Naukowcy odkrywają sposób na nieśmiertelność

Damian Sojka, biotechnolog, Alicja Bobrowicz, Metro
29.03.2015 17:04
Człowiek od wieków marzy o nieśmiertelności. A ta jest bliżej niż myślimy, bo w niektórych naszych komórkach. Jak naukowcy to odkryli i czy blisko już, by podarowali nam zdrowe życie wieczne?
Każdy z nas jest zbudowany z niezliczonej liczby komórek. W zawartym w nich materiale genetycznym zakodowana jest informacja o nieśmiertelności. Z wiekiem powoli tracimy zdolność regeneracji i dlatego się starzejemy. Czy gdybyśmy mogli zatrzymać ten proces, żylibyśmy wiecznie?

Zdrowe ludzkie komórki obumierają

Niemal od początku minionego wieku badacze szukali sposobu na to, by hodować ludzkie komórki w laboratorium. Chcieli sprawić, by pojedyncza komórka dzieliła się bez ograniczeń w warunkach laboratoryjnych (in vitro). Mieli nadzieję, że odkryją przyczyny i metody leczenia wielu chorób.

W latach 40. naukowcy z Narodowych Instytutów Zdrowia - najważniejszej rządowej instytucji zajmującej się badaniami biomedycznymi w Stanach Zjednoczonych - udowodnili, że jest to możliwe w przypadku komórek mysich. Zdołali sprawić, by namnażały się w warunkach in vitro. Komórki pobierane od ludzi nie chciały dzielić się i zazwyczaj po kilku dniach obumierały. Ale George Gey, szef badaczy zajmujących się hodowlą tkankową w szpitalu Johna Hopkinsa w Baltimore, nie dawał za wygraną. Wraz z żoną Margaret, eksperymentując z różnymi pożywkami i warunkami hodowli próbował uzyskać linię komórek nowotworowych zdolną do hodowli w laboratorium. Przez wiele lat bez sukcesu.

Komórki nowotworowe są nieśmiertelne

Aż ponad 60 lat temu przed drzwiami szpitala Johna Hopkinsa stanęła Henrietta Lacks. Czarnoskóra trzydziestolatka wykryła u siebie "narośl w łonie". Wynik biopsji był jednoznaczny: złośliwy rak szyjki macicy. Kobietę skierowano na curieterapię (jak wtedy nazywano leczenie radem). W trakcie pierwszego zabiegu - bez jej wiedzy i zgody, z guza pobrano komórki. Rak był wyjątkowo agresywny, Henrietta zmarła po ośmiu miesiącach od postawienia diagnozy.

Komórki, które trafiły do probówek doktora Geya, okazały się wyjątkowe. Wykazywały niespotykaną wcześniej zdolność do podziałów w warunkach in vitro. Każdej doby ich liczba podwajała się, idąc w setki, a wkrótce w miliony. Okazały się nieśmiertelne.

Dały początek pierwszej linii komórkowej, nazwanej od imienia i nazwiska pacjentki HeLa i szybko trafiły do niemal każdego laboratorium na świecie.

Są hodowane do dziś. Szacuje się, że gdyby zebrać je wszystkie, ważyłyby ponad 50 mln ton! Pozwoliły wykonać ponad 60 tys. badań naukowych, dokonać licznych przełomów w medycynie, zbudowały tysiące karier. To dzięki nim naukowcy zrozumieli np., jak przebiega zakażenie wirusem HIV, wynaleźli szczepionkę na polio i na wirusa brodawczaka ludzkiego. Korzystano z nich podczas mapowania ludzkiego genomu.

Wyjątkowe komórki Henrietty

Co sprawia, że komórki Henrietty są tak wyjątkowe? Żeby to zrozumieć, trzeba najpierw odkurzyć wiedzę o budowie komórki.

Informacja o nas samych zapisana jest w DNA, ciasno zapakowanym w 23 pary chromosomów, które znajdują się w jądrze komórkowym. Przy każdym podziale komórki, chromosomy ulegają skróceniu. Na szczęście dla nas natura zabezpieczyła je sekwencjami ochronnymi - telomerami. Włożyła na końcówki pałeczkowatych chromosomów coś, co przypomina skuwki w sznurówkach. Dzięki temu tylko telomery ulegają skróceniu. A że nie mają w sobie żadnych cennych informacji, to dla nas niewielka strata.

Do czasu. Bo telomery także nie są wieczne, po ok. 50 podziałach komórki ulegają nadmiernemu skróceniu (to tzw. limit Hayflicka), wtedy nasze komórki starzeją się i obumierają. Co widać: skóra wiotczeje, pojawiają zmarszczki.

Komórek HeLa i innych nowotworowych to nie dotyczy. Dlatego okrzyknięto je nieśmiertelnymi, limity podziałów ich nie obowiązują. Dopiero w 1984 r. (czyli ponad 30 latach po śmierci Henrietty) naukowcy z Yale zrozumieli dlaczego. Odkryli, że w komórkach nowotworowych aktywny jest enzym, którego nie ma w większości zdrowych komórek. Nazwali go telomerazą.

Jak wydłużyć telomery

Nietrudno sobie wyobrazić, jak odkrycie telomerazy pobudziło wyobraźnię naukowców. Bo gdyby tak sprawić, by taki enzym produkowały też zdrowe komórki

W 1997 r. badacze z Uniwersytetu Teksańskiego w Dallas i z kalifornijskiej firmy Geron Corp. odkryli, że tak się dzieje także w przypadku naszych komórek macierzystych, nie tylko tych obecnych w nas w czasie życia płodowego ale również w niewielkiej liczbie później w dorosłym organizmie. Aktywna telomeraza umożliwia im nieograniczoną liczbę podziałów.

Pod koniec 2014 r. naukowcy z Uniwersytetu Stanforda ogłosili, że udało im się odmłodzić ludzkie komórki skóry i mięśni, wydłużając telomery. Wykorzystali do tego zmodyfikowane RNA i "nakłonili" komórki, by produkowały jeden ze składników aktywnej telomerazy, a mianowicie białko TERT. W efekcie mogły się dzielić nawet 40 razy dłużej niż zwykłe.

Naukowcy tłumaczyli, że na razie odkrycie ułatwi hodowlę zdrowych komórek do dalszych badań. Ale w przyszłości może przełożyć się na opracowanie leczenia albo zapobiegania chorobom, wynikającym ze starzenia się organizmu. Do tego potrzeba jednak dalszych badań.

Na razie więc nieśmiertelne są tylko marzenia kobiet i mężczyzn o braku zmarszczek i wiecznie młodym wyglądzie. A to z kolei chętnie wykorzystują marketingowcy z firm kosmetycznych. Na rynku można znaleźć kremy, które rzekomo zawierają telomerazę albo komórki macierzyste i sprawią, że będziemy lepiej wyglądać. Nie dajmy się zwieść. Jak dotąd są to tylko złudne nadzieje, a rzetelnych badań naukowych na ten temat jest niewiele.

Skąd naukowcy biorą komórki

HeLa to pierwsza wyprowadzona do badań ludzka linia komórkowa. Jej komórki dzielą się bardzo szybko, często przewyższając tempem podziału inne nowotworowe. Ale przez ponad 60 lat od jej powstania, badacze udoskonalili metody hodowli komórek in vitro. Dziś linii komórkowych jest nieskończenie wiele.

Laboratoria kupują linie wywodzące się z konkretnej tkanki w tzw. bankach linii komórkowych. Te gromadzą komórki ludzkie i zwierzęce pobrane z różnych narządów m.in. podczas operacji i zabiegów. Dysponują zarówno komórkami prawidłowymi, jak i nowotworowymi. Ceny są różne, zazwyczaj ok. 2-3 tys. zł za jedną linię.

Dziś już dawca musi wyrazić zgodę na użycie jego komórek do badań. I pozostaje anonimowy (linie są oznaczone liczbami i literami). Naukowiec wie o nim tylko tyle, ile potrzeba do badań, jakie wykonuje. Czasem zna m.in. wiek i płeć. W przypadku raka płuca może wiedzieć też np., czy pacjent palił papierosy. Wybiera rodzaj nowotworu, na którym chce się skupić. Bada zazwyczaj kilka linii komórkowych danego typu. W celu ułatwienia interpretacji wyników badań i porównań z wynikami innych naukowców często bierze pod uwagę popularność linii.

Rzecznicy nauki

Na łamach "Metra" gościmy młodych naukowców, finalistów konkursu FameLab. To badacze, którzy potrafili w trzy minuty porywająco i zrozumiale opowiedzieć o swojej pracy. Teraz uczymy się od siebie, tak by razem mówić o tym, co w nauce ważne. Bo czemu serwować ludziom naukowe opowieści tylko raz do roku ze sceny?

Organizatorzy konkursu - Centrum Nauki Kopernik i British Council - wymyślili program "Rzecznicy nauki", do którego zaprosili dziennikarzy popularyzujących naukę oraz finalistów poprzednich edycji FameLab.

Z "Metrem" współpracuje m.in. Damian Sojka, biotechnolog, który prowadzi badania w gliwickim oddziale Centrum Onkologii - Instytucie im. Marii Skłodowskiej-Curie. Zgłębia mechanizmy zachodzące w komórkach nowotworowych pod wpływem leków cytostatycznych. Wyjaśniał już naszym czytelnikom, dlaczego tak ważne jest niedawne odkrycie nowego antybiotyku. Dziś opowiada, jak naukowcy poszukują recepty na nieśmiertelność

Student medycyny apeluje: Oglądajcie swoją kupę!


Zobacz także
  • Podziel się