Wywiad – o delfinach, komórkach macierzystych i farmakologii genetycznej

Na czym polega porozumiewanie się delfinów? Dlaczego przegrały one walkę o rządy nad światem? W tych dwóch częściach wywiadu przeprowadzonego przez Andrzeja Kobosa także o dobieraniu leków do genomu ludzkiego.

https://vetulani.files.wordpress.com/2011/02/delfiny.jpg

O delfinach

W styczniu 2007 r. podczas wykładu w Polskiej Akademii Umiejętności pokazał Pan rysunek mózgu człowieka i mózgu delfina. Mózg delfina okazuje się być bardziej pofałdowany od mózgu człowieka. Profesor Kacper Zalewski zapytał wtedy Pana, dlaczego wobec tego to my hodujemy delfiny, a nie delfiny nas? Pańska odpowiedź była bardzo interesująca. Czy zechciałby Pan ją tutaj powtórzyć, a nawet rozbudować?

Po pierwsze delfiny przegrały walkę o rządy nad światem, ponieważ nie miały technologii. W wodzie nie ma możliwości rozniecenia ognia, który jest podstawą technologii. Być może, delfiny mogłyby panować nad znacznie więk­szym obszarem Ziemi, jakim są oceany, ale zabrakło im możliwości techno­logicznych. Po drugie, przechodząc do środowiska wodnego delfiny straciły chwytne kończyny. Delfin nie ma rąk i dłoni, czyli nie ma możliwości manipu­lacji, precyzyjnych zdolności ruchowych. Motoryka ręki jest czymś bardzo ważnym w naszej ewolucji, chociaż nie jest to warunek dostateczny: małpy mają po cztery chwytne, zdolne do manipulacji dłonie, ale znacznie gorszy mózg. Stąd podobnie jak delfiny, chociaż z innych przyczyn, nie potrafią wy­twarzać złożonych narzędzi. Jednakże, decyzja przodków delfinów pójścia do wody, zamiast pozostania na lądzie, może świadczyć, że były „mądrzejsze” od naszych przodków, gdyż świat wodny jest wygodniejszy. Nie grozi tam brak wody, który na lądzie jest częstym problemem, a temperatury środowiska wa­hają się pomiędzy około 0°C a 25°C, zaś na lądzie rozpiętość temperatur jest od koło -60°C do +50°C. Delfin żyje więc w stosunkowo stałych warunkach hydrotermicznych. Z drugiej strony wygodne środowisko, które nie mobilizuje, jest pewnym handicapem, bo im większe wyzwania, tym bardziej rozwijamy mózg i próbujemy adaptować się do zmian. Człowiek swój rozwój zawdzięcza między innymi temu, iż żyje w trudnych warunkach i stąd stał się bardziej elastyczny w swych zachowaniach niż delfin. Szliśmy per aspera ad astra.

Niewiele o delfinach wiemy, ale wydaje się niewątpliwe, że delfiny mają mowę, podobnie jak ludzie, tzn. mowę, która ma gramatykę, składnię, mowę, którą się celowo posługują dla porozumiewania się pomiędzy sobą. Wskazuje na to analiza dźwięków delfinów wykazująca powtarzające się, uporządkowa­ne sekwencje. Mamy jej zapis dźwiękowy, ale nie znamy języka. Nie mamy tu kamienia z Rosetty, czy trafnej hipotezy, jak kiedyś ta, że pismo linearne A było greką. W naszym świecie mamy analogię tej sytuacji w tym, że pisma linearne­go B już nie jesteśmy w stanie odczytać.

Delfiny posiadają świadomość typu ludzkiego, potrafią się rozpoznawać, są empatyczne, uprawiają seks rekreacyjny. Nie wiemy też, czy delfiny aby nie mają fantastycznego świata umysłowego? Może mają jakieś własne wierzenia? Gdyby udało się nam kiedyś nawiązać komunikację, byłoby to fantastyczne osiągnięcie.

Książek nie mają…

Książek nie mają, lecz przecież i ludzkość bardzo długo doskonale obywała się bez książek, tylko z dobrą pamięcią opowiadaczy. Koniec końców, eposy homeryckie powstały i długo przetrwały bez książek. Bardzo interesujące jest to, że mózg delfina nie ulega najmniejszemu uwstecznieniu w ewolucji, ale rozwija się, czyli coś te delfiny umysłowo robią, jako że mózg nie mógłby się rozwinąć, gdyby nie pracował.

https://vetulani.files.wordpress.com/2011/02/mc3b3zg-delfina.jpg

Degeneracji wieku starczego u delfinów nie ma…

Nie znaleziono tak starych delfinów. Sądzę, że gdy delfin jest poważnie chory, to tonie, gdyż nie ma sił, by uzyskać dostęp do powietrza na powierzchni wody. To jest bardzo skuteczna i powszechna droga eliminacji starszych osobników, jakiej u ludzi na ogół nie ma.

Wracając do mowy delfinów. Jej dokładne wyjaśnienie byłoby bardzo ważne, bo gdyby udało się nam wejść w świat delfina, to na podstawie tych samych paradygmatów może moglibyśmy porozumiewać się z ewentualnymi cywilizacjami pozaziemskimi. Sądzę, że język delfina jest dla nas równie trudny, jak byłby język hipotetycznego ET, przybysza z innej planety. My z delfinem żyjemy na tej samej planecie, ale żyjemy w innych światach.

https://vetulani.files.wordpress.com/2011/02/delfiny-2.jpg

O komórkach macierzystych i farmakologii genetycznej

Dużo mówi się o możliwości wyprodukowania leków na chorobę Alz­heimera, wywodzących się ze stem cells, komórek macierzystych…

Bez wątpienia, zastosowanie stem cells może mieć tu olbrzymie znacze­nie. Mimo wszystkich ograniczeń robi się sporo w tym kierunku. Doświadcze­nie uczy, że postępu w nauce nic nie zahamuje, a zwłaszcza nie zahamują tzw. względy etyczne. Samo pojęcie tego, co jest etyczne, a co nie jest, przecież zmienia się i to bardzo szybko. Przykładem może być kradzież, aborcja, kara śmierci, teoria mniejszego zła. Na przestrzeni pół wieku poglądy polskiego społeczeństwa na te sprawy dramatycznie się zmieniały. Mamy biologicznie wbudowane elementy moralności, etyki, które ukształtowały się w wyniku ewolucji. Bada się całą neurobiologię moralności. Nasze reakcje racjonalne i emocjonalne regulowane są przez odrębne fragmenty mózgu.

Jak widzi Pan przyszłość farmakologii genetycznej, tj. dobierania leków do genomu ludzkiego, a może nawet do poszczególnych pacjentów? To jest chyba szczególnie ważne w chorobach przekazywanych genetycznie, a większość poważnych chorób takimi właśnie jest.

Robi się już bardzo dużo tzw. genotypowania pacjentów. Przede wszyst­kim chodzi o szybkość metabolizowania leku. Są ludzie, którzy bardzo szybko metabolizują leki, albo bardzo wolno. Od tego zależy wielkość dawki, zwłasz­cza bardziej „niebezpiecznych” leków. Chodzi również o to, jak długo lek utrzymuje się w organizmie.

Przyszłość genotypowania na dużą skalę zależy od tego, czy poznamy, jakie uszkodzenia genomu powodują zaburzenia u danego pacjenta. Przykłado­wo, dość trudno jest odróżnić różnego typu depresje czy otępienia. Markery genetyczne chorób psychicznych na ogół nie są wyraźne. Zmienia się w nich cała plejada genów. Są oczywiście takie choroby, w których jeden gen determi­nuje chorobę, np. choroba Huntingtona, ale z nią przy obecnym stanie wiedzy nic się nie da zrobić. Z chorobą Parkinsona jest różnie. Wiadomo, że jedna forma, tzw. rodzinna, jest uwarunkowana genetycznie i występuje wcześnie, zwykle około 50 roku życia. Drugą formą jest tzw. sporadyczna choroba Par­kinsona, w której genetyczne uwarunkowania wydają się znacznie słabsze i ta występuje później.

Teraz o innym aspekcie farmakologii. Projektowanie leków. Z tym przed kilku laty zetknąłem się nieco bliżej od strony matematyczno-komputerowej. Od lat przemysł farmaceutyczny był i nadal jest jednym z głównych użytkowników superkomputerów. Robi się ogromne obliczenia z chemii kwantowej, dynamiki molekularnej i biologu molekularnej, modelowanie matematyczne w farmako­logii, następuje współpraca z fizyką, biofizyką itd. Jak widzi Pan aspekt chemiczno-matematyczno-fizyczny, tzw. rational drug design?

I tak i nie. Zwykle, gdy zrobi się jakiś nowy lek — odkrycie często przypadkowe — to potem, jeśli to jest lek działający, robi się wiele różnych pochodnych, żeby zwiększyć jego efektywność. Przykładem były beta-blokery, leki blokujące receptor beta-adrenergiczny, zapobiegające zawałom. W tych lekach odległość między węglem a azotem w cząsteczce była czymś krytycz­nym. Tu metody matematyczne mają duże znaczenie, bo pozwalają znaleźć substancję, która lepiej pasuje do receptora, choć wchodzą w grę i inne aspekty. Ale nie sądzę, że leki można projektować czysto matematycznie — „racjonalnie”.

Nigdy nie wiemy, ile jeszcze nie wiemy, nie znamy obszaru naszej niewie­dzy. Ktoś mnie kiedyś zapytał, jak wielką część wiedzy o mózgu już posiedliśmy. Ja nie wiem, ile jeszcze nie wiemy, być może 2% a może 90%. Oczywi­ście, chciałbym móc podejrzewać, że to jest tylko 2%. W tym obszarze naszej molekularnej niewiedzy może istnieć mnóstwo możliwych cząsteczek, o któ­rych nagle dowiemy się, że działają według zupełnie odmiennych mechani­zmów. Tak było z różnymi inhibitorami. Gdy zrobiono rozmaite leki antydepre­syjne, nikt nie mógł przewidzieć, że nagle zupełnie nową grupą staną się związki hamujące wychwyt zwrotny serotoniny. To jest ta nowa grupa, której pierwszym przedstawicielem był prozac.

Uważam, że wspomaganie matematyczne jest bardzo dobre dla „wyostrze­nia” leku. Ale zawsze są szanse na biochemiczne znalezienie nowego leku. Nagle np. izoluje się z cisa taxol i okazuje się, że jest to dobry lek na nowo­twory. Dowiedziono, że działa on, stabilizując mikrotubule, białka, niezbędne w podziałach komórkowych, i w ten sposób hamuje wzrost nowotworowy.

Z mikrotubulami i taxolem także miałem do czynienia na University of Alberta w grupie profesora Jacka Tuszyńskiego. Jaki będzie rozwój skutecznej farmakologii nowotworów?

Nie znam się na farmakologii nowotworów, ale mogę ogólnie powiedzieć, że wierzę, iż postęp medycyny doprowadzi nas do wyeliminowania większości chorób, które nas w tej chwili prześladują. Ale również podejrzewam, że na ich miejsce pojawią się inne. Cały postęp medycyny, który doprowadził do znacz­nego przedłużenia średniego życia człowieka — trzykrotnie w ciągu ostatnich 200 lat — doprowadził do przeludnienia globu. Będąc brutalnym ewolucjonistą, mógłbym powiedzieć, że w wyniku postępu medycyny wyrwaliśmy się w pewien sposób z ewolucji, bo nie eliminujemy jednostek genetycznie mniej wartościo­wych i rozwadniamy pulę genetyczną, poważnie szkodząc gatunkowi.

Kiedyś niektóre noworodki zrzucano ze skały, Ale, któż to wie, czy przez to nasz gatunek był wtedy lepszy biologicznie czy neurogenetycznie? Nie było przed nami takich wyzwań…

Noworodki słabowite nie zrzucano ze skały, tylko pozostawiano w lasach w górach Tajget. Często myli się je ze skałą Tarpejską, z której zrzucano zdrajców.


Na blogu można przeczytać również poprzednie oraz kolejne części wywiadu.

Wywiad pierwotnie ukazał się w: Po drogach uczonych. Tom 2. Wydawnictwo PAU, Kraków 2007, s. 491–524.

~ - autor: vetulani w dniu Luty 13, 2011.

Odpowiedzi: 7 to “Wywiad – o delfinach, komórkach macierzystych i farmakologii genetycznej”

  1. ad. delfiny: Prędzej czy później wyjaśni się eksperymentalnie, czy ostatni śmiać się będzie butlorób, czy ćwierkać butlonos.

  2. Jak zwykle ciekawe.
    Dziekujemy Panie Profesorze.

  3. Ląd zajmuje tylko niewielką część powierzchni Ziemi.
    Delfiny opanowały 7 razy większy obszar niż człowiek!

    Główną przyczyną dlaczego to my hodujemy delfiny jest zapewne większa stabilność oceanów i mniejszy nacisk ewolucyjny na szybkie zmiany. Wydaje się obecnie, że to katstrofy klimatyczne spoowodowały skupianie się ludności na mniejszych obszarach, powstanie większych osiedli i rozwój cywilizacji.

    • Przede wszystkim to człowiek jako istota NIEPRZYSTOSOWANA do środowiska musiał uciekać w rozwój form technicznych – ewolucje biologiczna, zastąpiliśmy technoewolucją. W efekcie dysponujemy środkami pozwalającymi na „hodowlę” delfinów a one nie mają jak hodować nas…

  4. Zastanawia mnie tylko jedna rzecz, czy przypadkiem ta przewaga w rozwoju mózgu delfinów nie może zostać wykorzystana przez mniejsze dotlenienie ?
    Nie znam się zbytnio na anatomii delfinów, wydaje się jednak, że człowiek posiada sprawniejszą wentylację dróg oddechowych, więc być może delfiny mają potencjał ale czy aby są w stanie go wykorzyastać ?

  5. Przepraszam z kim jest to wywiad? Potrzebuję tych informacji do pracy na studia , a nie mogę znaleźć autora tych słów o większym pofałdowaniu mózgu delfinów.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: