Zabawa w Stwórcę?
Rozmowa z prof. BOGUSŁAWEM MACHALIŃSKIM z Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego
– Tegoroczny Nobel z medycyny przyznany Brytyjczykowi Johnowi Gurdonowi i Japończykowi Shinyi Yamanace wywołał ogromne zainteresowanie mediów. Czy ich dokonania to rzeczywiście tak przełomowe osiągnięcie?
– Badania obu laureatów to rewolucyjny przełom w biologii komórki. John Gurdon, pracując przez 50 lat, przygotował grunt dla Shinyi Yamanaki, który w czasie zaledwie 5 lat opublikował całą serię epokowych prac. Mówiąc w bardzo dużym skrócie, obaj naukowcy doprowadzili do tego, że dodanie czterech genów dojrzałej komórce, poprzez wektor wirusowy (nośnik genów), spowodowało, że zmieniła ona swoją morfologię, stając się bardzo podobna do typowej, wczesnej, embrionalnej komórki macierzystej. Także jej konstelacja białek powierzchniowych upodobniła się do tej z komórki embrionalnej. W ten sposób uzyskano komórkę pluripotencjalną, z której teoretycznie możemy uzyskać każdą z około 260 typów komórek naszego organizmu.
– Czy to oznacza, że przynajmniej teoretycznie każda komórka może zostać zamieniona w każdą?
– Potwierdzają to wszystkie dotychczasowe badania przeprowadzone na wybranej grupie reprezentatywnych komórek, zarówno mysich, jak i ludzkich. Komórki somatyczne, takie, jakie występują u dorosłych ludzi, mogą zostać przeprogramowane i stać się znowu prymitywnymi komórkami zdolnymi do przekształcenia się w każdą inną komórkę.
– Wyjaśnijmy jeszcze, na czym polega wyjątkowość komórek macierzystych?
– Każdy organizm tworzony jest z komórek macierzystych. Już w momencie zapłodnienia powstaje zygota, która jest komórką macie- Chemia – Robert Lefkowitz i Brian Kobilka (obaj USA), za dokładne opisa
nie struktury i funkcjonowania ważnych receptorów komórkowych. Fizyka – Serge Haroche (Francja) i David Wineland (USA), za wynalezienie metody pomiaru cząstek oraz manipulowania nimi bez zmiany ich kwantowej natury. Literatura – Mo Yan (Chiny), za łączenie w swoich utworach „halucynacyj
nego realizmu ludowych baśni z historią i współczesnością”. Medycyna – John Gurdon (Wielka Brytania) i Shinya Yamanaka (Japonia), za wykazanie, że komórki somatyczne można cofnąć w rozwoju i przekształcić w dowolne komórki organizmu. Pokojowa – Unia Europejska, za przyczynienie się do pokoju, pojednania, demo
kracji i poszanowania praw człowieka w Europie – czytaj PERYSKOP str. 69. rzystą i z niej powstaje cały nasz organizm. Wraz z jego rozwojem kolejne komórki macierzyste mają coraz węższe spektrum różnicowania i dochodzimy do sytuacji, gdy jedna komórka macierzysta może budować tylko jedną tkankę. Każdy z nas ma w sobie konkretną liczbę komórek macierzystych, może ona być większa lub mniejsza i pomaga nam w regeneracji organizmu. W naszych naczyniach krwionośnych dochodzi do miliardów mikrouszkodzeń, które są regenerowane dzięki działaniom komórek macierzystych. Podobne procesy zachodzą w mózgu. Wielu ludzi ma to szczęście, że nawet po dziewięćdziesiątce zacho- wuje jasność umysłu. Dzieje się tak nie tylko dlatego, że tworzą się nowe synapsy, połączenia, ale także za sprawą regeneracyjnego działania komórek macierzystych.
– A jak te właściwości komórek macierzystych można wykorzystać w praktyce?
– Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste – wyhodowane sztucznie z komórek somatycznych dorosłego człowieka – nie są całkowicie fizjologiczne, całkowicie prawidłowe. Dlatego musimy zachować szczególną ostrożność, gdyż do końca nie wiemy, co mogłoby się stać w dłuższej perspektywie, gdybyśmy podali je człowiekowi, nawet w celu regeneracji uszkodzonej tkanki. Nie mamy bowiem pewności, czy z czasem nie przekształcą się one w komórki nowotworowe. Ale to na razie tylko spekulacje. Z tych powodów w medycynie klinicznej nie będą miały praktycznego zastosowania zapewne jeszcze przez wiele lat, to znaczy do czasu, gdy upewnimy się, że są całkowicie bezpieczne.
Laureaci Nagrody Nobla 2012
– A więc odkrycie obu noblistów ma dziś znaczenie jedynie badawcze i nadal jesteśmy zdani na stosowanie embrionalnych komórek macierzystych.
– Nie do końca. Jeżeli mamy pacjenta na przykład z chorobą Parkinsona, to dzięki odkryciom Gurdona i Yamanaki w laboratorium możemy wyhodować te komórki i testować na nich konkretne grupy leków hamujących jakiś mechanizm, który naszym zdaniem jest odpowiedzialny za rozwój tej choroby. Możemy też tworzyć modele badawcze odpowiedzialne za rozwój danej choroby. Komórki indukowane pluripotencjalne w stosunku do embrionalnych mają dwie wielkie zalety. Po pierwsze, ich pozyskiwanie (w przeciwieństwie do komórek embrionalnych uzyskiwanych z żywych zarodków ludzkich) nie wzbudza żadnych problemów etycznych i jest powszechnie akceptowane. Po drugie, są to komórki pozyskiwane od „go- spodarza”, to znaczy mają ten sam układ antygenów zgodności tkankowej, a więc przynajmniej teoretycznie po podaniu ich do organizmu będą traktowane jak własne.
– Mówił pan o teoretycznych zagrożeniach nowotworowych związanych z komórkami indukowanymi pluripotencjalnie, ale i komórki embrionalne nie są chyba dla nas całkowicie bezpieczne?
– Pozyskiwanie komórek macierzystych od dorosłych lub z krwi pępowinowej teoretycznie nie stwarza takiego zagrożenia. Dużo większe niebezpieczeństwo dotyczy eksperymentów na poziomie genu. Eksperymenty przeprowadzone na modelach zwierzęcych, ale także na ludzkich wskazują na to, że niestety mogą się one przekształcić w klony nowotworowe, przeważnie w łagodne nowotwory (potworniaki). Te komórki wyrwane z zarodka znajdują się w innym środowisku niż prawidłowe lub w innej tkance, a ich układy regulacyjne nie są do końca kontrolowane.
– Komórkami macierzystymi zajmowało się też wielu wybitnych naukowców (James Thomson, Ian Wilmut), którzy prowadzili prace związane z klonowaniem metodą przez większość naukowców uważaną za kontrowersyjną, a nawet nieetyczną.
– Klonowane zwierzęta mają mnóstwo defektów, są schorowane, prawie o połowę krócej żyją. Jak na razie są to procedury bardzo niedoskonałe i uświadamiają nam, że powinniśmy być bardziej pokorni i jak wiele jeszcze przed nami. Także klonowanie terapeutyczne, zmierzające do pewnego etapu (żeby odtworzyć konkretny narząd czy tkankę), jest równie niebezpieczne i zawiera tyle samo niewiadomych. Po przeszczepieniu takiego narządu mógłby on podlegać wcześniejszemu starzeniu i utracić swoje podstawowe funkcje, a być może spowodować zagrożenie nowotworowe.
– W wielu publikacjach eksperci zapewniają nas, że wyhodowanie nowych kompletnych narządów, w tym serca, to tylko kwestia czasu.
– Zapewne, ale moim zdaniem, żebyśmy z komórki macierzystej mogli uzyskiwać nowe i przede wszystkim bezpieczne organy, musi minąć pokolenie, a może nawet dwa. To naprawdę odległa perspektywa, której dziś nie jesteśmy w stanie nawet dokładniej określić.
– Jednak już dziś, chociaż w ograniczonym zakresie, potrafimy wykorzystywać komórki macierzyste.
– Tak. Posługujemy się komórkami pozyskiwanymi z dorosłych tkanek lub z krwi pępowinowej. Izoluje-