Nauka na czasie – Nietoperze, pestycydy i superterapia, która nie idzie jak burza

0:00:00 Wstęp Posłuchaj

Ola: Co łączy wymieranie nietoperzy ze zgonami niemowląt w Stanach Zjednoczonych?

Piotr: I co się stało, że nowa, cudowna terapia wcale nie jest taka popularna, jak oczekiwano?

Ola: Cześć, tu Ola Stanisławska.

Piotr: I Piotrek Stanisławski, podcast Crazy Nauka.

Ola: A dziś opowiemy wam o niespodziewanych skutkach wymierania nietoperzy w Ameryce Północnej oraz o tym, dlaczego rewolucyjna terapia genowa pewnej, bardzo szczególnej choroby, anemii sierpowatej, co i raz napotyka przeszkody.

Piotr: Przypominamy, że to odcinek z naszego cyklu Nauka na czasie, czyli lżejszej wersji naszego podcastu. Omawiamy tu zwykle dwa naukowe doniesienia i teoretycznie cykl publikujemy co drugi tydzień, na przemian z dłuższymi odcinkami.

Prawda jest jednak taka, że ostatni krótki odcinek wyszedł długi, bo był o ignoblach, więc było nie o jednym, tylko o wielu tematach. No ale wiecie, ma być ciekawy.

Ola: W tym miejscu tradycyjnie chcemy podziękować tym wszystkim spośród was, którzy nas wspierają, komentują, szerują, lajkują i dzielą się naszym podcastem z innymi.

Piotr: Szczególnie dziękujemy tym, którzy dorzucają się do naszych działań na BuyCoffee i na Patronite. Dziękujemy wam bardzo, zachęcamy, zapraszamy.

Ola: Przypominamy, że jesteśmy obecni na wszystkich liczących się platformach podcastowych.

Piotr: Tak, tak, i na tych nieliczących się też obecni jesteśmy. Więc co, zaczynamy? Zaczynamy.

0:01:41 Nietoperze, pestycydy i śmiertelność niemowląt w USA Posłuchaj

Ola: Niedawno ukazały się badania, które pokazały coś zaskakującego. Powiązały ponad 1300 zgonów niemowląt w Stanach Zjednoczonych z wyginięciem nietoperzy w tym kraju oraz ze zwiększeniem ilości pestycydów stosowanych przez rolników.

Piotr: To brzmi trochę jak te korelacje w rodzaju: liczba osób, które się udusiły prześcieradłami, koreluje z popularnością sera, czy coś w tym guście.

Ola: Albo z wielkością dziur w serze. Ale akurat to są badania, które rzeczywiście mają swoje oparcie w rzeczywistości. Wyniki opublikowało prestiżowe pismo Science.

To samo w sobie jest rekomendacją. Posłuchajcie, jak ta cała historia wygląda. Tak naprawdę to jest ciąg zdarzeń, który dowodzi bezsprzecznie, jak ważnym elementem ekosystemu są takie zwierzęta jak nietoperze.

Jak nieprzewidywalne skutki może przynieść zniknięcie z ekosystemu takiego rzędu zwierząt, bo to jest cały rząd zwierząt, które w powszechnej świadomości, zwłaszcza od czasów pandemii COVID-19, uchodzą niestety u wielu osób za szkodniki roznoszące choroby.

Piotr: W każdym razie na pewno nie kojarzą się z czymś, co miałoby jakikolwiek wpływ na nasze życie. Bardzo je lubię, ale no hello.

Ola: A okazuje się, że nie dość, że mają wpływ, to jeszcze mogą nas przed niektórymi chorobami chronić, odgrywając rolę naturalnych pestycydów. A tymczasem te nieszczęsne nietoperze, nie dość że mają złą sławę od czasów pandemii, to jeszcze są narażone na bardzo wiele zagrożeń związanych ze zmianą klimatu.

Tracą siedliska, bo ludzie nieustająco zabierają im jaskinie, domy, lasy. Kurczy się też populacja owadów, którymi żywi się wiele gatunków nietoperzy. Nietoperze giną również w kolizjach z turbinami wiatrowymi.

Dodatkowo jest jeszcze jeden czynnik, o którym chcę wam dzisiaj opowiedzieć, a mianowicie choroba grzybicza, która dziesiątkuje nietoperze w Ameryce Północnej. Zaczęło się od tego, że w 2006 roku w jaskini Howe w stanie Nowy Jork znaleziono nietoperze z dziwnym, białym, puchatym nalotem na pyskach. Okazało się, że ten biały nalot to strzępki grzybni, a choroba, którą ten grzyb wywołuje, nosi nazwę zespołu białego nosa.

White Nose Syndrome. Nie brzmi to zbyt poważnie ani dramatycznie. Zaraz jednak pokażę, jakie skutki wywołuje ta choroba.

Rozwija się zgodnie z nazwą wokół pysków, nosów i uszu nietoperzy, a wywołuje ją grzyb Pseudogimnoascus destructans. Ten grzyb pochodzi z Eurazji, co ma tu duże znaczenie w tej historii.

Na naszym kontynencie i w Azji nietoperze mają z tym grzybem styczność już od dawna, więc są na niego uodpornione. Pojedyncze przypadki, które odnotowano, to były naprawdę rzadkie sytuacje, w których nietoperze z naszej części świata chorowały na zespół białego nosa. Natomiast w Ameryce Północnej, do której grzyb i związana z nim choroba zostały zawleczone z Europy, choroba ta wywołuje naprawdę dramatyczne skutki.

Właściwie można dzisiaj mówić o masowym wymieraniu nietoperzy, zwłaszcza na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych i Kanady. Szacuje się, że na tych obszarach do tej pory wyginęło z powodu zespołu białego nosa od 5,7 do 6,7 miliona nietoperzy. W niektórych populacjach wyginęło ich nawet ponad 70 procent.

To jest naprawdę wielka strata, wielka różnica. Teraz coś bliżej o tym grzybie. Rozwija się w chłodnych warunkach, toleruje temperatury od 4 do 15 stopni Celsjusza, już powyżej 20 sobie nie radzi, a atakuje nietoperze, które hibernują.

Nietoperze owadożerne, które atakuje ten grzyb, w znacznym stopniu żywią się owadami, które z kolei atakują uprawy. Zjadając te owady, nazywane przez ludzi szkodnikami, nietoperze kontrolują ich liczbę i ograniczają zniszczenia, jakich dokonują na polach. Dlatego na obszarach, na których wymarło ponad 70 procent nietoperzy, rolnicy musieli zwiększyć ilość pestycydów wylewanych na pola, by chronić swoje uprawy.

Zespół naukowców, których badania tu przytaczam, przeanalizował koszty ekonomiczne i zdrowotne tych zmian. Okazało się, że pestycydy nie są tak skuteczne jak nietoperze w zapobieganiu stratom dokonywanym przez owady na polach. Jakość upraw najprawdopodobniej się pogorszyła, ponieważ przychody rolników ze sprzedaży tych upraw spadły o prawie 29 procent, a zużycie pestycydów na tych polach wzrosło jednocześnie o blisko 31 procent.

Piotr: To jest bardzo duża różnica.

Ola: I nawet to znaczące zwiększenie ilości pestycydów stosowanych na polach nie zrekompensowało korzyści, które przynosiły nietoperze w czasach, kiedy nie były dotknięte tą chorobą. Według szacunków przedstawionych w tych badaniach, w latach od 2006 do 2017 łączne straty dla rolników w rejonach, w których wymierają nietoperze, wyniosły około 27 miliardów dolarów. To pokazuje, jak naprawdę niezastąpiony wkład w naturalne procesy związane z produkcją rolniczą mają tak lekceważone, tak po macoszemu traktowane, niedoceniane ssaki jak nietoperze.

Piotr: Zwłaszcza że, powiem szczerze, mamy coraz silniejszą tendencję do wychodzenia z założenia, że nasze rolnictwo jest właściwie w dużym stopniu oderwane od reszty przyrody. Robimy to na takich syntetycznych, odizolowanych polach, sypiemy sobie co trzeba, jedno, drugie, i właściwie trochę wychodzimy z założenia, że wszystko działa samo. A tu się nagle okazuje, że mamy tu wkład, tak naprawdę pewien, no, sztucznie wytworzony, ale łańcuch pokarmowy, który jest zupełnie zaskakujący i trudny do przewidzenia.

Ola: Właśnie, trudny do przewidzenia. Tymczasem my też mamy skłonność do nazywania niektórych gatunków szkodnikami, nieprzejmowania się innymi, bo przecież one nie są dla nas pożyteczne. Też nie lubię tego słowa.

Piotr: Samo słowo szkodnik jest tak naprawdę słowem czysto ekonomiczno-gospodarczym, nie ma nic wspólnego z przyrodą.

Ola: No tak, ale lekceważenie rozmaitych elementów ekosystemu, właśnie takich jak nietoperze, czy w ogóle jakiegokolwiek elementu, wiąże się z tym, że po prostu tracimy często możliwość zapobiegania pewnym stratom, ale też sami sobie zaczynamy zagrażać. Bo niedoceniając tego, co robią chociażby nietoperze, nie wiedząc o tym, a tępiąc na przykład te zwierzęta – bo to się zdarza, po prostu ludzie się boją nietoperzy, zwłaszcza od czasu wybuchu pandemii…

Piotr: No tak, ale też zamyka się chociażby jakieś jaskinie, jakieś naturalne tereny, w których one mogą sobie nocować czy zimować.

Ola: Zaobserwowano na tych samych obszarach, na których wystąpiło to wielkie wymieranie nietoperzy i wzrosło zużycie pestycydów – bo to wciąż te same obszary – jeszcze jedną, bardzo niepokojącą prawidłowość. Otóż śmiertelność niemowląt z powodów niezwiązanych z przyczynami zewnętrznymi, czyli nie z powodu jakichś wypadków, wzrosła tam o 8 procent, co przekłada się na około 1334 dodatkowe zgony niemowląt w tych hrabstwach w Stanach Zjednoczonych, w których prowadzono badania i gdzie spadek liczebności populacji nietoperzy przekraczał 70 procent.

W tych badaniach naukowcy dowodzą, że te dodatkowe zgony niemowląt mogą być wynikiem zwiększonego stosowania pestycydów na tych obszarach, a liczba tych dodatkowych zgonów dokładnie nakłada się w czasie i przestrzeni na szlaki ekspansji choroby, która atakuje nietoperze. A jak pestycydy szkodzą? Wcześniejszych badań jest bardzo wiele i pokazują, że zwiększone zużycie pestycydów i przedostawanie się ich przede wszystkim do środowiska, w tym do wody pitnej, stanowi bardzo istotne zagrożenie dla zdrowia publicznego. Na przykład wśród noworodków narażonych na kontakt z pestycydami, jak pokazują wcześniej prowadzone badania, zwiększa się ryzyko między innymi chorób neurologicznych, nowotworów, zaburzeń endokrynologicznych czy [? niepewne: dysfunkcjonerek].

Piotr: No tak, a tu wspomina się, że to zużycie pestycydów wzrosło o ponad 30 procent, więc to jest naprawdę dużo. I nic dziwnego, bo jedna rzecz to jest, jak one trafiają do żywności – żywność jest zwykle w miarę zabezpieczona przed tym, są odpowiednie okresy karencji i tak dalej, do których stosują się rolnicy – natomiast rzeczywiście część tych pestycydów trafia innymi drogami.

Ola: Innymi drogami oddechowymi, wraz z wodą pitną i tak dalej. Niemowlęta, a właściwie dzieci już w życiu płodowym, są często narażone na kontakt z pestycydami, a potem, przez karmienie piersią, wraz z mlekiem matki docierają do nich te substancje. To długi, skomplikowany temat, ale wróćmy do nietoperzy, bo warto się zastanowić, czy rzeczywiście ta zwiększona liczba zgonów noworodków w obszarach, gdzie wymierają nietoperze, nie wynika z czegoś innego.

Naukowcy przeanalizowali różne czynniki: zmiany w składzie upraw prowadzonych w okolicy, inne przyczyny zdrowotne, które mogłyby się przyczynić do tego, że więcej noworodków zmarło, czy na przykład pogarszające się warunki ekonomiczne w społecznościach dotkniętych tą zwiększoną śmiertelnością.

I wykluczyli te inne możliwości. Naukowcy uznali, że te przyczyny nie tłumaczą zwiększonej śmiertelności niemowląt, ale tłumaczy ją właśnie wymieranie nietoperzy i zwiększenie zużycia pestycydów. Czy jest wyjście z tej trudnej sytuacji? Owszem, jest – trzeba chronić te nietoperze, które pozostały przy życiu. Okazuje się, że istnieją substancje, które u ludzi zwalczają infekcje związane z tą grzybicą. Można je również stosować u nietoperzy, tylko wymaga to nakładów.

Naukowcy wskazują jednak, że te nakłady finansowe, które musiałyby być poniesione, byłyby niższe niż straty, których w tej chwili doświadczają rolnicy – i oczywiście straty wynikające ze śmierci tych dzieci. To niezwykle ważne badanie, bo pokazuje, że bioróżnorodność, która wydaje nam się takim pustym hasłem – "szanujmy pandy, bo są takie ładne, i motylki, i różne inne muszki" – nie jest takim pustym hasłem.

To nie jest tak, że powinniśmy szanować przyrodę, bo jest ładna i nas otacza. Powinniśmy ją szanować tak naprawdę dla własnego dobra, ze zdrowego rozsądku, bo to, co robimy, jest tak naprawdę podcinaniem gałęzi, na której siedzimy.

Piotr: Chciałem powiedzieć, że w ogóle to jest taki temat, że te zależności ekologiczne – mówię o ekologii jako nauce, a nie o ochronie środowiska czy ekologizmie – te skomplikowane układy są niezwykle trudne do przewidzenia i trudno je ruszyć, i jakkolwiek czuć się przy tym bezpiecznie. Zajrzałem sobie tu odcinek 41, "Plagi królików i pnączy, czyli najbardziej inwazyjne gatunki". Tam sporo też mówiliśmy o tym, jak łatwo jest zaburzyć taką równowagę w jakimś działającym systemie, a my, w dużym stopniu zmieniając układ w przyrodzie, bardzo wpływamy na te układy – i zdarzają się takie momenty, gdzie reakcje środowiska mogą być naprawdę zupełnie niespodziewane.

Ola: Należy brać pod uwagę również to, że nawet jeżeli nie rozumiemy roli tych gatunków, które cierpią, nie należy ich lekceważyć, choćby nawet wydawało nam się, że są nie wiadomo jak odległe i oderwane od naszej rzeczywistości.

0:16:32 Terapia genowa anemii sierpowatej Posłuchaj

Piotr: Teraz przechodzimy do drugiego newsa, który nie jest aż takim newsem, bo zdradzimy wam, że tak naprawdę ten temat znaleźliśmy już chyba dwa tygodnie temu, kiedy mieliśmy robić kolejny odcinek, ale wskoczyły ignoble, więc trochę się odleżał. Ale może i dobrze, bo udało się trochę więcej pozbierać. Chodzi mianowicie o terapię genową służącą leczeniu anemii sierpowatej. Wiem, że to nie brzmi jak przebój tygodnia, ale zobaczycie, jest tam bardzo dużo ciekawych wątków.

Mówimy o tym dlatego, że pod koniec zeszłego roku, czyli 2023, zostały zatwierdzone dwie takie terapie. Najpierw w Wielkiej Brytanii, potem w USA. W lutym obie te terapie, o ile dobrze pamiętam, dopuszczono też w Unii Europejskiej.

Od kilku tygodni mamy już pierwszych pacjentów leczonych tą terapią. Ale najpierw parę słów o samej chorobie, bo to ciekawa choroba z punktu widzenia medycznego i biochemicznego.

Ola: Zresztą sama nazwa jest już ciekawa – sierpowata. Zacznijmy od sierpowatości.

Piotr: O sierpowatości będzie za moment, bo mowa o niej jest chyba już nawet w szkole podstawowej – był taki moment, że ta choroba miała dość szczególne związki, o których za chwilę powiemy. No dobra, bez spoilerów.

Ola: Kto pamięta, to nie mówi.

Piotr: Chodzi mi o to, że przede wszystkim ma ona bardziej oficjalną nazwę – niedokrwistość sierpowatokrwinkowa. To już więcej zdradza.

To choroba dziedziczona, genetyczna. Jest spowodowana mutacją w genie, który koduje hemoglobinę. Przypominam, że hemoglobina to kluczowe białko, które służy do przenoszenia tlenu, a z powrotem dwutlenku węgla, w organizmie. To podstawa działania czerwonych krwinek. Odpowiada za to gen HBB. Koduje on łańcuch beta hemoglobiny.

To swoją drogą jedna z najciekawszych rzeczy w biologii. Wiem, to może moja obsesja.

Ola: Przekonałaś wszystkich.

Piotr: Wiem. Ale to jest naprawdę super ciekawe, jak kształtuje się białko: najpierw układa się z pojedynczych aminokwasów, potem te aminokwasy zaczynają się marszczyć, splatać, powstaje kolejna rzędowość tych białek. W każdym razie białka działają wtedy, kiedy mają określony kształt – to trochę jakbyśmy wzięli sznurek i zgnietli go w ręku, tak żeby powstał kłębek, nie poplątany, tylko zgnieciony. Białka mają to do siebie, że zawsze zgniatają się dokładnie tak samo.

To znaczy, jak powstaje określone białko, to po tym zgnieceniu musi zawsze tak samo wyglądać, żeby działało, a jeżeli coś w nim jest nie tak, zgniata się inaczej i wtedy nie działa. Białka działają wtedy, kiedy mają określoną – to trochę upraszczam – strukturę przestrzenną. Problem polega na tym, że w jednym konkretnym miejscu, na szóstym miejscu łańcucha beta, pojawia się walina, która zastępuje kwas glutaminowy, który powinien tam być. Czyli tak naprawdę podmienia się jeden jedyny aminokwas w całej ogromnej hemoglobinie i to powoduje, że ona się psuje.

Przede wszystkim układa się inaczej w przestrzeni, inaczej zaczyna działać – to się nazywa hemoglobina S – i gorzej wiąże tlen. To pierwsza sprawa. Ta bardziej znana jest jednak taka, że przy niskich stężeniach tlenu jeszcze bardziej się psuje i polimeryzuje, co powoduje, że erytrocyty, czyli te czerwone ciałka krwi, komórki, które mają przenosić tlen…

Ola: Czerwone krwinki, też można powiedzieć.

Piotr: Czerwone krwinki przestają wyglądać jak takie urocze placuszki z zagłębieniem w środku, miękkie i tak dalej, a zaczynają wyglądać… wiesz co, ostatnio oglądaliśmy "Przyczajonego tygrysa, ukrytego smoka" i jest tam taki wojownik, który walczy podwójnym sierpem trzymanym w ręku, takim półksiężycowatym czymś – one trochę tak wyglądają.

Ola: Albo trochę jak zaćmienie słońca.

Piotr: Nie do końca, bo gdyby były tylko półksiężycowate, to jeszcze pół biedy, ale sterczą z nich różne kolce. I o ile te sympatyczne placuszki, czyli prawidłowe erytrocyty, prawidłowe czerwone ciałka krwi, łatwo…

Ola: Przypominają nieco kluski śląskie.

Piotr: No trochę tak, tylko z dwóch stron – jakby ktoś nacisnął placuszek z obu stron. I w tej prawidłowej, placuszkowej postaci bardzo łatwo przechodzą przez wszystkie drobne, włosowate naczynia. Przeciskają się tam bez problemu. Natomiast te zniekształcone w wyniku tej mutacji krwinki są kanciaste, kolczaste, zaczepiające. I po prostu się blokują, często w różnych miejscach, właśnie w tych najdrobniejszych naczynkach krwionośnych. To jeden z podstawowych problemów wynikających z tej choroby.

Ola: Chodzi o zatory, tak?

Piotr: Tak, powstają zatory. Mają też w ogóle większą skłonność do rozpadu. Normalne czerwone ciałka żyją około 100-120 dni, a te żyją raptem kilkanaście. Organizm cały czas je produkuje, cały czas jest ich za mało. W dodatku gorzej przenoszą tlen, stąd anemia.

Ola: Czyli ta niedokrwistość.

Piotr: Dokładnie. Mamy ich za mało, za słabo przenoszą tlen i w dodatku się blokują – więc trochę przechlapane. Do tego jeszcze pojawiają się uszkodzenia różnych organów w wyniku między innymi tych zatorów, na przykład śledziony. Śledziona jest odpowiedzialna za walkę z rozmaitymi infekcjami, więc ludzie z anemią sierpowatą mają większą tendencję do zachorowań – to na przykład ciężkie infekcje, zwłaszcza u dzieci, zapalenia płuc, nawet sepsa. To rzeczywiście problem, który jest dość rozległy. Dziedziczenie jest przy tym, uwaga, użyję brzydkich słów, autosomalne, recesywne, z allelem kodominującym.

Ola: To chyba nie muszę wyjaśniać, prawda?

Piotr: Dobra, to idziemy dalej. Innymi słowy: autosomalne, czyli niesprzężone, i recesywne, czyli żeby choroba wystąpiła w pełnej krasie, człowiek musi mieć dwie kopie uszkodzonego genu, od obojga rodziców. I tu od razu zastrzegam, że to dziedziczenie jest trochę bardziej skomplikowane. Jak kogoś to interesuje, polecamy linki w opisie odcinka – chociażby angielska Wikipedia dobrze to tłumaczy.

Jest jeszcze jedna rzecz bardzo ważna: ktoś, kto ma tylko jedną kopię uszkodzonego genu, jest jego nosicielem. U niego nie występuje pełnia objawów, natomiast część jego komórek ma tę uszkodzoną postać hemoglobiny. Przy czym zwykle u tych ludzi nie występują objawy, które są niebezpieczne, więc można być nosicielem i dobrze z tym żyć. I uwaga, to najważniejszy moment: te heterozygoty, czyli ludzie, którzy mają połowę genów uszkodzonych, są w dużym stopniu odporni na malarię. Pasożyt malarii ma dość złożony cykl życiowy i część swojego życia spędza w czerwonych krwinkach, a tam, gdzie ludzie są nosicielami tej choroby, nie zapadając pełnoobjawowo, te czerwone krwinki z uszkodzoną hemoglobiną wcześniej pękają i ten pasożyt nie jest w stanie się odpowiednio rozmnażać, nie przeprowadzi pełnego cyklu.

Ola: Innymi słowy, anemia sierpowata w pewnym stopniu chroni przed malarią pełnoobjawową.

Piotr: I to tłumaczy, dlaczego ona, choć nie jest bardzo częstą chorobą, jest jednak dość częsta – a co ważne, tłumaczy jej geograficzny rozkład. Najwięcej osób cierpiących na tę chorobę jest tam, gdzie występuje malaria – czyli obecnie Afryka, okolice Morza Śródziemnego, Indie i Bliski Wschód, w skrócie rzecz ujmując. Ta choroba występuje też u osób, które etnicznie pochodzą z tamtych rejonów, co dotyczy na przykład Afroamerykanów.

To znowu dość skomplikowane, bo w populacji Afroamerykanów liczba osób chorych na anemię sierpowatą jest niższa niż w populacjach, z których oni pierwotnie pochodzą, co wynika z tego, że w Stanach Zjednoczonych nie ma już tej presji ewolucyjnej, więc anemia sierpowata przestaje być, można powiedzieć, opłacalna ewolucyjnie.

Ola: Ta pula genetyczna się rozcieńcza.

Piotr: Tak, rozcieńcza się. Generalnie ludzie z anemią sierpowatą żyją krócej – teraz nie pamiętam dokładnie, ale gdzieś 40-50 lat średnio – co sprawia, że nadal są obecni w puli genetycznej, natomiast więcej tych osób może na przykład umrzeć w młodszym wieku i tak dalej. Generalnie tam, gdzie nie ma malarii, ta mutacja nie jest korzystna.

Ważne jest przy tym, że to ochronne działanie tej cechy nie dotyczy osób, które mają w pełni rozwiniętą chorobę – to jest jeszcze inny przypadek. Nie opłaca się mieć pełnoobjawowej anemii sierpowatej, natomiast w przypadku malarii opłaca się być jej nosicielem. To ważne, bo tłumaczy, dlaczego… dzięki, nasz pies się odezwał. Pozdrawiamy tych, którzy pozdrawiali ostatnio naszego psa.

Ola: Naszą Falę.

Piotr: Tak, naszą Falę. W każdym razie istotne jest to, że w tej populacji jest około 100 tysięcy osób cierpiących na anemię sierpowatą, rozpowszechnioną głównie wśród Afroamerykanów i w mniejszym stopniu wśród Latynosów. W populacji afroamerykańskiej zapadalność jest znacznie wyższa niż w populacjach o innym pochodzeniu etnicznym.

To też wyjaśnia, dlaczego – i nie oszukujmy się, to jest kwestia opłacalności – warto było pracować nad terapiami genetycznymi, czyli takimi naprawdę zaawansowanymi, które mają tę chorobę leczyć. Jak wspomniałem na początku, mamy w tej chwili dopuszczone dwie takie terapie genetyczne. Mają w sumie, znowu upraszczam, podobny mechanizm działania, różnią się jednym elementem. Jedna się nazywa – piszę to "Cazgevi", czyli "Cazgevi", podejrzewam, albo "Jevi" – i opiera się na CRISPR-Cas9.

Ola: Czyli wymieniłeś serię nazw, teraz się tłumaczysz.

Piotr: Tak, dobrze. CRISPR-Cas9 to metoda, powiedzmy, biotechnologiczna, pozwalająca na bardzo precyzyjne modyfikowanie DNA, wycinanie jakiegoś fragmentu. To stosunkowo nowa metoda – kiedyś nie potrafiliśmy tak precyzyjnie operować na DNA, w tej chwili potrafimy. Chyba nie mieliśmy o tym osobnego odcinka.

Ola: Ale mówiliśmy o takich nożyczkach genowych. No tak można to nazwać, nazywa się tę metodę CRISPR właśnie nożyczkami. Chyba mówiliśmy o tym przy okazji Nagrody Nobla.

Piotr: Możliwe. Różnica polega na tym, że w tym "Cazgevi" stosuje się właśnie CRISPR-Cas9 do cięcia DNA i w ogóle do całej operacji, natomiast w tym drugim rozwiązaniu, które nazywa się Livgenia, mamy inną metodę wprowadzania tego DNA.

Jaki jest w ogóle problem z terapiami genetycznymi? Był taki czas wielkiego entuzjazmu – już mamy terapie genetyczne, już za chwileczkę wszystko wyleczymy, wszyscy będą żyli długo i szczęśliwie i tak dalej – to było już ładnych kilkanaście lat temu. Okazało się, że problemów jest bardzo wiele, a jednym z największych jest to, że mamy człowieka. Ten człowiek ma jakąś wadę genetyczną, powiedzmy nawet stosunkowo prostą – bo są takie, które są wielogenowe czy mają jakieś większe komplikacje, ale powiedzmy, że to jest jakaś prosta, punktowa mutacja, coś, co łatwo zmienić – i teraz mamy działający organizm takiego człowieka, i nie mamy sposobu, żeby to poprawione DNA, nawet jeżeli wiemy, jak je poprawić i umiemy to zrobić, trafiło do wszystkich komórek tego organizmu. Bo nie będziemy otwierali każdej komóreczki malutkim, magicznym kluczykiem i wrzucali tam prawidłowe DNA, wyjmując uszkodzone. Po prostu nie ma na to dobrych sposobów.

Jednym ze sposobów, które stosuje się przy terapiach genowych, i który zastosowano również w tej drugiej terapii, jest wykorzystanie wirusów, które są unieszkodliwione. Wirusy są specjalistami w modyfikowaniu naszego DNA i w docieraniu do każdej komórki, gdzie tylko potrzebują. Potrafią otworzyć komóreczkę magicznym kluczykiem, wstrzyknąć odpowiedni fragment genomu i sprawić, że zostanie on włączony w normalną produkcję komórki. Tak działają wszystkie wirusy.

Ola: I od tej pory każda komórka będzie namnażała wirusa.

Piotr: Kopię wirusa, tak. Znowu upraszczamy, ale wydaje mi się, że to wystarczająco jasne. W związku z tym mamy wirusy pozbawione tych patogennych działań, ale zachowujące zdolność wstrzykiwania w odpowiednie miejsce materiału genetycznego, co nadal nie wystarcza, bo…

Ola: DNA albo RNA.

Piotr: Tak, w każdym razie odpowiedniego materiału genetycznego. Nie wystarcza to, bo jeżeli mamy już organizm działający w pewien sposób, to ten wirus nie dotrze do każdego miejsca. Poza tym będzie zwalczany przez układ odpornościowy i tak dalej. Nie jest więc tak, że mamy człowieka, który ma jakąś wadę genetyczną, i w magiczny sposób przerobimy go na takiego, który jej nie ma. Metoda, którą tu zastosowano, polega na tym, że bierze się komórki macierzyste od pacjenta, już in vitro, czyli w laboratoryjnych warunkach, w szkle, modyfikuje się je przy pomocy określonej metody – albo CRISPR-Cas9, albo wirusa.

Tu akurat zastosowano lentiwirusy, a rolą obu tych rozwiązań jest… lentiwirus wprowadza materiał do komórek, natomiast w przypadku metody opartej na CRISPR-Cas9 zastosowano elektroporację – to rozwiązanie polegające na tym, że przy pomocy napięcia, przy pomocy elektryczności, chwilowo osłabia się błonę komórkową, która chroni komórkę, i można coś tam do środka wprowadzić.

To jest główna różnica organizacyjna między tymi dwiema metodami – sposób dostarczenia do środka komórki zmodyfikowanego DNA. Później namnaża się te komórki od pacjenta i mamy taki trudny moment: gdzieś tam, w szkle, w laboratorium, mamy już te poprawione komórki, które są w stanie wytwarzać prawidłowe krwinki, prawidłową hemoglobinę, ale wciąż w organizmie pacjenta są te komórki z błędem. I teraz niestety trzeba przeprowadzić chemioterapię, której celem jest wytłuczenie tych komórek krwiotwórczych pacjenta, czyli tak naprawdę przygotowanie organizmu, i dopiero w postaci infuzji dożylnej podaje się te zmodyfikowane komórki. Później trwa okres regeneracji, kiedy organizm zaczyna już wytwarzać prawidłowe komórki z prawidłową wersją hemoglobiny.

Ola: Ja tu tylko wrzucę małą poprawkę. Wehikułem, który dowozi do celu terapię genową, są lentiwirusy, nie "lentinowirusy".

Piotr: Tak, to mój błąd.

Ola: To są takie powolne wirusy, które wywołują objawy dopiero po długim okresie utajenia.

Piotr: Przy czym, co ważne, nie są one wprowadzane do organizmu – stosuje się je w laboratorium do wprowadzenia materiału do komórek, które dopiero później trafiają do organizmu. W przypadku tej drugiej metody, Livgenii, powstaje hemoglobina, która jest prawie taka jak ta oryginalna, właściwa, ludzka. Ma pewne drobne zmiany, ale są one na tyle drobne, że funkcjonuje tak, jak powinna.

I oczywiście brzmi to wszystko wspaniale, natomiast są z tym problemy, które zapowiadaliśmy wcześniej.

0:35:55 Koszty i bariery dostępu do terapii genowej Posłuchaj

Ola: Bo ta chemioterapia nie brzmi zbyt dobrze.

Piotr: Po pierwsze, chemioterapia nie brzmi zbyt dobrze. Po drugie, na pewno przy Livgenii – natomiast nie jestem pewny, jak to było przy tej pierwszej terapii, bo nie znalazłem informacji – jest stosunkowo wysokie ryzyko białaczki. Na tyle niskie, że ta terapia oczywiście jest warta wprowadzenia, ale takie ryzyko istnieje, więc pacjent musi być monitorowany przez całe życie, dość często, pod kątem tego, czy nie pojawiają się objawy białaczkowe.

Poza tym istnieje pewne ryzyko związane z niepłodnością, która może być wywołana tą chemioterapią. I teraz tak, co jeszcze – sama terapia kosztuje w Stanach od 2,6 do chyba 3,1 miliona dolarów, co jest istotnym ograniczeniem dostępności dla jednej osoby.

Ola: Czyli generalnie kraje afrykańskie i azjatyckie w ogóle nie mają co marzyć o tych terapiach, niestety.

Piotr: To terapia, która została stworzona dla bardzo bogatych ludzi. Może dla ludzi w bogatych krajach, tak to ujmijmy, bo to bardziej skomplikowane. Oczywiście wiadomo, że prywatnie nikt sobie na to nie pozwoli – to kwestia ubezpieczycieli. Wiadomo, że Stany Zjednoczone mają strasznie popierniczony system ubezpieczeń zdrowotnych, to zupełnie chory układ.

Po pierwsze, ubezpieczyciele wciąż niechętnie zwracają koszty takich terapii. A szpitale mają z tym poważny problem, bo liczono na to, że ta terapia… Powiedziałem, że jest 100 tysięcy osób dotkniętych tą chorobą, ale nie powiedziałem jeszcze o tym, że kwalifikują się do niej osoby powyżej 12 roku życia, z częstymi epizodami bolesnych ataków, które są wywołane tym, że lokalne blokady naczyń krwionośnych doprowadzają do niedokrwienia narządów wewnętrznych, ale też kości i różnych innych elementów u człowieka. Wywołuje to po pierwsze bardzo silny ból, po drugie może prowadzić do martwicy, na przykład lokalnej martwicy kości. To właśnie ten pacjent, który stał się głównym bohaterem historii, o której tu mówimy, cierpi jeszcze nadal na taką martwicę kości biodrowych, co bardzo ogranicza jego możliwości – a chłopak ma chyba właśnie 12 lat.

Jest więc też ograniczona liczba tych osób. Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych do tej terapii może się zakwalifikować około 20 tysięcy osób, bo nie mogą to być osoby w zbyt późnym wieku i ze zbyt zaawansowaną chorobą.

Ola: Niech zgadnę, ale tylko część będzie w stanie za nią zapłacić.

Piotr: No nie do końca, bo z tymi ubezpieczycielami jest tak, że oni zaczynają zwracać te pieniądze, ale żeby nie było za prosto – jednym z głównych ubezpieczycieli jest Medicaid, który z kolei niezbyt pokrywa koszty związane z problemami z płodnością, jakie może wywołać ta terapia. Mamy więc dodatkowy element, bo w dużym stopniu kwalifikują się do niej młodzi ludzie – nastolatki, młodzi dorośli. Dla nich wizja niepłodności jest istotnym problemem. Do tego dochodzi to, o czym wspomniałaś, czyli chemioterapia, która sama w sobie trwa dość długo i jest dość ryzykowna. Cały proces leczenia i cała procedura trwają w sumie około roku, z czego przez stosunkowo istotną część tego czasu ci ludzie są wykluczeni z normalnego życia, chociażby w okresie chemioterapii.

Problemem są też zupełnie biurokratyczne sprawy – na przykład to, że każda z tych dwóch firm, które opatentowały tę terapię i ją prowadzą, musi certyfikować szpitale, w których terapia będzie prowadzona.

Ola: To ogranicza dostępność.

Piotr: Tak, ta certyfikacja idzie powoli, a ubezpieczyciele patrzą na to krzywo. Szpitale muszą najpierw wyłożyć kilka milionów dolarów, które zostaną im zwrócone dopiero po kilku miesiącach, kiedy zmodyfikowane komórki trafią do organizmu pacjenta – bo takie są zasady.

Wychodzi więc na to, że technicznie rzecz biorąc mamy terapię, która może wyleczyć, i jest ona nowatorska, nowoczesna, oparta na super metodach. Ale potem, w zderzeniu z życiem, okazuje się, że spora część ludzi się nie kwalifikuje, spora część ma problem, bo nikt im za to nie zapłaci. A wśród tych, którzy mogą i się kwalifikują, jest też spora grupa ludzi, którzy nie chcą, bo według ich oceny kłopotliwość tej terapii, ryzyko infekcji i tak dalej, są na tyle duże, że mniej uciążliwe wydaje im się życie z chorobą niż sama terapia – mimo że, jak na razie pokazują dane z tych badań klinicznych, których dopiero przybywa, jest ona bardzo skuteczna. Widać więc, że czasami nawet takie super rzeczy, którymi można się ekscytować, napotykają na przeszkody, które wcześniej były trudne do przewidzenia.

Ola: Mam nadzieję, że rzeczywiście może to zmienić oblicze medycyny, mówiąc górnolotnie, i że nie tylko takie choroby jak anemia sierpowata będzie można leczyć, ale że terapia będzie możliwa nawet jeszcze w łonie matki, tak?

Piotr: To też są obiecujące… są takie możliwości, absolutnie, technicznie rzecz biorąc. Natomiast rzeczywiście to taki kawałek, który napotkał na dość nieoczekiwane problemy – mówię tu ogólnie o terapiach genowych, bo paręnaście lat temu entuzjazm był tutaj ogromny.

Słuchajcie, kończymy. Nie wiem, ile nam wyszło, bo nie liczyłem.

Ola: 43 minuty 25 sekund.

Piotr: Dzięki, Ola. Słuchajcie, zostaje nam jeszcze słowo na dziś, i to słowo na dziś to jest… nietoperz. No to cześć.

Ola: Cześć.

Źródła

Brak listy źródeł w opisie RSS (kolumna "źródła (z opisu)" jest pusta w indeksie, a opis oficjalny zawiera wyłącznie boilerplate o Patronite, BuyCoffee i koszulkach). W odcinku prowadzący wspominają badanie opublikowane w piśmie Science na temat związku między wymieraniem nietoperzy, wzrostem zużycia pestycydów a śmiertelnością niemowląt w USA oraz zapowiadają linki do materiałów o anemii sierpowatej i terapiach genowych (m.in. angielską Wikipedię) w opisie odcinka, ale nie podają adresów URL ani w transkrypcji, ani w indeksie.