Rozmowa z JEANEM-CLAUDE’EM AMEISENEM, profesorem immunologii Uniwersytetu Paris VII
Bożena Kastory: - W swojej książce "La sculpture du vivant" ("Rzeźbienie żyjących") napisał pan, że każdego dnia setki miliardów komórek w naszym ciele popełnia samobójstwo. Co jest przyczyną tej masowej autodestrukcji?
Jean-Claude Ameisen: - Od pierwszych dni istnienia, gdy jesteśmy zaledwie zaczątkiem embrionu, samozagłada komórek decyduje o naszym kształcie, później - o naszej pamięci, świadomości, możliwości zwalczania chorób, zdolności przetrwania.
- Śmierć jest zwykle synonimem ostatecznej klęski, a nie narzędziem tworzenia.
- Dlatego przez długi czas uważano śmierć komórek (podobnie jak naszą własną) za katastrofę, negację życia, zagrożenie. Tymczasem odkrywamy zupełnie nowe jej oblicze. Okazuje się, że każda z naszych komórek ma wpisany program autodestrukcji. W pewnym sensie trwa w zawieszeniu między życiem a śmiercią. Może przetrwać tylko wtedy, gdy nieustannie otrzymuje sygnały, że jest potrzebna. Brak impulsów uruchamia program samozniszczenia.
- Czy naukowcy byli zdumieni odkryciem, że w miliardach komórek naszego ciała toczy się gra między życiem a śmiercią?
- To odkrycie kompletnie sprzeciwiało się temu, co podpowiada nam intui-cja. W niepokojący, paradoksalny sposób pokazywało, że coś tak negatywnego jak śmierć lub samodestrukcja może służyć kreacji, że jest siłą twórczą. Dlatego dość długo trwało, zanim uznano je za biologiczną rzeczywistość. Już jakiś czas temu stwierdzono, że wiele komórek umiera w trakcie rozwoju embrionalnego. Wydawało się to zaskakujące. Nie chorowały, nie były uszkodzone ani stare, stanowiły część młodych, dopiero się tworzących ciał, a jednak ginęły. Wydawało się, że dzieje się to bez żadnej przyczyny. Najpierw sądzono, że przy jednoczesnym powstawaniu wielu nowych komórek część z nich może być nieudana. Przypuszczano, że organizm nie potrafi skutecznie kontrolować procesu zachodzącego w krótkim czasie na tak dużą skalę. Wkrótce jednak zauważono, że umierające komórki zawsze znajdują się w tych samych miejscach. Dłoń ludzkiego embrionu ma początkowo kształt rękawiczki z jednym palcem. W pewnym momencie komórki tworzące połączenia między palcami giną i ręka ma dzięki temu pięć palców.
- Śmierć komórek przypomina w tym wypadku pracę rzeźbiarza, który odrzuca z powstającej postaci to, co niepotrzebne.
- Innym przykładem tworzenia poprzez samozniszczenie jest rozwój narządów płciowych. Na najwcześniejszym etapie u ludzkich embrionów pojawiają się zawiązki genitaliów zarówno męskich, jak i kobiecych. Dopiero później - zależnie od tego, czy embrion ma płeć genetyczną męską (tzn. jest wyposażony w parę chromosomów XY), czy też żeńską (chromosomy XX) - narządy płci przeciwnej zanikają. Tworzące je komórki popełniają samobójstwo. Nie zostaje po nich żaden ślad.
- W swojej książce pisze pan, że ten sam proces kształtuje sieć połączeń w mózgu.
- Zauważono, że w powstającym móz-gu połowa neuronów ginie. Zadano sobie pytanie, dlaczego druga połowa pozostaje, co ją wyróżnia. Jak wiadomo, najważniejszą rolą komórek nerwowych jest nawiązanie kontaktu z innymi i utworzenie sieci, którą popłyną sygnały utrwalające wspomnienia. Sieć jest olbrzymia, pod względem skomplikowania nie ma sobie równej. Liczy około miliona miliardów wypustek nerwowych pomiędzy stu miliardami neuronów. Na każdą komórkę nerwową przypada około 10 tys. połączeń, które nie mogą być przypadkowe.
- Czy tak złożony układ można zaprojektować z góry?
- Nie, nic ani nikt tego nie projektuje. Tu rządzi spontaniczność i śmierć. Każda komórka nerwowa kieruje wypustki w stronę sygnałów nadchodzących od innych neuronów. Jeśli połączenie jest właściwe, otrzymuje impuls wyłączający program jej samodestrukcji. Jest potrzebna, nie musi zatem popełniać samobójstwa. Jeśli jednak połączenie okaże się błędne albo dobiegający sygnał jest za słaby lub zniekształcony, komórka musi zginąć. Wszystkie źle połączone neurony zostają usunięte. W rezultacie powstaje fantastyczna sieć, w której setki miliardów neuronów są bezbłędnie powiązane z innymi. Wszystko, co nie było doskonałe, zniknęło.
- Kiedy zaczął się pan zajmować samobójstwami komórek?
- Wirus HIV powodujący AIDS dostaje się do pewnych komórek, zakaża je i powoduje ich zniszczenie. Przy okazji ginie też wiele innych, nie zainfekowanych. Nie umieliśmy wytłumaczyć, dlaczego tak się dzieje, co je zabija. W tym czasie mój ojciec nagle poważnie zachorował. Dawano mu kilka miesięcy życia. Nie mogłem się uwolnić od myślenia o śmierci, o jej sensie. Wiedziałem już, że samozniszczenie komórek odgrywa pozytywną rolę w tworzeniu embrionu, kształtowaniu ludzkiego układu immunologicznego, konstruowaniu mózgu. To była kreacja poprzez śmierć. Zacząłem się jednak zastanawiać, czy ta zdolność nie bywa niekiedy siłą destrukcyjną, niszczącą. Dotychczas uważano, że przyczyną zagłady komórek jest choroba; zostają bezpośrednio zaatakowane przez wirus lub bakterię albo mutują. Jedynym ratunkiem jest wówczas usunięcie agresora - zabicie wirusa bądź bakterii, usunięcie nowotworu. Zacząłem myśleć, że może jest inaczej; być może masowa śmierć komórek podczas choroby następuje dlatego, że ich program samozniszczenia włącza się w złym momencie, w nieodpowiednim miejscu i z niewłaściwego powodu.
- Dlaczego program miałby się uruchamiać w komórkach, których choroba wcale nie dotknęła?
- Być może otrzymują informację, że sytuacja odbiega od normy, że równowaga została zakłócona. Może tracą zdolność właściwego odczytywania sygnału, który zwykle je powstrzymuje od samozniszczenia. Wiedzą, że dzieje się coś złego, i reagują najsilniej, jak potrafią - popełniają samobójstwo. Jeśli rzeczywiście tak jest, to może nawet w obecności czynników chorobotwórczych udałoby się zmienić impuls zmuszający je do autodestrukcji lub zmienić ich reakcję na ten sygnał i w rezultacie powstrzymać chorobę.
- Czy można mieć nadzieję, że powstanie w ten sposób zupełnie nowa metoda terapii?
- Od pięciu lat wiemy, że w większości chorób wywoływanych eksperymentalnie u zwierząt i powodujących masową samobójczą śmierć komórek możemy zablokować sygnały wywołujące samozniszczenie i zapobiec rozszerzaniu się choroby. Na przykład podczas wylewu krwi do mózgu wiele komórek ginie nie z powodu braku tlenu, ale na skutek autodestrukcji. Otrzymują sygnały o nadchodzącym niebezpieczeństwie i wybierają śmierć. Jeśli zablokuje się te sygnały, nie dojdzie do uszkodzenia znacznej części mózgu i paraliżu. Zapobiegając samobójstwom komórek, można powstrzymać także choroby wątroby, neurodegeneracyjne schorzenia mózgu oraz niektóre nowotwory.
- Nie obawia się pan, że zablokowanie tak potężnego mechanizmu może się okazać groźne dla organizmu?
- Każda terapia mająca zahamować postępy poważnej choroby wywołuje zarówno zmiany pozytywne, jak i skutki uboczne. Kiedy na przykład podajemy insulinę ludziom cierpiącym na cukrzycę, ratujemy im życie, ale wywołujemy też skutki niepożądane. Gdy choroba zagraża życiu, podejmujemy terapię, godząc się z pewnymi zagrożeniami. Jeśli zablokujemy mechanizm autodestrukcji komórek na dzień lub tydzień, nie będzie to problemem. Gdyby trwało to dłużej, miałoby poważne konsekwencje. Próbuje nad tym zapanować wiele laboratoriów na świecie. Odkrywamy różne sygnały powodujące śmierć komórek i różne strategie samozniszczenia. Prawdopodobnie będzie można działać na nie wybiórczo, ale to dopiero początek odkryć i tworzenia nowych metod leczenia.
- Czy komórki wszystkich organiz-mów mają zdolność samozagłady?
- Potrafią to robić zarówno komórki roślin, jak i zwierząt.
- A bakterie?
- Odkryto, że w bakteriach istnieje program autodestrukcji, lecz to nie one go wypracowały. Wniosły go do komórek atakujące je wirusy. Miały one gen kodujący toksynę, która była usuwana z bakterii i zabijała inne, nie zainfekowane komórki. Te same wirusy powodowały wytwarzanie przez bakterię antidotum na truciznę. Dzięki temu bakteria mogła przetrwać - a wraz z nią wirus. Toksyna była jednak obecna stale, a rozkładające ją antidotum musiało być wytwarzane wciąż od nowa. Bakteria, która pokonała wirus, powodowała równocześnie włas-
ną śmierć. Jeśli go nie zniszczyła, przekazywała komórkom potomnym wraz z własnym materiałem genetycznym program samobójstwa i sposób ochrony przed nim. Cztery lata temu grupa uczonych izraelskich znalazła bakterie wytwarzające jednocześnie zabójcze trucizny i enzymy ratujące przed śmiercią. Program samozniszczenia komórek, odgrywający zarówno rolę twórczą, jak i negatywną w naszych ciałach, pojawił się bardzo dawno temu jako sposób na zwiększenie szans przetrwania bakterii zarażonych przez wirusy. Wynalazek przetrwał miliardy lat i dziś jest wpisany w każdą z naszych komórek. Czasem ma siłę twórczą, czasem niszczącą. Mamy nadzieję opracować strategię, która uwolni nas od negatywnych skutków samobójstw komórek, towarzyszących większości chorób.
Jean-Claude Ameisen: - Od pierwszych dni istnienia, gdy jesteśmy zaledwie zaczątkiem embrionu, samozagłada komórek decyduje o naszym kształcie, później - o naszej pamięci, świadomości, możliwości zwalczania chorób, zdolności przetrwania.
- Śmierć jest zwykle synonimem ostatecznej klęski, a nie narzędziem tworzenia.
- Dlatego przez długi czas uważano śmierć komórek (podobnie jak naszą własną) za katastrofę, negację życia, zagrożenie. Tymczasem odkrywamy zupełnie nowe jej oblicze. Okazuje się, że każda z naszych komórek ma wpisany program autodestrukcji. W pewnym sensie trwa w zawieszeniu między życiem a śmiercią. Może przetrwać tylko wtedy, gdy nieustannie otrzymuje sygnały, że jest potrzebna. Brak impulsów uruchamia program samozniszczenia.
- Czy naukowcy byli zdumieni odkryciem, że w miliardach komórek naszego ciała toczy się gra między życiem a śmiercią?
- To odkrycie kompletnie sprzeciwiało się temu, co podpowiada nam intui-cja. W niepokojący, paradoksalny sposób pokazywało, że coś tak negatywnego jak śmierć lub samodestrukcja może służyć kreacji, że jest siłą twórczą. Dlatego dość długo trwało, zanim uznano je za biologiczną rzeczywistość. Już jakiś czas temu stwierdzono, że wiele komórek umiera w trakcie rozwoju embrionalnego. Wydawało się to zaskakujące. Nie chorowały, nie były uszkodzone ani stare, stanowiły część młodych, dopiero się tworzących ciał, a jednak ginęły. Wydawało się, że dzieje się to bez żadnej przyczyny. Najpierw sądzono, że przy jednoczesnym powstawaniu wielu nowych komórek część z nich może być nieudana. Przypuszczano, że organizm nie potrafi skutecznie kontrolować procesu zachodzącego w krótkim czasie na tak dużą skalę. Wkrótce jednak zauważono, że umierające komórki zawsze znajdują się w tych samych miejscach. Dłoń ludzkiego embrionu ma początkowo kształt rękawiczki z jednym palcem. W pewnym momencie komórki tworzące połączenia między palcami giną i ręka ma dzięki temu pięć palców.
- Śmierć komórek przypomina w tym wypadku pracę rzeźbiarza, który odrzuca z powstającej postaci to, co niepotrzebne.
- Innym przykładem tworzenia poprzez samozniszczenie jest rozwój narządów płciowych. Na najwcześniejszym etapie u ludzkich embrionów pojawiają się zawiązki genitaliów zarówno męskich, jak i kobiecych. Dopiero później - zależnie od tego, czy embrion ma płeć genetyczną męską (tzn. jest wyposażony w parę chromosomów XY), czy też żeńską (chromosomy XX) - narządy płci przeciwnej zanikają. Tworzące je komórki popełniają samobójstwo. Nie zostaje po nich żaden ślad.
- W swojej książce pisze pan, że ten sam proces kształtuje sieć połączeń w mózgu.
- Zauważono, że w powstającym móz-gu połowa neuronów ginie. Zadano sobie pytanie, dlaczego druga połowa pozostaje, co ją wyróżnia. Jak wiadomo, najważniejszą rolą komórek nerwowych jest nawiązanie kontaktu z innymi i utworzenie sieci, którą popłyną sygnały utrwalające wspomnienia. Sieć jest olbrzymia, pod względem skomplikowania nie ma sobie równej. Liczy około miliona miliardów wypustek nerwowych pomiędzy stu miliardami neuronów. Na każdą komórkę nerwową przypada około 10 tys. połączeń, które nie mogą być przypadkowe.
- Czy tak złożony układ można zaprojektować z góry?
- Nie, nic ani nikt tego nie projektuje. Tu rządzi spontaniczność i śmierć. Każda komórka nerwowa kieruje wypustki w stronę sygnałów nadchodzących od innych neuronów. Jeśli połączenie jest właściwe, otrzymuje impuls wyłączający program jej samodestrukcji. Jest potrzebna, nie musi zatem popełniać samobójstwa. Jeśli jednak połączenie okaże się błędne albo dobiegający sygnał jest za słaby lub zniekształcony, komórka musi zginąć. Wszystkie źle połączone neurony zostają usunięte. W rezultacie powstaje fantastyczna sieć, w której setki miliardów neuronów są bezbłędnie powiązane z innymi. Wszystko, co nie było doskonałe, zniknęło.
- Kiedy zaczął się pan zajmować samobójstwami komórek?
- Wirus HIV powodujący AIDS dostaje się do pewnych komórek, zakaża je i powoduje ich zniszczenie. Przy okazji ginie też wiele innych, nie zainfekowanych. Nie umieliśmy wytłumaczyć, dlaczego tak się dzieje, co je zabija. W tym czasie mój ojciec nagle poważnie zachorował. Dawano mu kilka miesięcy życia. Nie mogłem się uwolnić od myślenia o śmierci, o jej sensie. Wiedziałem już, że samozniszczenie komórek odgrywa pozytywną rolę w tworzeniu embrionu, kształtowaniu ludzkiego układu immunologicznego, konstruowaniu mózgu. To była kreacja poprzez śmierć. Zacząłem się jednak zastanawiać, czy ta zdolność nie bywa niekiedy siłą destrukcyjną, niszczącą. Dotychczas uważano, że przyczyną zagłady komórek jest choroba; zostają bezpośrednio zaatakowane przez wirus lub bakterię albo mutują. Jedynym ratunkiem jest wówczas usunięcie agresora - zabicie wirusa bądź bakterii, usunięcie nowotworu. Zacząłem myśleć, że może jest inaczej; być może masowa śmierć komórek podczas choroby następuje dlatego, że ich program samozniszczenia włącza się w złym momencie, w nieodpowiednim miejscu i z niewłaściwego powodu.
- Dlaczego program miałby się uruchamiać w komórkach, których choroba wcale nie dotknęła?
- Być może otrzymują informację, że sytuacja odbiega od normy, że równowaga została zakłócona. Może tracą zdolność właściwego odczytywania sygnału, który zwykle je powstrzymuje od samozniszczenia. Wiedzą, że dzieje się coś złego, i reagują najsilniej, jak potrafią - popełniają samobójstwo. Jeśli rzeczywiście tak jest, to może nawet w obecności czynników chorobotwórczych udałoby się zmienić impuls zmuszający je do autodestrukcji lub zmienić ich reakcję na ten sygnał i w rezultacie powstrzymać chorobę.
- Czy można mieć nadzieję, że powstanie w ten sposób zupełnie nowa metoda terapii?
- Od pięciu lat wiemy, że w większości chorób wywoływanych eksperymentalnie u zwierząt i powodujących masową samobójczą śmierć komórek możemy zablokować sygnały wywołujące samozniszczenie i zapobiec rozszerzaniu się choroby. Na przykład podczas wylewu krwi do mózgu wiele komórek ginie nie z powodu braku tlenu, ale na skutek autodestrukcji. Otrzymują sygnały o nadchodzącym niebezpieczeństwie i wybierają śmierć. Jeśli zablokuje się te sygnały, nie dojdzie do uszkodzenia znacznej części mózgu i paraliżu. Zapobiegając samobójstwom komórek, można powstrzymać także choroby wątroby, neurodegeneracyjne schorzenia mózgu oraz niektóre nowotwory.
- Nie obawia się pan, że zablokowanie tak potężnego mechanizmu może się okazać groźne dla organizmu?
- Każda terapia mająca zahamować postępy poważnej choroby wywołuje zarówno zmiany pozytywne, jak i skutki uboczne. Kiedy na przykład podajemy insulinę ludziom cierpiącym na cukrzycę, ratujemy im życie, ale wywołujemy też skutki niepożądane. Gdy choroba zagraża życiu, podejmujemy terapię, godząc się z pewnymi zagrożeniami. Jeśli zablokujemy mechanizm autodestrukcji komórek na dzień lub tydzień, nie będzie to problemem. Gdyby trwało to dłużej, miałoby poważne konsekwencje. Próbuje nad tym zapanować wiele laboratoriów na świecie. Odkrywamy różne sygnały powodujące śmierć komórek i różne strategie samozniszczenia. Prawdopodobnie będzie można działać na nie wybiórczo, ale to dopiero początek odkryć i tworzenia nowych metod leczenia.
- Czy komórki wszystkich organiz-mów mają zdolność samozagłady?
- Potrafią to robić zarówno komórki roślin, jak i zwierząt.
- A bakterie?
- Odkryto, że w bakteriach istnieje program autodestrukcji, lecz to nie one go wypracowały. Wniosły go do komórek atakujące je wirusy. Miały one gen kodujący toksynę, która była usuwana z bakterii i zabijała inne, nie zainfekowane komórki. Te same wirusy powodowały wytwarzanie przez bakterię antidotum na truciznę. Dzięki temu bakteria mogła przetrwać - a wraz z nią wirus. Toksyna była jednak obecna stale, a rozkładające ją antidotum musiało być wytwarzane wciąż od nowa. Bakteria, która pokonała wirus, powodowała równocześnie włas-
ną śmierć. Jeśli go nie zniszczyła, przekazywała komórkom potomnym wraz z własnym materiałem genetycznym program samobójstwa i sposób ochrony przed nim. Cztery lata temu grupa uczonych izraelskich znalazła bakterie wytwarzające jednocześnie zabójcze trucizny i enzymy ratujące przed śmiercią. Program samozniszczenia komórek, odgrywający zarówno rolę twórczą, jak i negatywną w naszych ciałach, pojawił się bardzo dawno temu jako sposób na zwiększenie szans przetrwania bakterii zarażonych przez wirusy. Wynalazek przetrwał miliardy lat i dziś jest wpisany w każdą z naszych komórek. Czasem ma siłę twórczą, czasem niszczącą. Mamy nadzieję opracować strategię, która uwolni nas od negatywnych skutków samobójstw komórek, towarzyszących większości chorób.
Więcej możesz przeczytać w 6/2001 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.