Ile kosztuje in vitro

Temat klonowania organów wzbudza ogromne kontrowersje. Religijni katastrofiści dopatrują się w tej teoretycznej praktyce skraju ludzkości, wizji ziemi opanowanej przez monstra. Wiele z tego stereotypu zawdzięczamy popularnej kulturze, kultywującej z największym uwielbieniem motyw szalonego naukowca. Od czasów Frankensteina, Dr Jekylla i Mr. Hyde’a, ta nadużywana klisza wciąż powraca – pewien człowiek, pragnący zabawić się w Boga, tworzy w swoim laboratorium potwora nad którym nie potrafi zapanować.
Jak zwykle, wynika to z obawy przed nieznanym – naukowcy w swoich białych fartuchach i zamkniętych laboratoriach nie wydają się być dużo inni od alchemików. Jednakże, od klonowania organów do wizji ludzkości opanowanej przez nieumarłych… jest dosyć daleka droga. Ba, umiejętność sklonowania pojedynczego organu wcale jeszcze nie gwarantuje umiejętności sklonowania człowieka. Równocześnie, może uratować setki istnień ludzkich – ludzi z nieodwracalnie chorymi organami wewnętrznymi, rakiem skóry i setkami innych schorzeń, na które dzisiaj jedynym ratunkiem jest pasujący dawca.
Prawdopodobnie prędko nie znajdziemy rozwiązania tego problemu. Istnieje małe prawdopodobieństwo, że świat nauki zatrzyma się na samych organach. Do tego momentu, minie jednak spory kawał czasu, a już w tej chwili ludzie potrzebują pomocy.

Słowo „Mama”, tak doskonale wszystkim znane. Słowo, które jednych chwyta za serce i wzrusza, innym maluje promienny uśmiech na twarzy, a jeszcze innych głęboko zasmuca.
Miłość matki do dziecka jest najpiękniejszą więzią na świecie, jest czymś niezwykłym. Matka ma obowiązek chronić swoje dziecko, dać mu miłość oraz poczucie bezpieczeństwa. Jednak czy zawsze tak jest? Nie raz i nie dwa podawano w mediach bardzo wstrząsające informacje: „Młoda matka porzuciła dziecko w śmietniku”, „Znaleziono martwe ciało noworodka”, „Kobieta urodziła pijane dziecko” i wiele innych. Na samą myśl człowieka ogarnia swoistego rodzaju przerażenie. Z pewnością nieplanowana ciąża w młodym wieku to ogromny szok dla przyszłej mamy. I w tym właśnie momencie rozpoczyna się reakcja łańcuchowa: dziewczyna zachodzi w ciążę, stara się ją ukrywać przed rodziną wiedząc, że nie otrzyma od niej wsparcia, że ojciec wyrzuci ja z domu, następnie decyduje się na desperacki krok i próbuje się pozbyć dziecka albo wydaje je na świat, a potem porzuca lub co gorsza zabija. I tu pada pytanie: jak matka może zrobić krzywdę tak małemu i bezbronnemu dziecku, dziecku, które przecież nie jest niczemu winne a doskonale przeczuwa, że dzieje się coś złego. A przecież można jakoś temu zapobiec. Spójrzmy na to z innej strony: ile małżeństw stara się latami o dziecko lecz z marnym skutkiem? Sięgają po metodę in vitro, która przecież do tanich nie należy. Ile dzieci czeka w domach dziecka, żeby poczuć ciepło domowego ogniska, by w końcu móc zaznać matczynej miłości? I znów pojawia się tu słowo „Matka”. Tylko i wyłącznie od niej zależy przyszłość jej dziecka: czy da mu szansę cudownego i beztroskiego dzieciństwa w gronie kochającej rodziny i rówieśników, czy odbierze mu tę możliwość porzucając je tuż po porodzie lub pozbywając się go zanim jeszcze przyjdzie na świat? Pamiętajmy: „Nawet najsłodsza czekolada nie przywróci uśmiechu niechcianemu dziecku”.

Osoby dotknięte niepłodnością, a więc te, które od co najmniej roku nie mogą zajść w ciążę powinny sięgnąć po pomoc medycyny. Aby jednak podjąć leczenie, najpierw przeprowadzona musi zostać diagnostyka. Dotyczyć ona musi obojga partnerów. Dzięki serii badań (przeprowadzanych np. za pomocą sperogramu, który bada liczbę plemników i ich ruchliwość), możliwe jest znalezienie źródła problemu i podjęcie stosownego leczenia. Pomoc medyczna umożliwić ma połączenie ze sobą komórek jajowych i plemników w ciele kobiety. Czasem wystarczającym działaniem jest ocenienie przez eksperta najlepszego dnia na współżycie. Jeśli to nie wystarczy – pod okiem specjalistów wywoływana jest owulacja. Kolejnym krokiem podejmowanym w przypadku, gdy zawiodą wcześniejsze jest inseminacja. Lekarz wprowadza wówczas zagęszczone nasienie wprost do ciała kobiety. Dzieje się to w sprzyjających warunkach, w których najważniejszym czynnikiem są dni płodne u kobiety. W przypadku nieskuteczności podjętych kroków pary dotknięte niepłodnością mogą zdecydować się na ostateczne rozwiązanie – zapłodnienie pozaustrojowe, a więc in vitro.

Z każdym rokiem świat medyczny odnotowuje coraz większe problemy par z płodnością. Brak długotrwałej możliwości zajścia w ciążę lub zapłodnienia partnerki staje się w krajach rozwiniętych coraz dotkliwszym problemem społecznym. Wpływ na niego ma wiele czynników, związanych ze zmieniającym się otoczeniem. Aby właściwie przeciwdziałać problemowi lub skutecznie leczyć już zaistniały problem, należy poznać go jak najlepiej.

Co sprzyja płodności

Przede wszystkim, na niepłodność ma wpływ wiek osób starających się o potomstwo. Choć zmieniło się podejście społeczeństwa do kwestii małżeństwa czy posiadania potomstwa – nie zmieniło się ciało człowieka, o czym świat medycyny stara się wciąż nam przypominać. Wciąż uważa się, że najlepszym wiekiem na prokreację są lata pomiędzy 18. a 25. rokiem życia. To na ten okres przypada najwyższe prawdopodobieństwo urodzenia zdrowego, silnego dziecka oraz przejścia przez ciążę bez większych komplikacji. Średnia wieku kobiet rodzących przesuwa się z uwagi na chęć wcześniejszego spełnienia się w innych sferach życia.

Na płodność człowieka oddziałuje także waga – niemile widziana jest zarówno nadmierna otyłość jak i odchudzanie się. Problemy w zajściu w ciąże posiadać mogą także wegetarianie oraz osoby nie stroniące od alkoholu, papierosów, kofeiny i narkotyków. Nie bez znaczenia jest również kondycja psychiczna. Problemy z zajściem w ciążę mogą mieć panie w depresji, będące w stanie przewlekłego stresu i w stanach lękowych. Medycyna wymienia wiele innych powodów, które nie są zależne od samych osób decydujących się na potomstwo. Wpływ mogą mieć także czynniki niezależne od przyszłej matki – zaburzenia hormonalne, przebyte infekcje i choroby, nieprawidłowa budowa anatomiczna narządów rodnych.

Sprawa nie tylko damska

U panów lista niesprzyjających czynników jest podobna, do listy tej dochodzi jednak często bagatelizowana kwestia noszenia zbyt wąskich spodni i bielizny. Uwaga na noszenie w kieszeni spodni telefonów komórkowych oraz trzymanie na kolanach laptopów. Promienie oraz wytwarzane ciepło maja zły wpływ na jądra.

Zainteresowanie biologią, podobnie jak zainteresowanie innymi gałęziami wiedzy, to podnosi się, to znowu opada. Odkrycie struktury DNA i żywiołowy rozwój biologii molekularnej przyczyniły się do rozbudzenia nadziei na wyjaśnienie zagadki życia, zwalczenie najgroźniejszych chorób, przede wszystkim raka, przedłużenie okresu aktywności życiowej. Wszystko to pociągało za sobą wzrost popularności biologii, która pod tym względem wyprzedziła zdecydowanie fizykę. A jednak zainteresowanie to powoli opadało, ustępując nawet pewnemu rozczarowaniu. Istotnie, ćwierćwiecze istnienia biologii molekularnej, mimo niewątpliwych, wręcz spektakularnych sukcesów poznawczych, nie przyniosło dotąd żadnej rewolucji w dziedzinach najbardziej istotnych dla życia społeczeństw, żeby wymienić choćby tylko medycynę i rolnictwo. Od niedawna jednak zainteresowanie biologią znowu rośnie. Stało się to za przyczyną nowej techniki, zwanej dziś inżynierią genetyczną lub sztuczną manipulacją genami. Mimo iż wprowadzenie inżynierii genetycznej do laboratoriów biologicznych nastąpiło dopiero w ciągu ostatnich lat, dziedzina ta ma znacznie dłuższą historię. Wiemy już, że zespoły genów, zlokalizowane w chromosomach, są rezultatem powolnej i długotrwałej ewolucji organizmów. Zapis, jaki stanowią sekwencje zasad w DNA chromosomów, jest wypadkową wielu czynników. Tylko niektóre z nich są dla nas jako tako zrozumiałe, innych możemy się tylko domyślać. Błędy w replikacji DNA — mutacje, poddawane były stałemu ,,przesiewaniu” przez środowisko życia organizmów. Niektóre eliminowane były natychmiast przez dobór, gdyż nie pozwalały ich nosicielom na wydanie potomstwa. Inne zachowywały się przez krótszy lub dłuższy czas w populacji. Czasami zdarzały się duplikacje dające materiał do tworzenia nowych genów. Podobnie przemieszczenia genów wzdłuż chromosomów mogły od czasu do czasu doprowadzać do tworzenia wspólnych jednostek transkrypcyjnych, a w końcu indywidualnych genów, znanych dziś jako geny pofragmentowane. Wreszcie wirusy i elementy insercji przyczyniały się również do powstawania nowych kombinacji genowych.

U niektórych gatunków roślin wyższych zdarza się fuzja całych ich złożonych genomów, wskutek której powstaje od razu nowy gatunek rośliny. Podwojenie się podstawowej liczby chromosomów, jednoczesne dla obu łączących się genomów, pozwala na prawidłowy przebieg mejozy i podziałów komórkowych. To podwojenie jest zwykle skutkiem zaburzenia w rozchodzeniu się chromosomów w czasie poprzedniej mitozy. Zmiany w zestawie chromosomów nie muszą polegać na łączeniu się pełnych kompletów chromosomów. Bardzo liczne są przykłady utrwalania się zmian, które polegały na przeniesieniu, odwróceniu lub podwojeniu tylko fragmentów jakiegoś chromosomu. Jeszcze inne zmiany polegają na tworzeniu się dodatkowych chromosomów z podwojonych fragmentów innych chromosomów. Mimo istnienia pewnej liczby mechanizmów zdolnych do przemieszczania genów między gatunkami (np. profagi, transformacje bakteryjne, elementy insercji, fuzja genomów u roślin) wiele kombinacji genowych nie zostało w przyrodzie prawdopodobnie nigdy zrealizowanych. Manipulacje laboratoryjne z całymi komórkami pozwalały wielokrotnie na uzyskiwanie takich komórek pochodnych, które w Naturze powstać by nie mogły. Były to hybrydy otrzymane poprzez wymuszoną fuzję komórek roślinnych, zwierzęcych czy bakteryjnych. Komórki roślinne i bakteryjne, dla skutecznej fuzji, muszą być najpierw pozbawione ściany komórkowej. Inkubacja w obecności pewnych substancji wspomagających fuzję prowadzi do połączenia się błon plazmatycznych, a następnie do samorzutnego zlania się jąder. W przypadku roślin udało się już uzyskać trwałe komórki hybrydowe, zawierające podwójne zespoły chromosomowe każdego z gatunków składowych. Co więcej, wyhodowano z nich całe rośliny.

Dążenie cząsteczek wody do osiągnięcia maksymalnej entropii prowadzi do „wymuszenia” samoorganizacji struktur su- permolekularnych z podjednostek białkowych. Wspominaliśmy, że organelle komórkowe powstają prawdopodobnie również na zasadzie samoorganizacji. Jest to jednak samoorganizacja nieco wyższego rzędu, podobna być może do procesu, w którego wyniku powstaje bakteriofag T4. Potrzeba tu już nie tylko informacji o sekwencji aminokwasów w podjednostkach, ale również informacji dotyczącej czasu pojawiania się poszczególnych podjednostek. Dochodzimy w ten sposób do genów regulatorowych. Wyznaczając czas pojawiania się i ilości produktów genów struktury pełnią one rolę dyrygenta w koncercie samoorganizacji komórkowej. Czy podobnie jak o samoorganizacji struktur komórkowych można również mówić o samoorganizacji metabolizmu komórkowego? Gen struktury determinuje tu enzym z jego katalityczną funkcją. Gen regulatorowy może w stosunku do enzymów spełniać rozmaite funkcje. Może działać, jak w opisanym już opero- nie bakteryjnym, może też wyznaczać poziom enzymu w zależności od stopnia zróżnicowania komórki w przypadku np. komórek organizmów tkankowych. Co się tyczy organizacji przestrzennej metabolizmu w komórce, jest ona w dużej mierze związana z samoorganizacją struktur błonowych. Ponieważ struktury błonowe zawierają jako swe składniki również enzymy — samo ich powstawanie z góry determinuje pewną topografię aktywności enzymatycznych w komórce. Metabolizm komórkowy, przynajmniej w pewnym zakresie, reguluje się samorzutnie. Można w nim wyróżnić pewną liczbę podstawowych dla komórki parametrów. Chodzi tu o stężenia kluczowych metabolitów, pH, poziom niektórych jonów.

Wszystkie nowe geny, które nie były letalne, wchodziły na stałe do puli genowej populacji. Pochodzenie pul genowych można w pewnym uproszczeniu zobrazować jako swego rodzaju drzewo rodowe. Raz wyodrębnione zespoły genów, stanowiące pulę genową populacji, mogły dalej rozpadać się na poszczególne linie, natomiast przypadki łączenia się z innymi zespołami genów były w przyrodzie rzadkie. Tylko dzięki powszechnemu zjawisku izolacji pul genowych mogło dojść do powstania tak wielkiej różnorodności form żywych, jaka w postaci różnych gatunków istnieje na Ziemi. Jest zrozumiałe, że dobrze dopasowane do siebie geny działają harmonijnie, nagłe natomiast pojawienie się wśród nich grupy obcych genów może wywoływać zaburzenia. Wystarczy przypomnieć efekty, jakie czasami wywoływać może insercja do chromosomu genów wirusa. Reguła izolacji pul genowych, mimo iż w założeniu konserwatywna, ogranicza jednak możliwość przypadkowych zaburzeń w powstawaniu sprawnych organizmów. Pewne wyjątki od tej reguły znajdujemy u drobnoustrojów i roślin wyższych. U zwierząt, a zwłaszcza u zwierząt wyższych, funkcja ustroju wykazuje tak wysoki stopień integracji, że nie mogą tu mieć miejsca ryzykowne eksperymenty Natury, polegające na wprowadzaniu na większą skalę dodatkowych genów z zewnątrz, to jest spoza puli gatunkowej. U drobnoustrojów (bakterii, glonów i jednokomórkowych grzybów) występują plazmidy,, to jest niewielkie, pozachromosomalne fragmenty DNA, przenoszące niewielki zestaw genów, które mogą przenosić się z komórki do komórki podczas fizycznego kontaktu, do którego dochodzi w procesie płciowym. Geny zawarte w plazmidach nie są na tyle izolowane od genów chromosomowych, aby nie mogła zachodzić ich wymiana. Przenoszone w całości plazmidy wzbogacają pulę genów biorcy i mogą przyczynić się do nadania mu, w sposób skokowy, całego zespołu nowych właściwości..

Na początku lat siedemdziesiątych dwaj biochemicy amerykańscy, Britten i Davidson, ci sami, którzy wprowadzili metodę umożliwiającą badanie powtarzających się sekwencji w DNA, zaproponowali model regulacji transkrypcji eukariotycznej postulujący istnienie, podobnie jak u prokariontów, kilku typów genów. W modelu tym białko, zwane sensorowym, odgrywające rolę induktora, łączy się z genem sensorowym, w wyniku czego ulega transkrypcji sąsiedni gen, zwany genem integratorowym. Produkt transkrypcji tego genu — RNA, ewentualnie produkt translacji RN A — białko, musi się teraz połączyć z sekwencją DNA zwaną receptorem, by mogła nastąpić transkrypcja sąsiadujących z receptorem genów strukturalnych. Posługując się tym modelem można było stosunkowo łatwo wytłumaczyć złożoność efektów regulacji u eukariontów poprzez Zacznijmy od genów struktury, które kodują sekwencję łańcuchów polipeptydowych. Informacja określająca sekwencję aminokwasów w łańcuchu białkowym jest w istocie o wiele bogatsza, określa bowiem w sposób jednoznaczny również strukturę trzeciorzędową powstającej cząsteczki. To jeszcze nie wszystko. Wiemy, że komórka zawiera bardzo wiele struktur makrocząsteczkowych, począwszy od białek podjednostkowych, jak np. zbudowana z czterech łańcuchów polipeptydowych hemoglobina, wiele enzymów regulacyjnych zawierających podjednostki poprzez wielkie polimery komórkowe zbudowane z tysięcy i milionów podjednostek, jak kolagen, mikrotubule czy spolimeryzowana aktyna, aż do zawierających wiele różnorodnych składników kompleksów błonowych.