Нобелевская премия 2012 за недоделку?

Фото Иры Поповцевой

Нобелевская премия - одна из наиболее престижных международных премий, ежегодно присуждаемая за выдающиеся научные исследования, революционные изобретения или крупный вклад в культуру или развитие общества.

Оставим факт присуждения Премии Мира президенту США Б.Обаме, а также сообщения в СМИ о выдвижении кандидатуры В.Путина. Поговорим о науке.

В 2012 году Нобелевская премия по медицине или физиологии присуждена Дж.Гердону (J. Gurdon) и С.Яманаке (S.Yamanaka) за «Открытие возможности перепрограммирования дифференцированных клеток в плюрипотентные».

Горячие головы уже окрестили его революционным.

Комментируя событие, ученые поясняют (цитата 1): «Заслуга Синъя Яманака состоит в том, что… активировав всего четыре гена, ему удалось превратить обычные дифференцированные клетки в стволовые. Это и есть перепрограммирование соматических клеток, в результате которого получаются так называемые индуцированные стволовые клетки (ИПСК), которые потом могут дать начало практически любым клеткам взрослого организма».

Комментарий автора: если коротко, то это вряд ли, если точнее - не надейтесь, данное открытие ожиданий не оправдает, за исключением получения нобелевской награды. Тому есть серьезные основания.

1. Вообще, о чем идет речь? Что за четыре (4) гена, которые совершили революцию?

Суть открытия состоит в следующем.
Четыре гена, которые Яманака предложил в качестве инструмента «перепрограммирования», являются генами «транскрипционных факторов». Их вводят в клетку (в данном случае, клетке кожи) извне, то есть, искусственно. В зрелой клетке в естественных условиях работают только гены кожи, а остальные гены молчат. Введенные гены активируются в клетке и заставляют работать все молчащие гены, принуждая их к транскрипции – выдаче продукции (РНК-овой копии ДНК, на основе которой синтезируется белок - см. примечание 1).

Ставка делается на то, что впоследствии на основе РНК будут синтезироваться белки всех органов. Другими словами, полагают, что путем такого принуждения можно будет вырастить любой орган, и даже целую овечку, а, может, и человека.

2. Определенные ограничения на реализацию того или иного процесса накладывают не только физические законы, но и законы биологические.

Существует естественное ограничение на количество генов, которые в норме должны работать, чтобы ребенок мог появиться на свет и нормально развиваться. Подобное ограничение действует, начиная с первой клетки (зиготы=оплодотворенной яйцеклетки). По мере дифференцировки клеток (развитии организма) постепенно растет специализация клеток, снижается потентность и уменьшается количество работающих генов, то есть, растет уровень ограничений) (см. примечание 2).
 
Теория  указывает на то, что в естественных условиях активация всех генов недопустима даже в начале эмбриогенеза,  иначе эмбрион не будет жизнеспособным, погибнет. Но именно принудительной транскрипции всех(!) генов добиваются лауреаты посредством введения в клетку извне генов транскрипционных факторов.
В результате, на лугах не пасутся стада успешно клонированных овечек.

3. Было бы замечательно, если бы ожидания ученых соответствовали реальности. Но это возможно в том случае, когда уровень знаний в данной области достаточно высок. Конечно, оба автора доктора наук, известные ученые, Гёрдону даже присвоен титул рыцаря и к нему следует обращаться "сэр", но они оба экспериментаторы.

а) Здесь, например, налицо научная путаница из-за произвольного толкования понятия "(пере)программирование" по той причине, что авторы не осведомлены о существовании фундаментального природного явления, именуемого «программирование ДНК».

Термин «перепрограммирование» означает стирание существующей и запись новой программы. В данном случае подразумевают аосстановление той же программы развития.

Дело в том, что каждый акт работы сначала программируется биохимическим путем, затем только акт осуществляется.
Циклы "программирование-реализация" (например, деление клеток, что обеспечивает рост и развитие, замену отмерших клеток новыми) повторяется многократно в течение всей жизни.

С возрастом процесс программирования постепенно нарушается, соответственно, обновления не происходит. Это зависит от общего физиологического состояния организма. Это означает, что процесс старения завист от работы множества генов - это комплексное явление.

 Что произойдет после введения ИПСК? Очевидно, что должно начаться развитие нового организма. Где? В том месте, куда их ввели - в сердце, печени, легких, почках. Но они не плацента, для этого не приспособлены. Если в сердце вырастет эмбрион, то оно перестанет биться. Человек погибнет.

б) Еще более серьезным упущением является игнорирование роли комплекса «СК-ниша». Понятие «ниша» (клеточное окружение стволовых клеток), безусловно, известным каждому специалисту. В комплексе «СК-ниша» первичным является ниша, а ее продуктом – СК.
Это справедливо всегда, начиная от начала эмбриогенеза, когда зигота в течение первых пяти дней превращается в бластоцисту. При этом осуществляется снятие копий с ДНК и формирование ЭСК.

Образуется ли комплекс «СК-ниша» в случае применения открытия лауреатов? Нет.

Конечно, ИПСК может дать первые ростки нового организма, но затем процесс развития прерывается.
 
в) Существенным недостатком предложенного метода считаю то, что полученная ИПСК будет обладать не тоти- и плюри- потентностью, что бывает в естественных условиях, а гипер- (сверх) потентностью. Такая клетка не в состоянии обеспечить естественного развития зародыша. В результате могут образоваться химеры, которые вряд ли будут жизнеспособными.

Теоретически, гиперпотентность, например, в состоянии создать аномальные организмы, имеющие по 3-4 руки и ноги, или непредсказуемое расположение органов. Это – пожалуйста! Но практически об аномалиях писать не принято, поэтому процент неудач неизвестен.
 
Ситуацию с ИПСК можно сравнить с открытием Колумба. Идея вроде была разумная, но он открыл не Индию и Китай, а острова Карибского моря, о существовании за которыми двух не-Индий (Америк) даже не предполагал. Тем не менее, открытие оказалось очень ценным для тех, кто продолжил дело Колумба. И тут продолжатели смогут довести дело до ума. Но премию дали за это открытие, а на открытия продолжателей. Вспомним, что открытую страну назвали Америкой, а не Колумбикой.

5. Дальше – не лучше. Цитата 2:
«По сути, в данном случае происходит омоложение, так как расширение дифференцировочного потенциала – это и есть признак молодости на клеточном уровне».

Комментарий автора:
Сказано поэтично – «признак молодости на клеточном уровне». Услышав подобные слова, желающий омолодиться пациент подразумевает, что удастся скинуть 10-20-30 лет и готов выложить большие деньги.

Это не реклама, а хуже, потому что исходит из уст ученого, который своим непониманием сути вводит других в заблуждение.

В нобелевской работе просматривается явная уверенность в том, что ИПСК станет тем, что желает ученый или врач. Пока это всего лишь иллюзия.

Награжденное открытие дать такого результата не в состоянии. И не потому, что на дифференцировку, например, до пригодного для имплантации молодого искусственно органа потребуется лет 15-20. Оно не в состоянии обеспечить воспроизводство копии человека в целом (клона) из ИПСК. Но ведь так хочется клонировать...

Поэтому в словах «молодость» (пусть даже клеточного уровня), «омоложение» и подобных таится реальная опасность для желающих омолодиться пациентов, обусловленная недостаточным научным знанием самых ученых.

Революция пока откладывается. Можно считать, что нобелевская премия выдана авансом, как в случае с Обамой, и оправдает себя позже.

Кстати: в интервью журналистам РР Яманака признался: «Технология пока еще в младенческом возрасте, ведь наша группа разработала ее только шесть лет назад».

Интересное выказывание. А премия не младенческая, а самая взрослая (прим. 4).

Примечания:
1. Транскрипция – это особая форма копирования ДНК, когда копия не полностью соответствует оригиналу: вместо ДНК получается РНК. Отличия РНК от ДНК существенны. Например, РНК может делиться многократно, чем напоминает раковую клетку.
2. Теория разработана автором.
3. Явление "Программирование ДНК" открыто в 2010 году, одноименная монография опубликовано на русском языке.
4. Алексей Торгашев,  Дарья Головина. За плюрипотентность! 1170 1 Русский репортер; «Expert Online» /10 окт 2012, 11:05;  http://expert.ru/2012/10/10/za-plyuripotentnosti/
Интервью состоялось до оглашения решения о присуждения Премии, образно говоря, "канонизации", иначе не было бы подобной откровенности:
... наш институт планирует клинические испытания по лечению болезни Паркинсона, диабета и заболеваний крови. Впрочем, до начала испытаний нам нужно преодолеть немало проблем.
– И что это за проблемы?
– Технология пока еще в младенческом возрасте, ведь наша группа разработала ее только шесть лет назад. Одна из главных задач – разработать метод получения пригодных для клиники клеток. Это означает, что мы должны определить, какой тип соматических клеток лучше всего подходит для наших целей и какой метод нужно использовать, чтобы технология была безопасной.
– Над чем вы работаете в последнее время?
– Моя группа как раз работает над созданием клеток, пригодных для клинического использования. И над методом оценки качества клонов iPSC. Даже клоны, полученные из одной и той же соматической клетки, различаются по характеристикам, поэтому очень важно уметь оценивать их качество...