Nieœmiertelna w¹troba

Transkrypt

1 Brulion 25 (1/95): (1995) Nieœmiertelna w¹troba Jedna czwarta ludzkoœci yje w raju, nie zdaj¹c sobie z tego sprawy. Nieznajomoœã tego oczywistego faktu wynika z tradycyjnych pogl¹dów na temat lokalizacji tego miejsca gdzieœ poza ziemi¹ i poza czasem. Niew¹tpliwie jednak, znaczna czêœã ludzi nie yj¹cych od stu lub wiêcej lat nie miaùaby w¹tpliwoœci, gdzie siê znajduje, gdyby obudziùa siê w przeciêtnym amerykañskim domu. Wygoda codziennego ycia, oszaùamiaj¹ce udogodnienia techniczne, estetyka otaczaj¹cych przedmiotów i rozlegùy dostêp do mniej lub bardziej wyszukanych form rozrywki - to wiêcej, ni mogli sobie wyobraziã, myœl¹c o rozkoszach raju. Nie oznacza to oczywiœcie, e wszystko jest ju cacy. Szczêœcie ludzkoœci byùoby peùne, gdyby unikn¹ã powolnego zu ywania siê organizmu - chorób i œmierci, gdyby mo liwe byùo zupeùne oderwanie od rzeczywistego, stawiaj¹cego ci¹gle jeszcze opór œwiata. Gdyby obecny raj udaùo siê przeksztaùciã w raj jeszcze doskonalszy. Ýyj¹ca w obecnym raju czêœã ludzkoœci skupia siê wiêc coraz bardziej na tych problemach. Marzy o zdecydowanej poprawie kondycji fizycznej wùasnego gatunku i tworzeniu nie podlegaj¹cej uci¹ liwym ograniczeniom fizykalnym rzeczywistoœci wirtualnej, w której dosùownie wszystko, co tylko sobie mo na wymyœleã byùoby mo liwe. Pierwszemu z wyznaczonych celów sùu yã ma biologia z medycyn¹, na które przeznacza siê coraz wiêksze œrodki pieniê ne i techniczne, drugiemu zaœ rozwój technik neuroelektroniczno-cybernetycznych, sùu ¹cych budowaniu cybernetycznego raju, w którym ka dy obywatel cywilizowanego œwiata mógùby wyst¹piã w dowolnej bajce, podù¹czony do potê nego komputera, z elektrodami w mózgu, miêœniach i skórze. Budowa nowego wspaniaùego œwiata posuwa siê jednak do przodu zbyt wolno, aktualna ludzkoœã jest wiêc nieco zniecierpliwiona. Przeczuwa, e wszystkie te cuda staã siê mog¹, niestety, udziaùem dopiero przyszùych pokoleñ. Sytuacja psychologiczna ludzi pocz¹tku nowej ery nie jest wiêc, wbrew pozorom, komfortowa. Wielu ludzi yje w przekonaniu, e urodzili siê przedwczeœnie. Boi siê raka, wojny atomowej, krachu na gieùdzie, wzrostu przestêpczoœci, Chiñczyków, dziury ozonowej. Boi siê tak e, e zabraknie wyobraêni, by w peùni wykorzystaã ju istniej¹ce mo liwoœci. Poczekalnia do raju przyszùoœci peùna jest wiêc frustratów, wariatów, dziwaków, sekciarzy, impotentów, narkomanów, bioenergoterapeutów. Zwolenników tajemniczych energii, psychoanalizy, podejrzanych interesów w Hong-Kongu, bezinteresownej przemocy w Londynie. Ka dy z nich yje jak umie, opanowany obsesj¹ wspaniaùej przyszùoœci, która mo e go omin¹ã. Wizje oczekiwanej przyszùoœci znaleêã mo na w cyberpankowych powieœciach. Opisywanemu w nich œwiatu niewiele mo na zarzuciã, jeœli chodzi o rozwój techniczny. Psychologiczno-spoùeczna sytuacja bohaterów tych ksi¹ ek jest jednak nie do pozazdroszczenia. Ich ycie jest ponure, peùne okrucieñstwa i lêku. W Neuromancerze Williama Gibsona ludzie yj¹ w œwiecie przypominaj¹cym kosmiczn¹ knajpê z filmu "Gwiezdne wojny". Zaludniaj¹ j¹ ró ne odbiegaj¹ce od normy indywidua, stanowi¹ce produkt genetycznej rekombinacji, biotechnologii, mikroelektroniki, chirurgii i wysoko rozwiniêtej in ynierii materiaùowej. Ka dy z bohaterów stanowi dziwaczny konstrukt przyszùoœciowej medycyny, zùo ony z ró nego rodzaju wszczepów, przeszczepów, plastikowych rurek, i metalowych protez, korzystaj¹cy z niezliczonej iloœci œrodków psychotropowych i nurzaj¹cy siê w wirtualnym œwiecie wytworzonym przez potê ne komputery, stanowi¹ce wùasnoœã

2 rz¹dz¹cych globem korporacji. Ýaden z nich nie posiada innego celu poza zapewnieniem sobie jak najwiêkszego dostêpu do istniej¹cych dobrodziejstw: wyspecjalizowanych klinik medycznych (mog¹cych przeprowadzaã dowolne reperacje jego powùoki cielesnej), œrodków psychotropowych i przyjemnoœci korzystania z neuroelektronicznej cyberprzestrzeni wytwarzanej przez potê ne komputery. Przedstawiony œwiat jest brutalny, bohaterowie zaœ nie tylko chc¹, ale i musz¹ robiã ró ne rzeczy, uznawane raczej za nieùadne, by nie wypaœã z gry. Jest to zrozumiaùe, jeœli weêmiemy pod uwagê stawkê, o jak¹ gra siê toczy. W cyberpankowym œwiecie utrata ycia, posady b¹dê pieniêdzy jest spraw¹ znacznie bardziej przykr¹ ni dziœ. Utrata posady oznacza wygnanie z raju, œmierã - fizyczn¹ kasacjê, której mo na by unikn¹ã, utrata pieniêdzy zaœ - degradacjê do roli jeszcze jednego popychacza, staraj¹cego siê prze yã, uchroniã przez jakiœ czas swoje miêso przed rozkùadem. Pomiêdzy yciem a œmierci¹ rozci¹ga siê zreszt¹ caùy szereg stadiów poœrednich: hodowlani mordercy ninja, fantomy, fantodziewczyny, holokonstrukty nieboszczyków wybuchaj¹ce aproksymacj¹ œmiechu, odhibernowani bogacze. O ile œwiat dawnej S-F wydawaù siê nam œwiatem tak odlegùym, e a nierzeczywistym, o tyle œwiat cyberpankowy stanowi niepokoj¹ce przedùu enie dzisiejszych tendencji. Niektóre fantazje cybernetyczne i medyczne wydaj¹ siê byã ju w zasiêgu rêki, realizacja innych mo liwa bêdzie przypuszczalnie w stosunkowo nieodlegùej przyszùoœci. Rozwój cybernetyki i mikroelektroniki jest tak oszaùamiaj¹cy, e ju wkrótce zapewne umo liwi nam dostêp do przestrzeni wirtualnych, w których prze ywaã bêdziemy mogli jak we œnie (jak na jawie?) przeró ne przygody: wcielaã siê w ró ne postaci, odczuwaã dowolne przyjemnoœci w towarzystwie dowolnych osób, podbijaã nowe l¹dy lub nowe galaktyki. Ju obecnie programy i urz¹dzenia wywodz¹ce siê od ró nego rodzaju symulatorów i neurozù¹czy oferuj¹ wiele mo liwoœci w tym wzglêdzie. O ile ten nurt cybernetyki traktowaã mo emy jako jeszcze jedn¹ propozycjê w dziedzinie rozrywki, o tyle wizje, które przed nami roztacza biomedycyna dotycz¹ spraw znacznie powa niejszych. Hibernacja Hibernacja polega na okresowym przetrzymywaniu organizmu, b¹dê jego fragmentów (tkanek, komórek, narz¹dów) w niskiej temperaturze. Hibernacjê uwa aã mo na za udan¹, jeœli obiekty biologiczne uprzednio zamro one uda siê odmroziã i przywróciã do normalnego funkcjonowania. Stanowi wiêc ona czasowe zawieszenie funkcji yciowych pod wpùywem niskich temperatur. Jej podstawê stanowi fakt, e wszelkie istotne funkcje organizmu wynikaj¹ z reakcji chemicznych, zachodz¹cych w roztworach wodnych. Po zamro eniu procesy, stanowi¹ce podstawê metabolizmu komórkowego ustaj¹. Powrót do ycia po odmro eniu graniczy w pewnym sensie z cudem. Zaprzecza powszechnemu przekonaniu, e ycie to ci¹gùy proces biochemiczny, którego caùkowite przerwanie musi byã równoznaczne ze œmierci¹. Zdolnoœci hibernacyjne s¹ ró ne u ró nych organizmów. Generalnie rzecz bior¹c, czym bardziej skomplikowany plan budowy, tym wiêksze trudnoœci z hibernacj¹. W warunkach naturalnych hibernacji ulegaj¹ ró ne proste organizmy, a nawet pùazy. Znajdowane w lodzie zamro one aby odzyskuj¹ ycie po powolnym odmro eniu. Spoœród procesów obserwowanych w przyrodzie najwiêcej cech wspólnych z hibernacj¹ ma tzw. stan ycia utajonego (anabioza). Niektóre drobne jednokomórkowe lub nawet wielokomórkowe organizmy potrafi¹ przetrwaã w takim stanie stosunkowo dùugo. Polega on na silnym odwodnieniu (zagêszczeniu)

3 cytoplazmy, tak e reakcje chemiczne zachodz¹ce w komórkach ulegaj¹ niezwykùemu spowolnieniu (ale nie zupeùnemu zawieszeniu). W stanie anabiozy znajduj¹ siê na przykùad przetrwalniki bakterii, zarodniki paproci, nasiona roœlin. Spoœród zwierz¹t niezwykle dùugo w stanie anabiozy przetrwaã potrafi¹ niesporczaki (Tartigrada), które potrafi¹ od yã nawet po kilkudziesiêciu latach przebywania w stanie silnego zasuszenia. Zwierzêta ciepùokrwiste (ptaki i ssaki) nie wykazuj¹ zdolnoœci do hibernacji. Mimo, i doœwiadczenia z hibernacj¹ dorosùych osobników nie udaj¹ siê, mo liwe jest zamra anie zarodków b¹dê komórek rozrodczych. Stosowane jest ono powszechnie w przypadku spermy wielu zwierz¹t hodowlanych. Komórki rozrodcze zwierz¹t przechowywaã mo na w temperaturze ciekùego azotu przez bardzo dùugi czas, a nastêpnie, po rozmro eniu, u ywaã do inseminacji b¹dê eksperymentów zwi¹zanych ze sztucznym rozrodem. Pojawiaj¹ siê te coraz wiêksze mo liwoœci przechowywania ró nych innych tkanek zwierzêcych, a nawet ludzkich w bardzo niskich temperaturach. Umo liwia to tworzenie banków tkanek dla celów medycznych, weterynaryjnych b¹dê doœwiadczalnych. Gùówny problem z hibernacj¹ skomplikowanych ciaù biologicznych polega na tym, e ulegaj¹ one czêœciowemu zniszczeniu w trakcie zamra ania, na skutek tworzenia siê krysztaùków lodu, rozsadzaj¹c wa ne struktury submikroskopowe komórek i tkanek. Byã mo e kiedyœ uda siê tê trudnoœã przeùamaã, tym bardziej, e wiadomo, i niektóre substancje (np. glicerol) zapobiegaj¹ w znacznym stopniu uszkodzeniom tego typu. Dla powodzenia przedsiêwziêcia du e znaczenie mo e mieã opracowanie doskonalszych procedur hibernacyjnych (dokùadne okreœlenie ciœnienia, temperatury, czasu zamra ania itp.). Klonowanie Klonowanie to powielanie identycznych planów budowy. Umo liwia ono wytwarzanie wiêkszej liczby nie ró ni¹cych siê miêdzy sob¹ pod wzglêdem biologicznym osobników. Zbiór takich indywiduów nazywamy klonem. Z przyrodniczego punktu widzenia klon jest bli szy jednemu osobnikowi ni populacji zùo onej z ró ni¹cych siê pod pewnymi wzglêdami osobników jednego gatunku. Dane, jakimi dysponujemy w tej chwili wskazuj¹ na to, e klonowanie czùowieka bêdzie kiedyœ mo liwe. Oznacza to, e technicznie osi¹galne bêdzie wytwarzanie pewnej liczby kopii danego osobnika na drodze eksperymentalnej. Pisz¹c o identycznych kopiach mam na myœli identycznoœã pod wzglêdem podstawowych parametrów biologicznych takich jak zespóù genów, budowa wewnêtrzna i zewnêtrzna, pewne podstawowe cechy charakteru, zbiór instynktownych zachowañ. Nie bêdzie to przypuszczalnie oznaczaùo, e sklonowani ludzie bêd¹ identyczni pod wzglêdem psychicznym. Trudnoœci, jakie piêtrz¹ siê w tej chwili przed eksperymentatorami maj¹ charakter gùównie techniczny i mog¹ byã za jakiœ czas do ominiêcia. Obecnie mo na bez wiêkszego trudu klonowaã niektóre zwierzêta (od bardzo prostych bezkrêgowców po aby) i wiêkszoœã roœlin. Tym ùatwiej klonowaã dany organizm, im wiêksze zdolnoœci do regeneracji wykazuje. W przypadku ró nych organizmów stosuje siê ponadto ró ne metody klonowania. U ab materiaùem wyjœciowym s¹ komórki jajowe, skùadane przez samice w postaci tzw. "skrzeku". Z ka dej z nich wydùubuje siê j¹dro komórkowe, a na jego miejsce wszczepia j¹dro komórki innej tkanki, np. nabùonkowej, pochodz¹cej od osobnika, którego chcemy powieliã. Liczebnoœã tworzonego klonu zale y jedynie od liczby takich operacji. Jeœli do stu komórek jajowych wstawimy j¹dra komórkowe jakiegoœ osobnika (dawcy),

4 otrzymamy sto sklonowanych ab, identycznych z dawc¹. Zanim to jednak nast¹pi, musimy pobudziã tak spreparowane jaja do rozwoju, poczekaã a rozwin¹ siê kijanki, te zaœ przeobra ¹ siê w mùode abki. W przypadku roœlin klonowanie stanowi ju nawet jedn¹ z coraz powszechniej stosowanych technologii, szczególnie w ogrodnictwie. Fragmenty tkanek danego osobnika, lub nawet pojedyncze jego komórki przeszczepia siê na odpowiednie po ywki, przez pewien czas na nich hoduje, nastêpnie zaœ indukuje odpowiednimi hormonami przeksztaùcanie siê sztucznie hodowanych tkanek w mùode roœlinki, identyczne z roœlin¹ wyjœciow¹, a wiêc t¹, z której pobrano tkanki do hodowli. Obecnie trwaj¹ prace nad klonowaniem zwierz¹t hodowlanych. Gdy dowiecie siê z gazet o sukcesie w klonowaniu myszy, bydùa, trzody b¹dê ptactwa (*), pomyœlcie, e klonowanie czùowieka jest ju technicznie osi¹galne. Manipulacje rozrodem W chwili obecnej dostêpna jest caùa gama technik umo liwiaj¹cych manipulowanie rozrodem zwierz¹t wy szych. Mo liwe jest przeprowadzanie zapùodnienia in vitro, poza organizmem matki, hodowanie zarodków w ciele matki zastêpczej, przewo enie zarodków na du e odlegùoœci, hibernowanie komórek rozrodczych i zarodków, manipulowanie pùci¹ itp. Spoœród wymienionych mo liwoœci, prawie wszystkie znalazùy ju zastosowanie w eksperymentalnym rozrodzie czùowieka, budz¹c zreszt¹ du e kontrowersje i w¹tpliwoœci. Jeœli eksperymenty na tym polu bêd¹ nadal kontynuowane, czêœã zabiegów "hodowlanych" wejdzie na dobre do praktyki medycznej. Wymagaùo to bêdzie specjalnych uregulowañ prawnych i przedefiniowania wielu pojêã, co do których znaczenia nie mieliœmy dot¹d najmniejszych w¹tpliwoœci. Dla przykùadu: czy matk¹ jest kobieta, która daùa jedynie komórkê jajow¹ do zapùodnienia, czy te ta kobieta, która u yczyùa zapùodnionej in vitro komórce swojej macicy, nosiùa pùód przez dziewiêã miesiêcy w swoim brzuchu, a nastêpnie urodziùa (a mo e nawet wykarmiùa) niemowlê? Jednym ze skutków rozwoju metod in vitro w rozrodzie czùowieka bêdzie mo liwoœã uzyskania okreœlonej pùci potomstwa "na zamówienie". W dalszej nieco perspektywie mo na przewidzieã, e metody sterowania pùci¹ stan¹ siê stosunkowo tanie, a wiêc ogólnodostêpne. Obecnie przyroda sama, poprzez genetyczne mechanizmy determinacji pùci reguluje wzajemny stosunek iloœciowy mê czyzn do kobiet w populacjach Homo sapiens. Wynosi on, jak wiadomo, okoùo 1 : 1, jeœli weêmiemy uwagê wskaênik urodzeñ. Trudno powiedzieã, jakim zmianom ulegùby ten wskaênik, gdyby ludzkoœã wziêùa kontrolê nad pùci¹ potomstwa w swoje rêce. Weêmy na przykùad pod uwagê te kultury, w których tradycyjnie ceni siê znacznie wy ej posiadanie mêskiego potomstwa, dziewczynki zaœ uwa a za zbêdny, kùopotliwy balast dla rodziców. Sterowanie pùci¹ potomstwa mogùoby doprowadziã wiêc na wielu obszarach kuli ziemskiej do interesuj¹cych zaburzeñ w sferze spoùecznoobyczajowo-politycznej. Ostatecznym skutkiem "postêpu" w dziedzinie okreœlania pùci potomstwa byùoby rêczne sterowanie stosunkiem pùci w spoùeczeñstwie przez polityków (prawników, szmanów, kapùanów etc.) b¹dê stabilizacja wynikaj¹ca z zadziaùania mechanizmów rynkowych (poda y i popytu). Hodowla tkanek i narz¹dów Trwaj¹ zaawansowane prace nad hodowl¹ komórek, tkanek i narz¹dów w warunkach sztucznych, na specjalnie przygotowanych po ywkach. Hodowla wa nych organów wewnêtrznych zwierz¹t i czùowieka, a szczególnie ich "klonowanie" wydaje siê spraw¹ bardzo odlegù¹, nie wiadomo czy wykonaln¹. Jest jednak o co walczyã. Mo liwoœã utrzymywania przy yciu, w sztucznych warunkach niektórych wa nych

5 organów ludzkich (serc, nerek itp.) rozwi¹zaùaby kwestiê oczekiwania na potrzebny do transplantacji organ. Dzisiaj osoba oczekuj¹ca na przeszczep oczekuje tak naprawdê na to, by w stosunkowo niewielkiej odlegùoœci od szpitala nast¹piùo jakieœ nieszczêœcie (wypadek samochodowy, krwawa bójka). Organ uzyskany od niezdolnego do dalszego ycia dawcy przewo ony jest bardzo szybko na miejsce operacji i po przeprowadzeniu licznych testów mo e byã wszczepiony osobie oczekuj¹cej. Alternatywnym rozwi¹zaniem, obok hodowli in vitro pobranych wczeœniej organów byùoby utrzymywanie ich w stanie zamro enia a do chwili, gdy bêd¹ potrzebne. W jednym i w drugim przypadku mo liwe byùoby tworzenie banków narz¹dów. Ich istnienie umo liwiùoby lepsze gospodarowanie poszukiwanymi "czêœciami zamiennymi" i wiêksze uniezale nienie od zdarzeñ b¹dê co b¹dê przypadkowych. Technicznie mo liwe jest ju dziœ hodowanie komórek i tkanek. W obecnej chwili mo liwe jest hodowanie przez stosunkowo krótki czas wielu tkanek zwierzêcych i ludzkich (tkanek nabùonkowych, limfocytów, komórek nerwowych). Hodowle takie stosowane s¹ w wielu laboratoriach genetycznych i biochemicznych w celach badawczych, b¹dê diagnostycznych (np. hodowle limfocytów do badañ cytogenetycznych). Gùówny problem stanowi "unieœmiertelnienie" takich hodowli, by prowadzone byã mogùy przez dowolnie dùugi czas, by nie umieraùy. W niektórych, rzadkich jednak przypadkach nieœmiertelne linie komórkowe zostaùy otrzymane, np. ludzkie komórki HeLa, pochodz¹ce z guza narz¹dów rodnych nie yj¹cej ju dziœ kobiety (HeLa to jej inicjaùy). Caùkiem mo liwe wydaje siê nawet hodowanie woùowiny, wieprzowiny b¹dê kurzej w¹tróbki w warunkach sztucznych, poza organizmem zwierzêcym. Walory smakowe i opùacalnoœã takiego przedsiêwziêcia to ju zupeùnie inna sprawa. Przeszczepy narz¹dów i tkanek Gùówne problemy transplantologii to: poda organów, kosztownoœã zabiegów i zùamanie barier immunologicznych (odpornoœciowych) utrudniaj¹cych przyjêcie przeszczepu. Dwa ostatnie problemy maj¹ charakter wyù¹cznie techniczny. Gorzej z poda ¹. Sprawa pozyskiwania organów do przeszczepienia budzi wiele w¹tpliwoœci o charakterze etycznym i prawnym. Prowadzone s¹ wiêc prace nad hodowaniem narz¹dów w warunkach sztucznych oraz nad zast¹pieniem narz¹dów ludzkich zwierzêcymi o podobnych parametrach (np. serce maùpy lub œwiñska zastawka). Innym wyjœciem jest wszczepianie narz¹dów sztucznych. W tej ostatniej dziedzinie zaznacza siê pewien postêp (sztuczne zastawki, stymulatory, elementy ukùadu krwionoœnego, kostnego b¹dê pokarmowego itp.). Rozwój produkcji sztucznych narz¹dów i tkanek zale eã bêdzie od rozwoju mikroelektroniki i in ynierii materiaùowej. Sztuczne organy, wyprodukowane z materiaùów o odpowiednich wùaœciwoœciach nie bêd¹ wywoùywaùy reakcji odpornoœciowych organizmu, zniknie wiêc kwestia odrzucania przeszczepów, stanowi¹ca istotny problem transplantologii. Z powodu odrzucania przeszczepów wiele udanych pod wzglêdem wykonawczym zabiegów nie przynosi oczekiwanych skutków (operacja siê udaùa, pacjent umarù). Do niew¹tpliwych osi¹gniêã w dziedzinie medycznej in ynierii materiaùowej nale y wymieniã znaczne postêpy w pracach nad sztuczn¹ krwi¹, opracowanie doskonaùych klejów tkankowych, umo liwiaj¹cych ù¹czenie tkanek bez u ycia igieù i nici oraz produkcjê coraz doskonalszych protez ró nego typu. Manipulacje genetyczne In ynieria genetyczna umo liwia ju dzisiaj wytwarzanie nie istniej¹cych w przyrodzie form wirusów, bakterii b¹dê dro d y na drodze przenoszenia genów z jednej komórki do innej. W tej chwili wykorzystuje siê na skalê póùprzemysùow¹

6 specjalnie "skonstruowane" szczepy bakterii (np. w biologicznych oczyszczalniach œcieków). Otrzymano szczepy bakterii i dro d y z wbudowanymi genami zwierz¹t i czùowieka: np. z genami koduj¹cymi ludzk¹ insulinê (hormon trzustki), hormony sterydowe (kortyzon, hydroksykortyzon, estradiol, testosteron i in.), b¹dê interferony (naturalne, wytwarzane przez komórki czynniki antywirusowe). Istniej¹ ci¹gle du e trudnoœci z przenoszeniem materiaùu genetycznego (genów) do organizmów wielokomórkowych. Coraz czêstsze s¹ jednak przypadki tzw. zwierz¹t transgenicznych, posiadaj¹cych geny przeniesione z innych organizmów. Wyhodowano np. wielkie myszy z genami koduj¹cymi hormony wzrostu szczura, mo liwe bêdzie prawdopodobnie wyhodowanie krów b¹dê owiec daj¹cych mleko wzbogacone w ludzkie biaùka. Manipulacje tego typu, aby zakoñczyùy siê powodzeniem prowadzone byã musz¹ na poziomie jednej lub kilku komórek: plemnika, komórki jajowej, zygoty, b¹dê zarodka. Nie wydaje siê mo liwe, by organizm dorosùy, skùadaj¹cy siê z bilionów komórek mógù byã kiedykolwiek powa nie, caùoœciowo zmodyfikowany na drodze genetycznej. Uwa a siê, e w najbli szym czasie mo liwe bêdzie modyfikowanie materiaùu genetycznego zawartego w niektórych komórkach ludzkich w celach leczniczych: tzw. terapia genowa. Bêdzie ona miaùa na celu "wymianê" wadliwie dziaùaj¹cych genów na geny nieuszkodzone, co stanowiã mo e drogê unikniêcia wielu groênych schorzeñ dziedzicznych. Obecnie podejmowane s¹ próby leczenia na tej drodze tzw. anemii (niedokrwistoœci) sierpowatej, wywoùanej wadliwym genem koduj¹cym hemoglobinê. Ta ciê ka wada rozpowszechniona jest w basenie Morza Úródziemnego oraz wœród afrykañskich murzynów. Wraz z murzynami zawêdrowaùa te do Ameryki. Krwinki czerwone (erytrocyty) osób chorych maj¹ nieprawidùowy, sierpowaty ksztaùt i nie s¹ zdolne do przenoszenia wystarczaj¹cej iloœci tlenu. Okazuje siê, e technicznie mo liwe jest wyizolowanie ze szpiku kostnego osób chorych komórek krwiotwórczych (erytroblastów), genetyczne ich zmodyfikowanie i wszczepienie z powrotem do ustroju. Naprawione komórki produkowaã mog¹ normalne, dobrze funkcjonuj¹ce erytrocyty. Udziaù osób z wadmi genetycznymi wzrasta stopniowo w populacjach ludzkich, szczególnie tam, gdzie postêp cywilizacyjny umo liwia prze ycie mniej lub bardziej upoœledzonych osobników. Czêsto osoby z dziedziczonymi upoœledzeniami doœã dobrze radz¹ sobie w yciu dziêki rozwojowi medycyny, techniki i opieki spoùecznej. Dziêki temu mog¹ pozwoliã sobie na posiadanie potomstwa, które najczêœciej tak e obarczone jest wadami genetycznymi. Przez tysi¹ce lat istnienia czùowieka osobniki obarczone wadami genetycznymi eliminowane byùy przez dobór naturalny, nie dochodziùo wiêc do akumulacji szkodliwych genów w obrêbie puli genowej gatunku. Nasz¹ sytuacjê genetyczn¹ pogarsza jeszcze fakt, e liczba czynników mutagennych (a wiêc uszkadzaj¹cych materiaù genetyczny) w œrodowisku zwiêksza siê nieustannie w zwi¹zku z niekontrolowanym nadal "wzrostem i rozwojem" technologicznoprodukcyjnym œwiata. Pojawia siê wiêc groêba stopniowej, genetycznej degradacji naszego gatunku. Terapia genowa stanowiã mo e wiêc w przyszùoœci jeden ze œrodków poprawy spadaj¹cej kondycji biologicznej gatunku Homo sapiens. Wiele osób boi siê, e postêpy in ynierii genetycznej doprowadz¹ do powstania jakiœ "potworów", koszmarnych mieszañców ludzko-zwierzêcych lub zwierzêco-zwierzêcych. Obawy tego typu s¹ w najwy szym stopniu nieuzasadnione. Uzyskiwanie odlegùych mieszañców, daleko posuniête modyfikacje genetyczne, konstruowanie zupeùnie nowych gatunków na sztucznej drodze mo liwe s¹ tylko w przypadku roœlin. Z tego, co nam dzisiaj wiadomo, mo liwoœci modyfikowania okreœlonego gatunku zwierzêcia wy szego s¹ bardzo ograniczone.

7 Sprowadzaj¹ siê do drobnych zmian zewnêtrznych b¹dê wewnêtrznych (gùównie fizjologicznych), nie mog¹ zaœ doprowadziã do wiêkszych zmian planu budowy zwierzêcia. Chocia ju dziœ mo na tworzyã hybrydy (mieszañce) pomiêdzy ró nymi formami zwierzêcymi i roœlinnymi, nic nie wskazuje na to, by twory te mogùy egzystowaã na poziomie wy szym od komórki. Od dawna w celach eksperymentalnych produkuje siê na przykùad poù¹czenia komórek ludzkich z mysimi. Takie hybrydy ludzko-mysie yj¹ jednak stosunkowo krótko. Przejawiaj¹ ponadto jedn¹, doœã ciekaw¹ wùaœciwoœã: poprzez odrzucanie ludzkich chromosomów w kolejnych podziaùach przeksztaùcaj¹ siê po pewnym czasie w komórki mysie. Nie udaùo siê wiêc wyhodowaã myszoluda, ale za to znaleziono co innego. Dziêki eksperymentom z takimi wùaœnie komórkami udaje siê mapowaã ludzkie geny, co ma olbrzymie znaczenie dla rozwoju genetyki czùowieka. Jak wskazuj¹ na to liczne badania, mo liwe jest nawet uzyskiwanie (na poziomie pojedynczej komórki) jeszcze dziwniejszych poù¹czeñ. Uzyskano na przykùad hybrydy ludzko-sùonecznikowe i ludzko-tytoniowe. Te bardzo krótko yj¹ce komórki uzyskano przez poù¹czenie roœlinnych, pozbawionych œciany komórek (tzw. protoplastów) z plemnikiem ludzkim. Badacz, który opisaù przytaczane eksperymenty nie podaù w swojej pracy dokùadnie, sk¹d wzi¹ù plemniki, choã dokùadnie opisaù sk¹d wzi¹ù komórki roœlinne. Powstaje wiêc podejrzenie, e osobiœcie próbowaù siê skrzy owaã z tytoniem i sùonecznikiem. Niestety, nic z tego nie wyszùo. Swoj¹ drog¹, czy to nie byùoby piêkne: krzy ówka naùogowego palacza tytoniu z tytoniem, palacza haszyszu z konopiami indyjskimi, wielbiciela orzeszków ziemnych z orzeszkiem ziemnym, lub pijaka z dro d em?. Przedùu enie ycia Mo liwoœci przedùu ania ycia ludzkiego s¹ coraz wiêksze. Jeœli prawd¹ jest, e starzenie siê i œmierã spowodowane s¹ powolnym zu ywaniem siê organizmu, to wszystkie wy ej wymienione techniki powinny umo liwiã znaczne przedùu enie ycia ludzkiego. Przeszczepy, wszczepy "œwie ych" mùodych tkanek (na przykùad embrionalnych komórek nerwowych do mózgu osób cierpi¹cych na niektóre postêpuj¹ce choroby centralnego ukùadu nerwowego), sztuczne narz¹dy itp. umo liwiaùyby wymianê czêœci zu ytych na nowe. Wydaje siê jednak, e gùówny problem ze starzeniem siê polega na czymœ innym: œmierã indywiduum jest w pewien sposób zakodowana w materiale genetycznym. Stanowi wiêc czêœã programu biologicznego. Poszukiwanie genów warunkuj¹cych starzenie i œmierã stanowi jeden z istotnych skùadników badañ genetycznych. Od doœã dùugiego czasu wiadomo na przykùad, e ludzkie komórki zaprogramowane s¹ na kilkadziesi¹t podziaùów komórkowych. Gdy wyczerpi¹ swój limit - umieraj¹. Pewne nadzieje budzi fakt, e niektóre ludzkie linie komórkowe potrafi¹ w warunkach hodowli in vitro odrzuciã ten program, a wiêc osi¹gn¹ã "nieœmiertelnoœã". Istnieje te naturalna nieœmiertelna linia komórek - s¹ to komórki szlaku pùciowego. Dziêki nim osobniki wprawdzie wymieraj¹, ale gatunek trwa. Ostatnio odkryto jedn¹ z przypuszczalnych przyczyn takiego stanu rzeczy. Starzenie siê i œmierã komórek somatycznych (soma- ciaùo) spowodowane s¹ stopniowym skracaniem zakoñczeñ chromosomów (telomerów) "utrzymuj¹cych" chromosomy w caùoœci. Mechanizmy prowadz¹ce do tego skracania s¹ takie, e po ka dym podziale komórkowym telomery chromosomów staj¹ siê nieco krótsze - a do zupeùnego zaniku. Chromosomy bez telomerów rozpadaj¹ siê, a rozpadowi temu towarzyszy rozpad programu genetycznego komórki i jej œmierã. Komórki somatyczne nie posiadaj¹ mechanizmu przedùu ania telomerów, który mógùby zrównowa yã niszcz¹cy wpùyw podziaùów. Linie komórkowe, które s¹ nieœmiertelne,

8 posiadaj¹ specjalny enzym, przedùu aj¹cy telomery, nazwany telomeraz¹. "Leczy" on telomery (chromosome healing) i umo liwia nieograniczon¹ liczbê podziaùów. Skoro istniej¹ linie komórek somatycznych, które siê unieœmiertelniùy w pewnym momencie hodowli, mo na wysnuã wniosek, e komórki buduj¹ce ciaùo nie trac¹ bezpowrotnie zdolnoœci syntetyzowania telomerazy. Musi istnieã jakiœ mechanizm blokuj¹cy geny koduj¹ce telomerazê, który nie dziaùa w komórkach szlaku pùciowego i mo e w pewnych warunkach ulec usuniêciu z komórek somatycznych. Co by byùo, gdybyœmy nauczyli siê odblokowywaã geny koduj¹ce telomerazê np. jakimœ œrodkiem farmakologicznym? Podobno ostatnio "Gazeta Wyborcza" na pierwszej stronie podaùa wiadomoœã, i jedna z amerykañskich firm farmakologicznych podejmuje siê ju produkcji takiego specyfiku. Wiadomoœã nie powiem - ciekawa, ale jakby przedwczesna. Pomijaj¹c inne sprawy: najlepiej poznanym efektem unieœmiertelnienia jakiejœ somatycznej linii komórkowej jest guz (nowotwór). Biotechnologia Prawie wszystko, co przedstawiùem powy ej stanowi przedmiot zainteresowañ biotechnologii - dziedziny wykorzystuj¹cej osi¹gniêcia nauk biologicznych w celach produkcyjnych. Posùuguje siê ona rozlicznymi, zapo yczonymi z biologii i in ynierii chemicznej metodami i obejmuje przemysù spo ywczy, paszowy, in ynieriê chemiczn¹ i materiaùow¹, ochronê œrodowiska, przemysù farmaceutyczny, rolnictwo, energetykê (tworzenie alternatywnych êródeù energii) i in. Przemysù biotechnologiczny oparty jest, lub wkrótce ju bêdzie na procesach recyklicznych i surowcach odnawialnych, wymaga stosunkowo maùo energii, nie zanieczyszcza œrodowiska naturalnego i wykorzystuje surowce bezu yteczne i odpady (na przykùad œmieci b¹dê œcieki). Stanowi jedyn¹ rozs¹dn¹ alternatywê dla brudnych, energochùonnych i wyniszczaj¹cych zasoby naturalne Ziemi technologii tradycyjnych. Ju w chwili obecnej przynosi olbrzymie zyski (np. z produkcji leków), a w przyszùoœci stanowiã mo e narzêdzie o ywiaj¹ce œwiatow¹ ekonomiê. Poniewa przemysù biotechnologiczny przynosi wielkie dochody (**), a wykorzystuje organizmy "wyprodukowane" w laboratoriach uczonych, niezbêdnym warunkiem jego rozwoju s¹ odpowiednie regulacje prawne, gùównie dotycz¹ce praw patentowych. W Stanach Zjednoczonych, kraju przoduj¹cym pod tym wzglêdem, S¹d Najwy szy uchwaliù kolejno: w 1980 roku - prawo do patentowania drobnoustrojów otrzymanych na drodze in ynierii genetycznej, a w 1885 to samo w odniesieniu do roœlin b¹dê ich kultur tkankowych. W 1983 roku National Institute of Health zezwoliù na wprowadzanie do œrodowiska sztucznie otrzymywanych drobnoustrojów (byùo to uprzednio zabronione). Znaczenie drobnoustrojów w biotechnologii wynika z kilku podstawowych faktów: - tylko dla nich opracowano wydajne metody manipulacji genetycznych, - namna aj¹ siê bardzo szybko i wykazuj¹ wysok¹ produkcjê - wykazuj¹ rzadkie wùaœciwoœci syntetyczne: posiadaj¹ zdolnoœã produkcji wielu unikalnych substancji (np. antybiotyków) Oto przykùady: Manipulacje genetyczne i zabiegi hodowlane doprowadziùy na przykùad do tego, e u ywany obecnie w produkcji penicyliny szczep Penicillum chrysogenium produkuje ponad razy wiêcej ni szczep odkryty i wyizolowany przez Fleminga. To tak, jakby w ci¹gu kilkudziesiêciu lat otrzymano zwiêkszenie wydajnoœci w produkcji ziemniaków, zbó lub woùowiny. Wyobraêmy sobie np. wydajnoœã nie 40, ale q z hektara (przypominam: 1q=100kg), albo œwiniê, która przybiera na wadze razy szybciej ni normalna œwinia.

9 Tylko kilka rodzajów mikroskopijnych grzybów produkuje ponad 500 ró nych, naturalnych antybiotyków. Promieniowce z jednego tylko rodzaju Streptomyces posiadaj¹ zdolnoœã syntetyzowania antybiotyków. Wydajnoœã produkcji biaùek i innych substancji przez drobnoustroje jest wrêcz nieprawdopodobna. Dro d e na przykùad s¹ razy bardziej efektywne w biosyntezie biaùka od bydùa i ponad razy od roœlin. Nie ulega wiêc w¹tpliwoœci, e kiedyœ bêdziemy musieli siêgn¹ã po biaùko produkowane przez drobnoustroje, albo zginiemy z gùodu (biaùkowego) preferuj¹c drog¹ i niewydajn¹ produkcjê roœlinnobydlêc¹. Nawet w tak tradycyjnych dziedzinach epoki dymi¹cych kominów jak np. górnictwo, mo liwe jest zastosowanie metod biotechnologicznych. W krajach wysoko rozwiniêtych (USA, Japonia, niektóre kraje Europy Zach.) drobnoustrojów u ywa siê do odsiarczania wêgla i ropy naftowej. Obecnie w wielu miejscach drobnoustroje umo liwiaj¹ wydobywanie cynku, miedzi i innych kopalin z rud o bardzo maùej ich zawartoœci. Z rudy uranu zawieraj¹cej ok. 0,05% tego pierwiastka mo na przy pomocy bakterii wydobyã ok 80% uranu. Niezwykle wa n¹ rzecz¹ jest to, e rozwój biotechnologii jakiegoœ produktu wi¹ e siê zwykle z bardzo szybkim spadkiem jego ceny. Jest to szczególnie wa ne w przypadku leków. Cena niektórych antybiotyków i hormonów spadùa kilkusetkrotnie w czasie kilku lub kilkunastu lat!. Nic w tym zreszt¹ dziwnego: aby otrzymaã 0,005 g somatostatyny (wa nego hormonu podwzgórza) trzeba zu yã przy pomocy tradycyjnej metody mózgów owiec. T¹ sam¹ iloœã hormonu mo na otrzymaã z 10 litrów hodowli bakterii Escherichia coli, odpowiednio zmodyfikowanych na drodze in ynierii genetycznej. Jak widaã, cyberpankowy œwiat, to œwiat prawdopodobny. Jego cech¹ maùo przyjemn¹ jest jednak to, e naturalne wymieranie osobników zast¹pione zostaje ich eliminacj¹ - wtedy, gdy przestaj¹ byã przydatni, b¹dê zaczynaj¹ byã niewygodni. Znowu okazuje siê wiêc, e raj dostêpny jest tylko dla nielicznych. Do tego wszystkiego kryteria naboru do raju (wùadza + kasa) s¹ zupeùnie inne, ni te, o których wspominali dotychczasowi Nauczyciele Ludzkoœci. Nawet na fantomatyczne przedùu enie ycia nie liczyùbym tak bardzo, poniewa akurat ta fantazja Gibsona wydaje siê najmniej obiecuj¹ca. Stanowi unowoczeœnion¹ wersjê wiary w duchy, które zaczêùy nazywaã siê: holokonstrukty. W ka dym razie, jeœli istnieje dziedzina zdolna unieœmiertelniã konkretn¹ osobowoœã to nie figuruje ona w znanym mi rejestrze sztuk i nauk. Pozostaniemy wiêc nadal, jak mo na przypuszczaã, przynajmniej w przewa aj¹cej masie, œmiertelni na ciele i umyœle. Wystarczyã nam powinno to, e stanowimy przemijaj¹ce (lecz na szczêœcie wymienialne) skùadniki czegoœ znacznie trwalszego: gatunku. Nieœmiertelny czùowiek to z biologicznego punktu widzenia twór równie œmieszny i bezpotrzebny jak np. nieœmiertelna w¹troba. W¹troba ma byã niezawodna a nie nieœmiertelna. Andrzej Joachimiak (*) to siê ju staùo, niedùugo po opublikowaniu tego artykuùu (**) w 2002 roku mit olbrzymej skutecznoœci i dochodowoœci biotechnologicznych gigantów zweryfikowaù rynek (patrz materiaùy zawarte w dziale rewolucja biotechnologiczna? )