Profesors dieva lomā jeb kā iespējams apturēt cilvēka novecošanos

 

Speciāli TVNET

Džordžs Čērčs (George Church) ir patlaban vadošais ģenētikas un gēnu inženierijas pētnieks. Tieši viņš atklāja „gēnu šķēres“ CRISPR un radīja iespēju rediģēt cilvēka DNS. 2012. gada augustā  Emanuele Šarpontjē (Emmanuelle Charpenter) un Dženifer Dudna (Jennifer Doudna) publicēja ideju, ka CRISPR – Cas9 varētu vēl labāk izmantot gēnu inženierijā. Tagad šis princips tiek izmantots dažādu organismu analīzē un pavisam drīz tiks lietots cilvēka gēnu apstrādē. Profesora Čērča vadībā pētījumus šajā virzienā turpina ap 100 pētnieku, cenšoties uzlabot cilvēku dzīves kvalitāti. Viņu darbība vairāk atgādina fantastikas romānu sižetu, jo uzdevumos ietilpst atrisināt donoru orgānu deficīta problēmu, glābt bojā ejai nolemtās savvaļas dzīvnieku sugas, atrast metodes un līdzekļus, kā nobremzēt cilvēku novecošanos, pārprogrammējot DNS. Nesen Džordžs Čērčs un viņa komanda arī publiski demonstrēja pētnieku grupas (Harvard Medical School) atklājumus. Tika atrasti gēni, kas spēj apturēt cilvēka ķermeņa novecošanos. Tas ir lieliski, taču šie jautājumi nav vienkārši. Tehnika attīstās straujāk, nekā mūsu prāts tiek līdzi šiem procesiem morālā vērtējuma skalā. Tikmēr sensacionālo preparātu ikviens var nopirkt tīmeklī par 30 dolāriem. Dēmons ir izlaists no pudeles. 

Zinātne kā bizness

Profesors ir izveidojis aplikāciju, ar kuras palīdzību iespējams pasūtīt DNS analīzi, lai noskaidrotu partnera gēnu riskus. Proti, vai neveidojas iespēja smagu slimību tālāknodošanai bērnos. Šādus pakalpojumus ASV piedāvā arī citi uzņēmumi nākošajiem vecākiem. Tiek veikta DNS analīze, jo katrs no mums sastāv no 22 000 gēnu kombinācijām. Tad nu tiek piedāvāts ne tikai esošo „otru pusīšu“ analīzes projekts, bet arī konkrēts plāns, kas paredz izvairīšanos no nopietnām iedzimtām kaitēm un to tālākas nodošanas bērniem.

Ģenētiska slimība rodas tad, ja vecāku gēni nav savienojami (kompatibli) un nespēj sadarboties. Šūnas veido mūsu orgānus un gēnus. To nespēja komunicēt rada priekšnosacījumus tam, ka bērns nepiedzimst vesels. „Te ir runa par pavisam nelielu gēnu kombināciju, kas rada šos lielos riskus“, – uzsver profesors Čērčs un ir gatavs mūs nomierināt, ka 97% planētas iedzīvotāju piedzimst bez šādām rūpēm.

 

Protams, ka šāda veida cilvēku selekcionēšana ir morāla problēma, jo rada priekšnoteikumus izredzēto bērnu producēšanai, kas no cilvēktiesību viedokļa nav akceptējams solis. No vienas puses šķiet, ka cilvēki ir lieliski arī ar visām savām kaitēm un slimībām. Taču no otras puses liekas apsveicami, ka kārtējais mazulis tiks atbrīvots no iedzimtas kaites, kura jau iepriekš ieprogrammēta viņa ķermenī. Viens no šādiem piemēriem bija ķīniešu biofiziķa  He Czjankui (He Jiankui) eksperimenti ar dvīņu meitenīšu embriju, panākot, ka bērni kļuva imūni pret HIV vīrusu. Proti, slimība tika anulēta vēl pirms bērnu piedzimšanas. Pētnieku par to notiesāja ar trim gadiem cietumā, taču profesoram Čērčam ir pārliecība, ka sabiedrības reakcija uz veikto eksperimentu esot bijusi pārspīlēta.

Visi dzīvi organismi sastāv no šūnām. Katrā šūnā ir noteiktu gēnu komplekts. Katrs no tiem komandē proteīnus. Ja komandā ir kļūdas un komunikācija nenotiek, tad šūna nespēj funkcionēt. Tas var izraisīt nopietnas slimības, piemēram vēzi. Gēnu terapija spēj šādās situācijās nomainīt nefunkcionējošos gēnus ar labākām rezerves daļām. Tātad, vai nu modificē visu šūnu un ieliek atpakaļ organismā, vai nomaina tikai vairākus gēnus, piemēram, sievietes olšūnā. Jaunais embrijs tad veidosies ar jaunu proteīnu. Bez iedzimtās kaites.

Somatisko gēnu terapiju šodien (kopš 2014. gada Ziemeļeiropā)  praktiski izmanto cīņā ar smagām slimībām, piemēram ar leikēmiju.

Vai gēnu inženierija ietekmēs nākotnes cilvēci tik pat būtiski kā digitalizācija ietekmē mūs šodien?

Iespējams, ka tā arī būs. Pavisam drīz katrs no mums zinās visu par saviem gēniem un to „uzvedību“ tieši tāpat kā šodien zinām savu asins ainu. Pašlaik gēnu „komplekta“ noskaidrošanas maksā pacientam apmēram 300 eiro, taču šīs izmaksas nākotnē varētu kļūt lētākas. Viens no būtiskiem šādu analīžu efektiem varētu būt iespēja nobremzēt cilvēka novecošanos. Kamēr cilvēks ir jauns, viņa ķermenis salabo šūnu komunikācijas problēmas pats. Taču ar vecumu samazinās vairāku svarīgu proteīnu daudzums cilvēka organismā un mainās to komunikācijas rutīnas. Ja šos proteīnus varētu atjaunot, tad cilvēka ķermenis pats turpināt to pašu pašregulācijas procesu, kas bija novērojams jaunībā.

Novembrī jau publicēta profesora jaunākā zinātniskā publikācija šajā jomā žurnālā Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), kas izklāsta iespēju injicēt vienu, noteiktu gēnu komplektu pelēm, lai nobremzētu vairāku ar novecošanos saistītu slimību attīstību. To skaitā bija: aptaukošanās, 2. tipa cukura diabēts un sirds – asinsvadu saslimšana. Tas nozīmē, ka salīdzinoši drīz tiks izveidots šādu trīs gēnu injekcijas modelis arī cilvēkiem. „Jā, mēs konstatējam, ka cilvēkam novecojoties, piemēram, skelets kļūst trauslāks. Tad tas ir vienīgi specifisks simptoms. Vajadzētu atrast vainīgo, jeb iemeslu (gēnu) šīs problēmas izraisīšanai, iedāvājot pacientiem jaunu ārstēšanās veidu, nevis uzskatīt, ka novecošanās ir neizbēgama“ – uzskata profesors Čērčs.

Jaunākās aplēses liecina, ka pašlaik ir iespējams pagarināt cilvēka mūžu par apmēram 20 gadiem. Ārstēšanās izmaksā vismaz miljonu eiro. Pagaidām šādus pacientus ārstē, pagarinot ķermeņa telomerus.

Telomeri DNS struktūrā ir vielas, kas pasargā hromosomas no bojājumiem. Tie norāda uz novecošanos. Ar gadiem telomeri kļūst īsāki, padarot šūnas uzņēmīgākas pret dažādām kaitēm. Tie izvietojušies mūsu hromosomās un dod komandas šūnu dalīšanās procesam. Brīdī, kad šīs komandas vairs netiek izpildītas un šūnas neatjaunojas, tad cilvēks iet bojā. Atklājums par to, ka īsi telomeri ir ciešā saistībā ar īsu dzīves ilgumu tika 2009. gadā apbalvots ar Nobela prēmiju medicīnā.

Digitalizācija, protams, ir svarīgs instruments cīņā par cilvēka veselību, jo palīdz iedziļināties jomās, kas ar „neapbruņotu aci“ nav saskatāmas un analizējamas.

Gēnu inženierija kā klimata krīzes problēmu risinātāja

Pētot pirmatnējo dzīvnieku un augu DNS, var saprast kā tie dzīvoja. Piemēram, ir iespējams radīt ziloni, kas iztur salu, pateicoties mamuta gēniem. Rezultātā ziloņi var sākt uzturēties arī Latvijā. Ja ziloņi varētu šodien veikt to pašu „mamutu  misiju“ mūsu platuma grādos, kas iespējams,, būtu veicināts sasilšanai pretējs process. Profesoram ir arī citas idejas, kas izmantojot gēnu tehniku, varētu mainīt jūras augu funkcionēšanas procesus.

Gēnu analīze pavisam tuvā nākotnē būšot norma. Pienākums. Tas būšot bezmaksas pasākums jau pēc 10 gadiem. Nākamais solis – orgānu transplantācija no cūkas cilvēkam. Tas būšot iespējams tad, kad rukša DNS tiks modificēts tā, lai cilvēka ķermenis šo orgānu pieņemtu, nevis izstumtu. Šim procesam šodien pieslēgušies daudzi zinātnes centri. Pēc šīs mīklas atminēšanās, notikšot aktīvs darbs tieši novecošanās problēmu noskaidrošanā. Jau šodien šajā virzienā tiek pētīti suņi. Kokerspanieliem Cavalier King Chares esot raksturīga bieža saslimstība ar sirds slimībām. Pašlaik tiek mēģināts noskaidrot, kā šiem suņiem būtu iespējams palīdzēt, likvidējot šo iedzimto kaiti ar gēnu inženierijas palīdzību. Kad šie eksperimenti būs beigušies, sākšoties cīņa ar cilvēka iedzimtajām kaitēm.

Vai ir iespējams šos pētījums paātrināt un atklājumus pasteidzināt?

Pēc profesora domām iespējams to izdarīt, pacientiem aktīvi piedaloties pētījumos. Eiropā Austrija aktīvi piedalījās pētnieciskajā projektā ”The Personal Genome Project” 2018, kura ietvaros austrieši aktīvi piedāvāja savus DNS un atļāva tos izmantot pētījuma vajadzībām. Lielbritānijā pašlaik tiek realizēts līdzīgs projekts.

Džordža Čērča uzņēmums darbojas vienīgi ASV, taču arī Ziemeļeiropā tiek veikti līdzīgi pētījumi. To dara Dante Labs, Eurofinsgenomics, 23andme u.c. Latvijā genoma programmu veido vairākas valsts lielākās slimnīcas, ārsti un zinātnieki. Kā arī citi uzņēmumi.

Sabiedrība pagaidām neesot īpaši ieinteresēta gēnu inženierijas pētījumu atbalstīšanā. Pašreizējā attieksme atgādinot laiku, kad daudzi neticēja drošības jostu izmantojuma efektiem automašīnā. Tagad cilvēki netic, ka pavisam drīz (ar sabiedrības atbalstu) būs iespējams apkarot smagas, iedzimtas slimības.

 

GRISPR ir jaudīgs instruments. Vai cilvēks ir spējīgs to pārvaldīt apdomīgi un tālredzīgi? Par to domas dalās. Ir tādi, kas atbalsta zinātni. Citi uztraucas un pieprasa šos pētījumus aizliegt. Šie pēdējie jau izveidojuši protesta kustību un viņus sauc par biofundamentālistiem.

Protams, ka cilvēks nav visuvarens un profesors Čērčs nav Dievs. Taču zinātne ir atnesusi cilvēcei tika daudz laba, ka atteikties no pārdrošiem eksperimentiem nebūtu saprātīgi. Agrāk, piemēram, daudzi neticēja mākslīgās apaugļošanas labvēlīgajiem efektiem, par antibiotikām nemaz nerunājot. Tagad šie atklājumi ir sevi attaisnojuši, palīdzot cilvēcei un cilvēkiem. Zinātnes atklājumi un to ieviešana obligāti nenoved pie anti utopijām. Ja pirms 30 gadiem eitanāziju daudzi uztvēra kā starta situāciju slepkavu valstij, tad šodien par to jau runā saprātīgi, apdomīgi un humāni.

Pasaule mainās un cilvēki līdzi tai.

Es, protams, dotu priekšroku humanitārajām zinātnēm, pieprasot no zinātniekiem instrumentu, kas palīdzētu cilvēku sabiedrību padarīt labāku, empātisku, godīgu un taisnīgu. Pagaidām pēc šādiem pētījumiem nav pieprasījuma. Tāpēc ir pamats uzmanīties, vai CRISPR brīvā tirgus situācijā nevar kļūt par turīgo un bagāto cilvēku zālēm, kas palīdzēs izveidot ne tikai naudīgu, bet arī ģenētiski pārāku eliti. Pārējie tad attiecīgi kļūs par vergiem.

Jautājumu ir daudz.

Pārāk daudz.

Treniņš nodrošina labākus gēnus. Kafija palīdz.

2012. gada 17. marts
Rīta skrējiens. Sandras Veinbergas foto.

Rīta skrējiens. Sandras Veinbergas foto.

Šorīt krosiņu noskrēju viegli. Sniega un ledus vairs nav un pirmie krokusi jau spraucas ārā no meža sūnām.

Saules mazliet pietrūkst, bet var iztikt ar piedāvāto, tīro pavasara gaisu.

Paldies par to pašu.

Svaigs gaiss tagad ir dabūts un var sākt strādāt.

Par manu regulāro krosiņu zinātnisko efektu es izlasīju tikai šorīt.

Sēžot pie datora un studējot Karolinskas Akadēmiskās Klīniskās Slimnīcas jaunākā pētījuma rezultātus.

Ceru, ka jaunā ziņa iepriecinās arī jūs.

🙂

Izrādās, ka regulārie krosiņi uzlabo ne tikai sajūtas un fizisko formu, bet arī pilnveido mūsu gēnus. Līdz šim tika uzskatīts, ka gēnus mēs mantojam no vecākiem un ar tiem jāsamierinās.

Tie ir tādi kādi nu ir.

Pārmainīt šo ģenētisko mantojumu nav iespējams.

Tagad izrādās, ka epiģenētikas pētījumi liks mums mainīt šos pieņēmumus, jo mūsu dzīves laikā DNS var manīties. 

Jaunākais pētījums šajā jomā saistās tieši ar treniņiem.

Pētnieki ir analizējuši 14 veselu cilvēku DNS pēc fiziskas slodzas treniņā.

”Izmēģinājuma trusīši” bija parasti paslinki mūsu laika biedri, kas lielāko sava brīvā laika daļu mēdza pavadīt kā dīvāna spilveni – guļot, snaužot vai ēdot pie televizora.

Tagad pierādījies, ka jau ar pirmo treniņu, viņu gēni piedzīvojuši straujas pārmaiņas. 

Runa nav uzreiz par pārmaiņām pamata ģenētiskajā koda, bet gan par izmaiņām DNS molekulās, muskuļu audos.

Golfs martā. 2012. Foto autore - Sandra Veinberga

Golfs martā. 2012. Foto autore - Sandra Veinberga

  • Mūsu muskuļi ir formējami. Bieži taču mēs sakām – tas ko tu ēd, nosaka to kas tu esi. Muskuļu virzienā notiek tieši tas pats – tavi muskuļi pasaka kas un kāds tu esi. Ja kāds no muskuļiem netiek izmantots, tad cilvēks vairs nevar lietot šo mehānismu, kas viņam faktiski ir piešķirts un devalvē savu organismu – konstatē KI Klīniskās  fizioloģijas profesors Džulians Ziertahs.

Treniņa laikā notiekošās ģenetētiskās pārmaiņas ķermenī ir komplicētas.

Lai šo sarežģīto procesu paskaidrotu īsi es to formulētu tā – treniņš ierobežo metilgrupu skaita noenkurošanos jūsu gēnos. 

Tātad – tīra šūnas. 

Šajā pētījumā atklāts arī negaidīts blakus efekts, kas tikko publicēts žurnālā Cell metabolism. 

Izrādās, ka kofeīns līdzīgi iedarbojas uz metilgrupām.

Viena tase espresso (izrādās) ir noderīga nevis kaitīga lieta.

Taču Karolinska Institūta pētnieki nevēlas likt vienādības zīmi starp rīta krosiņu un espresso tasi brokastīs.

Regulārai fiziskajai slodzei esot vēl daudz vairāk pozitīvu blakus efektu.

Tas, protams, iepriecina.

Par to der padomāt rīt no rīta, kad skriesim nākamo krosiņu cauri pavasarim un svētdienai.

Lai izdodas labi justies un …pilnveidot savus gēnus! ”:)