oder des Autors

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Lesen Sie hier Teil 2: Verzweifelte Patienten und Eltern kranker Kinder klammern sich an Forschungsergebnisse, die nie bestätigt wurden. Wie die mangelnde Wiederholbarkeit den Patienten schadet.

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4 Meinungen

  • am 21.05.2022 um 11:31 Uhr
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    Ich empfehle dringend Ioannidis, 2005, Why most published research findings are false. Ein Standardwerk vor Corona. Erklärt alle aktuellen Verirrungen und Irrtümer

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    • am 22.05.2022 um 08:46 Uhr
      Permalink

      Danke, habe mir den Lebenslauf https://profiles.stanford.edu/john-ioannidis angesehen, war beeindruckt, und so habe ich auf Wiki seine Arbeit gelesen. Nach 3 Tassen Kaffee und einem Realitätsschock wurde mir klar, warum diese Grösse der Wissenschaftler z.B. von der FAZ während Covit so kritisiert wurde. Einst war mir die FAZ wichtig, doch schon seit einigen Jahren hatte ich den Verdacht auf Geffälligkeitsartikel. Die Arbeit von Loannidis ist starker Tobak der mögliche Ursachen beim Namen nennt. Leider für Laien sehr aufwändig, um mit Hilfe des Fachwörterbuches lernend sich ein zu arbeiten. Aber sehr empfehlenswert.

      0
  • am 21.05.2022 um 12:27 Uhr
    Permalink

    Danke. Ein wichtiger Beitrag. Ich sehe da einige Probleme. Menschen und/oder Versuchstiere sind nicht gleich, also werden die Resultate auch nicht gleich sein. Wenn bei Studien nicht der Lebenswandel, der Stoffwechsel, Gewohnheiten, Ethnie, Ernährung, Umgebung, usw. mitberücksichtigt werden, werden Resultate anders ausfallen. Was dem einen nützt, kann dem Anderen schaden. Dazu kommt, dass die Experimentatoren das Experiment beeinflussen, bewusst oder unbewusst. Dafür gibt es genug Beweise bei Experimenten in der Quantenphysik. Wenn das höchste Ziel einer Studie ist, mit Erfolg Kapital zu erwirtschaften, um sich den existenzsichernden Platz unter den «Erlauchten» zu wahren, werden diese Experimentatoren Resultate anders interpretieren als wenn die Motive aus dem Willen, der Gesundheit und dem Wohlergehen zu dienen, entspringen.

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  • am 21.05.2022 um 13:54 Uhr
    Permalink

    Der Artikel scheint die physikalische These zu bestätigen, dass Quantenphänomene sich statistisch aber nicht individuell beweisen lassen: der Beobachter wirkt mit. Desgleichen bei Experimenten zu übersinnlichen Phänomenen. Und die Placebo- und Nocebo-Effekte in der Medizin sind bekannt.
    Da Krebszellen lebende Organismen sind und auf ihre Weise reagieren, wird die Naturwissenschaft hier erst weiterkommen, wenn sie, wie von Carl Gustav Jung und dem Nobelpreisträger für Physik Wolfgang Pauli prognostiziert, Physik, Biologie und Psychologie in ein ‚psychophysisches System‘ integriert sind. (Siehe Website von Dr. Remo F. Roth)
    Damit ist eine Reproduzierbarkeit von ‚nur‘ 48% ein sehr gutes Ergebnis und rechtfertigt keine Kritik an sauber ausgeführten Arbeiten. Warum auch den Mut von Krebskranken zerstören? Auch wenn ein beachtlicher Teil der Summen keine Ergebnisse bringt so ist das immer tausend Male besser als jene irren für Waffen und Kriege.

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