AUTOMATYCZNA SYNTEZA BIAŁEK

images

Zgodnie ze swego rodzaju tradycją również i Nagroda Nobla za osiągnięcia naukowe w dziedzinie chemii została przyznana w 1984 r. uczonemu, którego prace ściśle wiążą się z biologią i biochemią. Otrzymał tę nagrodę urodzony w 1921 r. Amerykanin Robert Bru­ce Merrifield.Merrifield od 1966 r. jest profesorem Uniwersytetu Rockefellera w Nowym Jorku. W1969 r. otrzymał bardzo liczącą się nagrodę im. Laskiera za badania z zakresu biomedycyny, co najlepiej podkreśla powinowactwo medyczne jego prac naukowych. Nagrodę Nobla otrzymał za badania nad syntezą białek, hormonów i enzymów. Opracowana przez Merrifielda metoda syntezy laboratoryjnej białek umożliwiła dalszy, niezwykle szybki rozwój biochemii, bio­logii molekularnej, medycyny i farmacji. Szczególnie w tej ostatniej dziedzinie trudno dzisiaj wyobrazić sobie produkcję wielu podsta­wowych leków bez metody Merrifielda.

PRZECIWCIAŁA MONOKLONALNE

pobrany plik

Przecież już w pięć lat po ukazaniu się artykuliku w „Naturę” prawie wszystkie dyscypliny biologiczne zaczęły korzystać z nieograniczonych możliwości tkwią­cych w przeciwciałach monoklonalnych, z impetem i skutecznością, które otwierają w dziejach tych nauk nową epokę.Przeciwciała monoklonalne stały się także punktem wyjścia do tego, co określa się terminem drugiej rewolucji terapeutycznej, która w sto lat po śmierci Pasteura opiera się na osiągnięciach bio­chemii komórkowej, immunologii – w walce zarówno przeciwko chorobom wirusowym czy bakteryjnym, jak i chorobom nowotwo­rowym lub autoagresyjnym. Jak wynika z wywiadu udzielonego przedstawicielce tygodnika „Polityka” przez prof. Czesława Rodzikowskiego z Instytutu im. Ludwika Hirszfelda we Wrocławiu, technikę przeciwciał monoklo- nalnych stosuje się w Polsce od dłuższego czasu, między innymi do badań immunologicznych i diagnostycznych (w wypadku np. raka gruczołu krokowego).

PRAWDZIWY PRZEWRÓT

medycyna-regeneracyjna-krew-pepowinowa

Prawdziwy jednak przewrót wywołały przeciwciała monoklonal­ne w terapii. Dzięki nim produkuje się niejako na miarę niektóre szczepionki. Przeciwciała monoklonalne umożliwiają także zwal­czanie komórek wyprodukowanych przez system obronny, skiero­wanych przeciwko własnemu organizmowi, który w pewnych wy­padkach nie zostaje rozpoznany jako „swój”, lecz jako „obcy”. Me­toda Milsteina i Kohlera umożliwia także przełamanie obrony orga­nizmu, gdy odrzuca on przeszczep jako ciało obce, uniemożliwiając leczenie. Prawdziwym wreszcie cudem techniki jest wykorzystanie tych przeciwciał jako czegoś w rodzaju torped, które przenoszą skierowane przeciwko komórkom nowotworowym i tylko przeciw­ko nim substancje mające je zniszczyć.Ciekawe, że Milstein nie przewidział skutków swego i Kohlera odkrycia i nie zabezpieczył go patentem.

PRODUKCJA PRZECIWCIAŁ

co_to_jest_medycyna_podrozy_226335

Hybrydomy produkujące przeciwciała monoklonalne pozwalają dzisiaj laboratoriom całego świata otrzymywać owe „klucze do kró­lestwa biologii” Miłości niezbędnej zarówno do produkcji przemy­słowej , jak i do najróżniejszych celów klinicznych. Albo do diagno­styki, albo do zaatakowania czy zwalczania komórek chorych. Hybrydomy można przechowywać nieograniczenie długo w za- mrażalnikach, tak jak nieograniczenie długo mogą się one namna- żać w kulturach komórkowych. Niektóre laboratoria mają już dzi­siaj prawdziwe „hybrydoteki”, w których przechowuje się tysiące różnych hybrydomów wytwarzających specyficzne przeciwciała monoklonalne – w zależności od potrzeb naukowych. Niektóre eki­py badaczy dozują w ten sposób leki, że wykorzystują przeciwciała monoklonalne pochodzące z komórek zwierząt immunizowanych przeciwko tym właśnie lekom. Inni znów wykorzystują tak otrzy­mane przeciwciała do zidentyfikowania niektórych substancji: hor­monów (na przykład w teście na ciążę), wirusów, bakterii albo grup tkankowych.

PRZECIWCIAŁA

budowa-przeciwciała

Dwa dalsze artykuły tych uczonych ogłoszone w 1976 r. wyjaśnia­ły szczegółowo istotę tego niezwykłego osiągnięcia. Przeciwciała są to substancje białkowe wytwarzane przez orga­nizm, skierowane przeciwko zarazkom (wirusom lub bakteriom) bądź przeciwko obcej tkance. Przeciwciała działają w ten sposób, że łączą się z antygenami (wyróżnikami charakteryzującymi każde obce białko, które wtargnęło do organizmu drogą pozatrawienną), czyniąc w ten sposób ów antygen nieszkodliwy dla organizmu i jed­nocześnie przyczyniając się do powstania specyficznej odporności serologicznej, która organizm ten będzie charakteryzowała.Połączenie przez Milsteina i Kohlera komórek rakowych z ko­mórkami pobranymi ze śledziony zwierząt uprzednio immunizowa- nych (szczepionych) przez znany antygen pozwoliło otrzymywać te specyficzne przeciwciała beż żadnych ograniczeń. Nazwano je prze­ciwciałami monoklonalnymi, jako że otrzymuje się je z potomstwa jednej komórki.

OTRZYMANE MIESZAŃCE

Od połowy lat sześćdziesiątych Milstein współpracuje z najmłod­szym z laureatów Nagrody Nobla, urodzonym w 1946 r. w Mona­chium, Georgem Kohlerem. Kohler studia biologiczne ukończył we Freiburgu, a następnie przeniósł się do Bazylei. W 1975 r. Milstein i Kohler opublikowali na łamach czasopisma „Naturę niewielki artykulik. Donosili w nim o swoim osiągnięciu, które wydało im się na tyle interesujące, by poinformować o nim opinię naukową. Chodziło o hybrydyzację (mieszanie) komórek produkujących specyficzne przeciwciała z komórkami złośliwymi (nowotworowymi). Ta hybrydyzacja pozwoliła otrzymać komórki wytwarzające przeciwciała niezwykle czyste, to znaczy nie zanie­czyszczone białkami zwierzęcymi, jak np. surowice. „Produkcja” przeciwciał może być nieskończona, jako że komórki nowotworo­we mogą się namnażać właściwie wiecznie. Otrzymane w ten spo­sób mieszańce otrzymały nazwę hybrydomów.

FUNDAMENTALNE DZIEŁO

Fundamentalnym dziełem Jer- ne’a jest Teoria doboru naturalnego w tworzeniu się przeciwciał. Nie ma właściwie żadnego większego odkrycia w dziedzinie im­munologii, które nie było w jakimś sensie związane z nazwiskiem Jerne’a lub któregoś z jego współpracowników. Jeden z wybitnych specjalistów w tej dziedzinie zauważył, że „jeśli przeciwciała stano­wią klucze do królestwa biologii, to z całą pewnością jego księciem jest Jerne”.Cezar Milstein, urodzony w 1927 r. w Argentynie, jest obywate­lem brytyjskim. Ukończył Wydział Nauk Ścisłych Uniwersytetu w Buenos Aires, a doktoryzował się w 1957 r. w Cambridge. Począt­kowo Milstein kierował Wydziałem Biologii w Buenos Aires. Wkrótce jednak podał się do dymisji, gdyż wielu jego współpraco­wników usunięto z uniwersytetu za przynależność do lewicowego związku zawodowego pracowników nauki, którego przyszły laureat Nagrody Nobla był przewodniczącym. Milstein wrócił do Cambrid­ge, gdzie do dziś pełni funkcję kierownika Wydziału Chemii Bia­łek.

KRÓLESTWO BIOLOGII

Nagrody za osiągnięcia w dziedzinie medycyny i fizjologii przypadły w roku 1984 uczonym specjalizującym się w immunologii. Otrzyma­li je: Niels Jerne, Cezar Milstein i Georges Kohler. O ile Jerne zo­stał uhonorowany Nagrodą Nobla za całokształt swoich osiągnięć i odkryć, o tyle Milstein i Kohler otrzymali to wyróżnienie za osiąg­nięcie, które jest bardziej niezwykłym wyczynem technicznym niż odkryciem. Niels Jerne jest Duńczykiem. Urodził się w 1911 r. Studia ukoń­czył w Kopenhadze. Początkowo pracował w Californian Institute of Technology, później kierował Wydziałem Mikrobiologii Uni­wersytetu w Pittsburgu. Od 1966 do 1969 r. był profesorem terapii doświadczalnej i dyrektorem Instytutu im. Pawła Ehrlicha we Frankfurcie, a w latach 1969-1983 kierował Instytutem Immunolo­gii w Bazylei. Jest to ośrodek zatrudniający dzisiaj najwybitniej­szych w tej dziedzinie specjalistów.

DZISIEJSZE BADANIA

Dzisiejsze badania pozwoliły stwierdzić, że te różnorodne systemy kontroli odkryte przez laurea­tkę Nagrody Nobla biorą udział w skomplikowanych mechaniz­mach, które kierują różnymi fazami rozwoju organizmu. Elementy kontroli same mogą zmieniać swój charakter, a te zmiany pozwalają genom kontrolowanym przez te elementy różnie się objawiać, róż­nie ustawiać w zależności od czasu i potrzeb organizmu.Wszystkie te sprawy nie są jeszcze dostatecznie zbadane. Wiele jest na razie nie sprawdzonych hipotez. Jak powiada sama uczona: „sprawdzenie tego wszystkiego jest zadaniem przyszłości”. Teraźniejszość już zdążyła niektóre z tych hipotez potwierdzić. Przypominam czytelnikowi zamieszczony w pierwszej części tej książki felieton o raku. Odwołałem się tam do odkryć Barbary McClintok, pisząc o roli, jaką w inicjowaniu procesu rakowacenia komórki odgrywają geny ruchome.

 

WYNIKI OBSERWACJI

Wyniki swoich obserwacji ogłosiła Barbara McClintok w 1950 r. Przeszły one wówczas bez echa. Dopiero w piętnaście lat później la­boratoria zajmujące się badaniami z dziedziny biologii molekular­nej potwierdziły istnienie w genomie elementów ruchomych. Pod koniec lat sześćdziesiątych niezależnie od siebie Peter Starlinger w RFN oraz Jim Shapiro w Anglii odkryli wędrujące geny w pałeczce okrężnicy. Geny te nazwano transpozonami. (Z okazji przyznania Nagrody Nobla prasa niemiecka narzekała, że Starlinger został po­minięty przez jurorów z komitetu Nagrody Nobla w Sztokholmie).Kropkę nad „i” postawiły dopiero doświadczenia inżynierii gene­tycznej. Stwierdzono, że geny ruchome stanowią źródło różnorod­ności w funkcjonowaniu genomu.

Older posts