Twoja wyszukiwarka

WITOLD MACIEJEWSKI
ŹRÓDŁO MŁODOŚCI I... ŚMIERCI
Wiedza i Życie nr 4/1999
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 4/1999

CZY NORMALNE, ZDROWE KOMÓRKI LUDZKIEGO CIAŁA MOGĄ BYĆ NIEŚMIERTELNE, TAK, JAK NIEŚMIERTELNE SĄ KOMÓRKI NOWOTWOROWE? A JEŚLI TAK, CZY DAJE TO NADZIEJĘ NAM WSZYSTKIM NA DŁUŻSZE ŻYCIE?

Na początku stycznia niemal równocześnie dotarły do opinii publicznej dwie ważne informacje. Woodring Wright i Jerry Shay z Southwestern Medical Center w Dallas zmusili ludzkie komórki do podziałów, mimo że dawno minął czas uważany dotąd za kres ich życia. Natomiast Robert Newbold z Brunel University w Wielkiej Brytanii odwrotnie - powstrzymał podziały komórek raka piersi, które normalnie dzielą się bez żadnych ograniczeń, co zapewnia im nieśmiertelność. Wyjątkowa to okazja, żeby przedstawić współczesną wersję dwóch odwiecznych ludzkich marzeń - o znalezieniu eliksiru młodości oraz panaceum na raka.

Kluczem do zrozumienia obu prac jest telomeraza. Enzym ten został odkryty dlatego, że usilnie poszukiwano różnic biochemicznych między komórkami normalnymi a nowotworowymi [patrz: Sygnały, Enzym spowalniający rozrost nowotworów, "WiŻ" nr 8/1994], w nadziei, że uda się tę wiedzę wykorzystać w leczeniu. I od razu znakomicie wpisał się w te oczekiwania. Skoro bowiem telomerazę znaleziono wyłącznie w komórkach nowotworowych, całkowicie uzasadnione wydawały się spekulacje, że, pozbywając się jej, będzie można zlikwidować nowotwór. Aby jednak zrozumieć dlaczego - trzeba trochę informacji na temat biologii komórki.

Nie od dziś wiadomo, że żadna komórka nie może żyć w nieskończoność- tak jak my wszyscy, jak wszystkie zwierzęta czy rośliny. Komórka, która jest już bardzo "zmęczona", dzieli się i jej miejsce zajmuje identyczna komórka, ale odmłodzona i pełna wigoru, dzięki czemu organizm jako całość może nadal sprawnie działać. Jednak dzieje się tak tylko do czasu. Mniej więcej po pięćdziesięciu podziałach wyczerpuje się wewnętrzna siła żywotna komórki. Podziały ustają i tak następuje jej naturalny kres. Odkrycia tego dokonał w 1961 roku Leonard Hayflick i właśnie na tej podstawie wyliczono, że maksymalna długość życia człowieka w zasadzie nie może przekroczyć 120 lat.

Zupełnie inaczej zachowują się komórki nowotworowe. Wyzwolone z naturalnych mechanizmów kontrolnych, dzielą się bez żadnych ograniczeń. Ceną za ich nieśmiertelność jest śmierć organizmu, którego są częścią. Ale one same mogą trwać bez końca - przeniesione do hodowli, nawet dziesiątki lat po śmierci chorego wciąż są żywotne, jak na przykład szczep He-La, wywodzący się z komórek raka jajnika pobranych od pacjentki zmarłej w 1952 roku, który wciąż służy do eksperymentów.

Teraz powróćmy do telomerazy. Wszystko, co dotyczy cyklu życiowego komórki, zapisane jest w genach. Geny, czyli fragmenty DNA, upakowane są w chromosomach znajdujących się w jądrze komórkowym. Tyle każdy wie z lekcji biologii. Przy każdym podziale komórki oczywiście musi się odtworzyć także magazyn genów, czyli chromosomy. Na końcu każdego z nich znajdują się krótkie fragmenty DNA, zwane telomerami, które mają ściśle określone zadanie - chronić materiał genetyczny przed uszkodzeniami. Problem jednak w tym, że wraz z każdym podziałem te ochronne struktury skracają się, aż wreszcie zanikają. Ponieważ wywołuje to totalny bałagan w genach, nic dziwnego, że oznacza naturalny kres życia komórki. Normalnej komórki, bo w komórce nowotworowej telomery wcale nie zanikają, i to dzięki telomerazie.

Enzym ten, nawiasem mówiąc bardzo dziwny, bo zbudowany nie tylko z białka, jak każdy przyzwoity enzym, ale także z RNA, wciąż od nowa regeneruje telomery. I prawdopodobnie dlatego komórki nowotworowe są nieśmiertelne. Telomerazę najpierw odkryto w raku jajnika, ale zaraz potem okazało się, że odbudowa telomerów jest w zasadzie zjawiskiem uniwersalnym, dotyczy ponad 85% wszystkich rodzajów nowotworów. Stąd też nadzieja na znalezienie uniwersalnego leku na raka. Gdyby udało się zablokować aktywność tego enzymu, chore komórki po pewnym czasie musiałyby w sposób naturalny umrzeć. Zupełnie tak samo, jak skazane jest na zagładę samotne zwierzę, pozbawione informacji niezbędnej do przetrwania.

Wkrótce po tym odkryciu poszukiwanie substancji zdolnych zablokować aktywność telomerazy stało się jednym z najbardziej obiecujących nurtów w badaniach nad rakiem. Ale czas płynął, a upragniona informacja nie nadchodziła. Co więcej, pojawiły się wątpliwości, czy oczekiwania nie były na wyrost [patrz: Sygnały, Zawiedzione nadzieje, "WiŻ" nr 2/1998]. Nie rozstrzygając do końca tej kwestii, w końcu ub.r. w prasie naukowej wyraźnie pisano: na razie nie ma mowy o leczniczym wykorzystaniu żadnej z przebadanych substancji powstrzymujących aktywność telomerazy.

I oto odkrycie Roberta Newbolda, który w swych poszukiwaniach poszedł innym tropem, zmieniło ten obraz. Wykazał on, że na krótkim ramieniu ludzkiego chromosomu 3 znajduje się gen lub geny, które regulują wytwarzanie telomerazy. I od razu pokazał, że można to wykorzystać w praktyce. Wprowadzenie zdrowego chromosomu 3 do komórek raka piersi przyniosło jakże oczekiwany efekt w postaci ich obumarcia. Oczywiście, doświadczenia prowadzono na hodowlach komórkowych, ale tylko kwestią czasu jest wypróbowanie tej strategii w klinice. Sam odkrywca w publicznych wypowiedziach nie krył nadziei na opracowanie terapii genowej, która może przynieść przełom w dotychczasowej walce z nowotworami.

Swoją drogą, cóż za przewrotność Natury, że nieśmiertelnymi uczyniła komórki chore, zdegenerowane, gdy tymczasem zdrowe starzeją się i w końcu giną. Długa historia poszukiwania eliksiru młodości świadczy o tym, jak trudno to zaakceptować. Wraz z ujawnieniem roli telomerazy w nieśmiertelności komórek nowotworowych naukowcy po nowemu przyjrzeli się także procesowi starzenia [patrz: Skazani na starość, "WiŻ" nr 5/1997]. Skoro bowiem jest on wynikiem skracania się telomerów, być może ich ochrona pozwoli komórkom żyć dłużej, niż powinny. Już w zeszłym roku pojawiły się sygnały wspierające te nadzieje, ale prawdziwą rewelacją jest dopiero odkrycie Shaya i Wrighta, które sami badacze podsumowali krótko: Telomeraza okazała się komórkowym źródłem młodości.

Naukowe szczegóły tego odkrycia są bardzo skomplikowane, ale jego wymowa jasna. Coś, co określamy jako naturalny kres życia komórki, można przesunąć w czasie! Czy to oznacza, że życie organizmu jako całości też może trwać dłużej, niż sądziliśmy? W doświadczeniach ludzkie komórki podzieliły się dwadzieścia razy więcej, niż powinny. I co bardzo ważne, te dodatkowe podziały, jak utrzymują badacze, nie spowodowały żadnych nieprawidłowości.

Przełom w walce z nowotworami, a także przedłużenie nam wszystkim młodości może przynieść odkrycie mechanizmów regulujących długość telomerów, które chronią materiał genetyczny przed uszkodzeniem. Rysunek przedstawia pojedynczy chromosom w jądrze komórkowym

Ryc. Joanna Murawska

Oczywiście, od razu rozpoczęły się spekulacje na temat możliwych zastosowań tego odkrycia. Sam Woodring Wright jednym tchem wymienił produkcję szczepionek i innych biologicznie aktywnych substancji, a także leczenie chorób o podłożu genetycznym i wielu innych. Jak poważnie potraktowano tę wypowiedź, świadczy reakcja Wall Street - w ciągu godzin akcje firmy biotechnologicznej Geron z Kalifornii, która zaangażowana była finansowo w te badania, poszły w górę aż o 44%.

Każde z obu opisanych tu odkryć, przeanalizowane oddzielnie, byłoby powodem ogromnego optymizmu, ponieważ jednak zbiegły się w czasie, komentarz musi być dużo bardziej ostrożny. Jeśli bowiem istotnie zablokowanie produkcji telomerazy powoduje zanikanie nowotworu, to znaczy, że enzym ten nie jest przypadkowym składnikiem komórek nowotworowych. Przeciwnie - musi być istotnym elementem mechanizmu nowotworzenia. Ale jeśli to prawda, to jak wytłumaczyć "bezkarne" wydłużanie życia komórki dzięki telomerazie? Dlaczego komórka, żyjąca dłużej niż powinna, pozostaje zdrowa? jak ie czynniki decydują o tym, które oblicze telomerazy się ujawni? Bo o tym, że ma ona dwa oblicza, wiadomo było już wcześniej. Enzym ten znajduje się nie tylko w komórkach nowotworowych, jak to się wydawało na początku, ale także, chociaż w ilościach bez porównania mniejszych, w tzw. komórkach macierzystych oraz komórkach zarodkowych, a więc tych, które mają - jak można by rzec - nieograniczony potencjał rozwojowy. Nadal nie wiadomo, jaką konkretnie pełni tam funkcję.

jak ie są więc dziś szanse na znalezienie eliksiru młodości oraz panaceum na raka? Odkrycie Newbolda bez wątpienia może otworzyć nowy rozdział w leczeniu nowotworów, ale trzeba otwarcie powiedzieć, że żadna z opracowanych dotąd terapii genowych nie okazała się tak skuteczna, jak by to wynikało z przewidywań teoretycznych. Zarówno wprowadzanie leczniczych genów, jak i wymuszanie ich aktywności wciąż nie jest zbyt wydajne. No i pozostaje jeszcze problem działań ubocznych. Skoro telomeraza obecna jest na przykład w komórkach macierzystych, z których powstają wszystkie komórki krwi, to znaczy, że jest tam potrzebna. Co się stanie, jeśli leczenie przeciwnowotworowe niechcący zablokuje jej działanie także tutaj?

Co do odkrycia Shaya i Wrighta, obaw jest jeszcze więcej, choć z drugiej strony perspektywy jego wykorzystania są naprawdę kuszące. Na przedłużanie młodości można spojrzeć jak na swoistą fanaberię, ale można też popatrzeć przez pryzmat problemów zdrowotnych. Wiele chorób wieku starszego jest wynikiem degeneracji pewnych tkanek pojawiającej się nieuchronnie wraz z upływem czasu. Ich "odmłodzenie" mogłoby zapobiec np. dystrofiom mięśniowym czy uszkodzeniom siatkówki, prowadzącym czasem do ślepoty. Dziś nikt nie może jednak zagwarantować bezpieczeństwa tego rodzaju kuracji. A bez tego źródło młodości może stać się źródłem śmierci. 

O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykułach:
(02/98) Zawiedzione nadzieje
(05/97) Skazani na starość
Enzym spowalniający rozrost nowotworów, "WiŻ" nr 8/1994