Science / Τα μυστικά του ανθρώπινου γονιδιώματος

 Εδώ και αρκετούς μήνες, τα σημαντικότερα διεθνή επιστημονικά περιοδικά και οι εφημερίδες γιορτάζουν την πρώτη δεκαετία από την αποκρυπτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος. Πριν από δέκα ακριβώς χρόνια άρχισαν να δημοσιοποιούνται τα πρώτα επιστημονικά δεδομένα, σχετικά με τη χημική δομή και την οργάνωση του συνόλου των γονιδίων που περιέχονται στα κύτταρα κάθε ανθρώπινου οργανισμού.
Πράγματι, στις 15 και 16 Φεβρουαρίου του 2001 οι Francis Collins και Craig Venter δημοσίευσαν στα περιοδικά «Nature» και «Science», αντίστοιχα, τις πιο συστηματικές, μέχρι τότε, χαρτογραφήσεις του ανθρώπινου γονιδιώματος. Και παρά τις άχαρες διενέξεις για το ποια από τις δύο επιστημονικές ομάδες έφτασε πρώτη σε αυτό το εντυπωσιακό αποτέλεσμα, όλοι ανεξαιρέτως συνειδητοποίησαν σχεδόν αμέσως ότι επρόκειτο για ένα πραγματικά μεγαλειώδες επιστημονικό επίτευγμα, αφού άνοιγε πλέον το δρόμο όχι μόνο για την κατανόηση (και ενδεχομένως τη θεραπεία) πολλών ανθρώπινων γενετικών ασθενειών, αλλά και για την εξερεύνηση των γενετικών παραγόντων που μαζί με το περιβάλλον διαμορφώνουν την ιδιαίτερη βιολογική μας ταυτότητα.
Πάντως, το ντεμπούτο των πολύχρονων και πολυδάπανων ερευνών που στόχευαν στην πλήρη αποκρυπτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος είχε ξεκινήσει αρκετά χρόνια πριν (στις αρχές της δεκαετίας του 1990), ενώ η πρώτη επίσημη εξαγγελία της επιτυχίας αυτού του διεθνούς προγράμματος δόθηκε πρόωρα από τον Λευκό Οίκο ένα χρόνο πριν από την επίσημη δημοσιοποίηση των πρώτων αποτελεσμάτων. Στις 26 Φεβρουαρίου του 2000, ο τότε πρόεδρος των ΗΠΑ Μπιλ Κλίντον μαζί με τον Βρετανό πρωθυπουργό Τόνι Μπλερ έδωσαν από κοινού μια βαρυσήμαντη και πομπώδη συνέντευξη Τύπου, στην οποία ανακοίνωσαν ότι, μετά την «ολοκλήρωση» των ερευνών που είχαν ξεκινήσει πριν από μια δεκαετία, η ανθρωπότητα είχε πλέον εισέλθει και επίσημα στη νέα μεγαλειώδη γονιδιακή εποχή!
Παρά τις αφελείς εξαγγελίες των πολιτικών και την απελπισμένη προσπάθειά τους να συγκαλύψουν τις αδυναμίες της πολιτικής τους με τα επιτεύγματα της επιστήμης, παραμένει γεγονός αναμφισβήτητο ότι η αποκρυπτογράφηση των γονιδίων μας αποτελεί μια αποφασιστική τομή στην ανθρώπινη ιστορία. Με αφορμή τη συμπλήρωση δέκα χρόνων από τη δημοσιοποίηση του πρώτου πλήρους καταλόγου των γονιδίων μας, αξίζει ίσως σήμερα να αποτιμήσουμε κατά πόσο δικαιώθηκαν οι μεγάλες προσδοκίες αλλά και οι παράλογοι φόβοι που είχαν διατυπωθεί τότε.
Από τη δομή στην τεχνολογία του DNA
Αν στην ιστορία κάθε επιστήμης υπάρχουν λίγες μόνο χρονολογίες-ορόσημα, τότε το 1953 αποτελεί ασφαλώς ορόσημο όχι μόνο για τη βιολογία αλλά και για την ανθρώπινη γνωστική περιπέτεια συνολικά. Τη χρονιά αυτή, ο Αμερικανός J. Watson και ο Βρετανός F. Crick ανακάλυψαν ότι η διπλή έλικα του DNA είναι το χημικό μόριο που περιέχει όλες τις απαραίτητες γενετικές πληροφορίες για τη λειτουργία και την αναπαραγωγή κάθε οργανισμού, από τα μικρόβια μέχρι τούς ανθρώπους. Αποκάλυψαν δηλαδή ότι το DNA, και όχι οι πρωτεΐνες, είναι το χημικό υπόβαθρο των «γονιδίων»: των μονάδων της γενετικής πληροφορίας που καθορίζουν την ιδιαίτερη μορφή και τις λειτουργίες κάθε ζωντανού οργανισμού πάνω στη Γη.
Με αυτή την απρόσμενη ανακάλυψη εγκαινιάζεται επίσημα ένα ολότελα νέο ερευνητικό πρόγραμμα, το οποίο πλέον επιχειρεί να εξηγήσει αποκλειστικά σε μοριακό επίπεδο όλα σχεδόν τα πολύπλοκα ζωικά φαινόμενα. Πρόκειται για το περίφημο πρόγραμμα της «Μοριακής Βιολογίας», που στα επόμενα πενήντα χρόνια θα αποδειχθεί ο παραγωγικότερος κλάδος της βιολογικής έρευνας, ενώ η «μοριακή προσέγγιση» θα θεωρηθεί η βασιλική οδός για την αποκάλυψη πολλών μέχρι τότε επτασφράγιστων μυστικών της ζωής.
Πράγματι, τα επόμενα χρόνια οι ερευνητές έμαθαν πώς να ανασυνδυάζουν και να κλωνοποιούν στο εργαστήριο μεμονωμένα γονίδια από διαφορετικούς οργανισμούς, δημιουργώντας, μέσω της «γενετικής μηχανικής», ολότελα νέες «διαγονιδιακές» και πρόσφατα «συνθετικές» μορφές ζωής!
Και η γονιδιακή περιπέτεια συνεχίζεται
Χάρη σε αυτές τις επιστημονικές-τεχνολογικές κατακτήσεις έγινε εφικτή, στις αρχές της δεκαετίας του 1990, η υλοποίηση του «Human Genome Project» (Πρόγραμμα του Ανθρώπινου Γονιδιώματος). Ενα διεθνές ερευνητικό πρόγραμμα που την επόμενη δεκαετία θα αποκαλύψει τη χημική δομή (δηλαδή την αλληλουχία) και την ακριβή θέση (δηλαδή την οργάνωση) όλων των ανθρώπινων γονιδίων που βρίσκονται μέσα στα χρωμοσώματα των κυττάρων μας.
Παραδόξως όμως, όσο βαθύτερα κατανοούμε τα γονίδιά μας τόσο περισσότερο συνειδητοποιούμε την άγνοιά μας γι' αυτά τα ίδια και για τη λειτουργία τους σ' έναν πολύπλοκο οργανισμό, όπως ο άνθρωπος.
Για παράδειγμα, οι ειδικοί πίστευαν ότι κάθε μας κύτταρο περιέχει περίπου 100 χιλιάδες γονίδια και, προς μεγάλη τους απογοήτευση, διαπίστωσαν ότι στην πραγματικότητα έχει μόνο 21-22 χιλιάδες γονίδια. Ηταν επίσης απολύτως βέβαιοι πως το μεγαλύτερο μέρος του DNA μας είναι «λειτουργικό» και «κωδικοποιεί» για τη δημιουργία πρωτεϊνών· διαπίστωσαν, αντίθετα, ότι μόνο το 2% των γονιδίων μας παίζει αυτόν το ρόλο!
Εφόσον λοιπόν η ίδια η έννοια του «γονιδίου» έχει αλλάξει τόσο ριζικά αυτά τα δέκα χρόνια, δεν θα ήταν άραγε εύλογο να αμφιβάλλει κανείς για το αν έχει πράγματι κάποιο νόημα να μιλάμε σήμερα για «αποκρυπτογράφηση» του γονιδιώματος; Αντίθετα, είναι -ή μάλλον θα έπρεπε να είναι- για όλους σαφές ότι δεν έχουμε δικαίωμα να μιλάμε για πραγματική «αποκρυπτογράφηση» του ανθρώπινου γονιδιώματος όσο εξακολουθούμε να αγνοούμε τη βιολογική λειτουργία και τις επιγενετικές αλληλεπιδράσεις των γονιδίων μας με το περιβάλλον τους.

Ερωτήματα για τις βιοϊατρικές εφαρμογές

Γράφει ο ΣΠΥΡΟΣ ΜΑΝΟΥΣΕΛΗΣ

Το πανάρχαιο βιοϊατρικό όνειρο της έγκαιρης, ενδεχομένως και προγεννητικής διάγνωσης, των περισσότερων ασθενειών από τις οποίες μπορεί να νοσήσει ένας άνθρωπος κάποια στιγμή στη διάρκεια της ζωής του, και παράλληλα η δυνατότητα θεραπείας των γονιδίων που «ευθύνονται» γι' αυτές τις ασθένειες ήταν δύο βασικά κίνητρα για την υλοποίηση και την χρηματοδότηση του πολυδάπανου Προγράμματος του Ανθρώπινου Γονιδιώματος.

Οπως έγινε σαφές μετά την υλοποίηση αυτού του προγράμματος, το ανθρώπινο DNA, η πασίγνωστη διπλή έλικα που αποτελεί την «αλφάβητο» με την οποία είναι γραμμένες όλες οι γενετικές πληροφορίες των γονιδίων μας, αποτελείται από 3,12 δισεκατομμύρια «γράμματα», δηλαδή βάσεις νουκλεοτιδίων. Περίπου το 99,9% της αλληλουχίας των βάσεων του DNA μας είναι κοινό σε όλους τους ανθρώπους. Τουλάχιστον λοιπόν από γονιδιακής απόψεως, είναι βέβαιο ότι όλοι οι άνθρωποι είμαστε ίσοι! Ωστόσο, αυτή η μικρή διαφορά του 0,1%, που αντιστοιχεί περίπου σε 2,5 εκατομμύρια βάσεις του DNA μας, φαίνεται ότι μας καθιστά μοναδικούς.
Αυτή η απρόβλεπτα μικρή αλλά εντυπωσιακή γονιδιακή ποικιλομορφία έχει και ορισμένες αρνητικές συνέπειες. Για παράδειγμα, υπάρχουν σημαντικές διαφορές ως προς τη γενετική προδιάθεση ορισμένων ατόμων ή και ευρύτερων φυλετικών ομάδων στο να εκδηλώσουν ορισμένες ασθένειες.
Γνωρίζοντας επομένως αυτές τις προσωπικές γονιδιακές διαφορές, ελπίζουμε ότι στο άμεσο μέλλον θα μπορούμε αφενός να αποφύγουμε την εκδήλωση μιας ασθένειας και αφετέρου να την αντιμετωπίσουμε αποτελεσματικότερα με μια πιο εξατομικευμένη θεραπευτική αγωγή.
Ωστόσο, το γεγονός ότι έχει πλέον ανοίξει ο δρόμος για τη βιοϊατρική επέμβαση στο πολύπλοκο και ευαίσθητο σύμπαν των ανθρώπινων γονιδίων δεν εξαλείφει κάποια δυσαπάντητα ερωτήματα: Ποιοι μηχανισμοί ρυθμίζουν και συντονίζουν τη φυσιολογική ή την παθολογική έκφραση των γονιδίων μας; Πώς και γιατί αλλάζει η έκφρασή τους στη διάρκεια της ζωής μας; Σε ποιο βαθμό οι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν -άλλοτε απορυθμίζοντας και άλλοτε επαναρυθμίζοντας- τη φυσιολογική έκφραση των γονιδίων μας;
Από τη δυνατότητα ή όχι να δοθούν ακριβείς απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα, θα εξαρτηθεί το μεγάλο διακύβευμα του 21ου αιώνα: πόσο εφικτή είναι η δημιουργία μιας νέας προβλεπτικής και παρεμβατικής βιοϊατρικής, η εφαρμογή της οποίας δεν θα θίγει το αναφαίρετο δικαίωμα της ελεύθερης και αυτόνομης (από οικονομικά ή κοινωνικά μικροσυμφέροντα) ανάπτυξης κάθε ανθρώπινης ζωής.
ΠΗΓΗ