Słowo inżynieria oznacza, że dochodzi do stworzenia czegoś nowego. W przypadku Inżynierii Genetycznej naukowcy wykorzystują części żywych organizmów, jako podstawowy materiał budulcowy do stworzenia nowych lub zmian w istniejących już organizmach. Dna (kwas dezoksyrybonukleinowy) zawiera instrukcje wszystkich działań żywej komórki. Gen natomiast stanowi część składniową DNA. Każdy gen zawiera informację zakodowaną w jego chemicznej strukturze, w taki sposób, że cały zestaw genów w komórce determinuje wszystkie cechy organizmu. Geny zawierają pełną konstrukcje potrzebna organizmowi do funkcjonowania, a ponieważ ta informacja zostaje przekazywana z pokolenia na pokolenie, potomstwo przejmuje cechy swoich rodziców. Do rozrywania struktur DNA naukowcy używają enzymów, w które wkładają nowe kawałki i ponownie je sklejają. Mogą w ten sposób wyciąć i wkleić geny z jednego do drugiego organizmu zmieniając w ten sposób strukturę DNA. Niebezpieczeństwo stanowi fakt, że w takich eksperymentach dochodzi do zmieszania genów.
Naukowcy są w stanie kontrolować coraz to nowe aspekty życia. Mogą własne zwierzęta, drzewa i zboża. Ten zakres kontroli to jednak za mało dla przemysłu genetycznego. Poprzez zdobycie praw do własności do genów, przemysł stopniowo przejmuje kontrolę nad życiem. W ten sposób wszystkie istoty żywe mogą stać się jedynie produktami tworzącymi zyski, a wielonarodowe korporacje będą rządzić podstawami istnienia społeczeństwa- rolnictwem, produkcją oraz składem żywności, które konsumujemy.
O JEST MODYFIKOWANE?
Jak dotąd zostało już zmodyfikowane około 38 gatunków roślin i przetestowanych próbach polowych. Podobnie jak te rośliny przetestowane zostały ryby, owce, wirusy i bakterie. Użycie zmodyfikowanych pomidorów, soi, bawełny, kukurydzy, rzepaku, winogron i ziemniaków odbywa się bez żadnych ograniczeń w Stanach Zjednoczonych. W Europie zostały dopuszczone na rynek tytoń, rzepak i kukurydza. Podobnie jak w Europie do sprzedaży rzepaku zezwoliły władze Kanady. Jednocześnie tysiące nowych produktów czeka jeszcze na swoją premierę.
Konsumenci, sprzedawcy i producenci żywności żądają "prawdziwej" żywności- bez genetycznej modyfikacji. Jeżeli przemysłowi uda się wcisnąć pierwsze produkty z kolejnymi będzie łatwiej. Jeżeli wystarczająca liczba ludzi będzie protestować możliwe jest powstrzymanie następnych transgenicznych produktów od wejścia na rynek i do naszego życia.
CZY WYŻYWI ONA ŚWIAT?
Globalnie mamy obecnie do czynienia z nadprodukcją żywności - mimo to miliony ludzi nie mają do niej dostępu lub nie mogą sobie na nią pozwolić. Wytworzenie większej ilości żywności na północy nie rozwiąże problemu jej braku na południu. Wytwarzanie większej ilości żywności na Północy nie rozwiąże problemu jej braku na Południu. Już teraz potężne subwencje z budżetu dla farmerów na Północy przyczyniły się do powstawania gór żywności - zarówno Europa, jak i Stany Zjednoczone wydają spore ilości pieniędzy, aby spowodować, że farmerzy produkują mniej żywności. Jednocześnie nadwyżki wyprodukowanej żywności, wysyłane statkami do krajów rozwijających się, pogorszyły - nie polepszyły - dostępność żywności. Sprzedawana po konkurencyjnej cenie, tania żywność z Północy doprowadza lokalnych rolników do bankructwa - powodując, że jeszcze więcej ludzi staje się jeszcze biedniejszych i zwiększając uzależnienie krajów biednych od importu żywności z Północy - bogaci dalej się bogacą. Inżynieria genetyczna jest kolejną, po herbicydach, drogą technologią wymyśloną na Północy, która, jeśli zostanie zastosowana, przyniesie tragiczne skutki dla człowieka i środowiska.
Rośliny genetycznie zmodyfikowane
GMO - genetically modified organism - organizm modyfikowany genetycznie, czyli organizm poddany procesowi inżynierii genetycznej w taki sposób, w którym
wykorzystanie materiału genetycznego nie zdarza się w przyrodzie w wyniku rozmnażania lub naturalnej rekombinacji.
Podstawowa technika zastosowana w inżynierii genetycznej - wybrane geny są sztucznie powielane poprzez wprowadzenie cząsteczek kwasu DNA do innego organizmu, np. do bakterii o zdolnościach do szybkiego wzrostu, które reprodukują obcy DNA. Klonowanie jest procesem złożonym.
Uprawy zmodyfikowane genetycznie - poprzez wprowadzenie obcego genu do jąder komórkowych niektórych roślin uzyskuje się odmiany o większej odporności na choroby, pestycydy i warunki pogodowe.
Szybko powiększający się areał produkcji roślin genetycznie zmodyfikowanych, a jednocześnie - rosnące zainteresowanie producentów i konsumentów tradycyjnym rodzajem produkcji, jakim jest rolnictwo ekologiczne, mogą stwarzać sytuację konfrontacji tych rozwojowych lecz, wydaje się, bardzo różnych kierunków produkcji. Sprzeczność ta jest widoczna tym bardziej, że europejska koncepcja rolnictwa ekologicznego wyklucza m.in. stosowanie produktów biotechnologii. Dowodem aktualności, a także wagi i złożoności zagadnień związanych z praktycznym zastosowaniem produktów GMO m.in. w produkcji rolno-spożywczej są nowe uregulowania międzynarodowe, takie jak Konwencja o Różnorodności Biologicznej z 1992 roku i Protokół z Kartageny o Bezpieczeństwie Biologicznym z 2000 roku. W Unii Europejskiej zasady produkcji w rolnictwie ekologicznym, jak i stosowanie produktów GMO w rolnictwie i przemyśle rolno-spożywczym są regulowane przez wiele aktów prawnych, w ramach Systemu Bezpieczeństwa Żywności. Jednak dotychczas wydane przepisy traktowały te obydwa rodzaje produkcji niejako z osobna. W praktyce, jak ma to obecnie miejsce w Wielkiej Brytanii, może występować szereg sytuacji problemowych na styku rolnictwa ekologicznego, rolnictwa konwencjonalnego i produkcji rolnej prowadzonej z zastosowaniem organizmów genetycznie zmodyfikowanych. Dotyczy to zarówno warunków środowiskowych produkcji rolnej, jak i technologii przetwórstwa, transportu i dystrybucji produktów gotowych. Efektem niedostatku odpowiednich rozwiązań systemowych i skutecznego nadzoru nad wprowadzaniem produktów GMO do produkcji rolnej i na rynek artykułów rolno-spożywczych może być przypadkowa, niezamierzona obecność produktów GMO w surowcach lub produktach gotowych, w tym - w produktach rolnictwa ekologicznego. W ten sposób powstaje poważna niezgodność pomiędzy deklarowanymi na etykiecie a rzeczywistymi parametrami jakościowymi danego produktu. Odbiorca takiego produktu, którym jest inny producent, dystrybutor, czy wreszcie konsument są wprowadzani w błąd, bo pozbawieni rzetelnej i uczciwej informacji o pochodzeniu i cechach jakościowych wyrobu.
Żywność transgeniczna to produkty spożywcze zmienione metodami inżynierii genetycznej, czyli wyprodukowane przez zmianę materiału genetycznego - DNA żywej komórki. Mówiąc prościej, w warunkach laboratoryjnych część DNA jednego organizmu zostaje wprowadzona do DNA drugiego organizmu, a następnie - przez tradycyjną hodowlę - w wyniku tego zabiegu powstaje nowy organizm o zmienionych cechach.
Ta część DNA, którą wprowadzamy, ma więc na celu modyfikację - czyli poprawę pewnych cech gatunkowych. Bakterie, rośliny, zwierzęta otrzymane w wyniku takiej "manipulacji" są nazywane organizmami modyfikowanymi genetycznie (GMO - genetically modified organism) lub transgenicznymi (transgenic).
Prace trwały wiele lat, ale pierwszym produktem żywnościowym otrzymanym z wykorzystaniem metod inżynierii genetycznej i wprowadzonym na rynek USA w 1994 był pomidor. Wcześniej, w 1990 roku w Wielkiej Brytanii do przetwórstwa zostały wprowadzone modyfikowane drożdże piekarskie. Obecnie w niektórych krajach (m.in. USA, Chiny) na dużą skalę uprawiane są modyfikowane genetycznie soja, kukurydza, rzepak. W Polsce pierwsze doświadczenia polowe z transgenicznymi roślinami były prowadzone w 1997 r. Dotyczyły kukurydzy, ziemniaków i buraków pastewnych. W sierpniu 1997 r. wysiano również transgeniczny rzepak.
Inżynieria genetyczna zagraża naszemu zdrowiu - większość z nas je soję. 60% przetworzonej żywności w naszych sklepach zawiera "sojo pochodne" składniki ... to około 30 tysięcy różnych produktów żywnościowych - m.in. chleb, czekolada, ciastka, margaryna, lody oraz olej roślinny. Dla wegetarian, soja stanowi jedno z podstawowych źródeł białka roślinnego. W uprzemysłowionym rolnictwie ziarno sojowe jest także wykorzystywane jako element paszy przeznaczonej dla zwierząt hodowlanych - stanowi to jeszcze jedną drogę, poprzez którą genetycznie modyfikowana soja trafia do łańcucha pokarmowego. Jeżeli nie zostanie wprowadzona kontrola wykorzystania genetycznie modyfikowanej soi, będziemy jej jedli coraz więcej, nie wiedząc o tym.
Klonowanie roślin i zwierząt
Ogrodnicy klonują rośliny od stuleci. Gdy pobierają do rozmnażania część pelargonii, róży czy innej, doprowadzają do powstania identycznej genetycznie kopii (klonu). Sadzonki mogą pochodzić z korzeni lub pędów, umieszczane w glebie bądź kompoście rozwijają się w nową roślinę.
Dzięki współczesnym metodom naukowym klonowanie
ma coraz szersze zastosowanie. Dziś można wyhodować kopie roślin, których nie da się rozmnożyć z sadzonek. Można także klonować zwierzęta. Wydaje się też, że nie istnieją żadne przeszkody natury biologicznej, uniemożliwiającej klonowanie ludzi.
Przy klonowaniu roślin chodzi zwyczaj o to, żeby wybrać okaz o największej wydajności lub najbardziej dekoracyjny i powielić go w tysiącach egzemplarzy. Proces ten zaczyna się od pobrania małego wycinka za dowolnej części rośliny, jako że wszystkie jej komórki zawierają informację genetyczną, niezbędną do rekonstrukcji całości.
Wycinek umieszcza się w specjalnym środowisku hodowlanym (w płynnej mieszaninie odżywczych substancji chemicznych). Mieszanina ta zawiera hormon wzrostu, który pobudza komórki wycinka do dzielenia się. Powstaje w ten sposób mnóstwo komórek roślinnych, których liczba podwaja się mniej więcej co sześć tygodni.
Po pewnym czasie w tej masie komórek wykształcają się małe, białe, kuliste punkty, zwane zarodkami, z których następnie wyrastają korzenie lub pędy. Wyglądają one wtedy jak miniaturowe roślinki. Delikatnie przeniesione na podkład z kompostu wyrastają na dokładne kopie roślin, z której pobrano wycinek. Zwykle trzeba na to 18 miesięcy.
Proces ten zwany hodowlą tkanek, jest już wykorzystywany do klonowania palmy oliwnej, szeroko rozpowszechnionej i bardzo wartościowej rośliny tropikalnej, z której otrzymuje się gęsty olej, używany do produkcji kosmetyków, margaryny i oleju jadalnego. Zasadzone jednocześnie klony rosną w jednakowym tempie i w tym samym czasie można uzyskać z nich olej o identycznej jakości. Ich wydajność jest o 30% wyższa niż wydajność palm wyrosłych z nasion i dających nierównomierne plony. W podobny sposób klonuje się szparagi, ananasy, truskawki, banany, paprocie itd.
Hodowla tkanek umożliwia nie tylko produkowanie tysięcy kopii najbardziej udanej rośliny, ale też pomaga w zwalczaniu wirusowych chorób roślin, które są zwykle przekazywane z pokolenia na pokolenie w nasionach. Wolna od choroby roślina może być wykorzystywana do wyprodukowania tysięcy nie zarażonych klonów.
W wypadku zwierząt hodowla tkanek nastręcza spore trudności i nie jest powszechnie stosowana, choć badania na myszach (uniwersytet w Genewie), owcach (Instytut Fizjologii Zwierząt w Cambridge), oraz cielętach (uniwersytet w Calgary) potwierdziły jej wykonalność
Metoda nazwana transferem jądra umożliwia jednoczesne uzyskanie do 32 klonów. Przy użyciu miniaturowych narzędzi chirurgicznych z embrionu w stadium 32-komórkowym wyodrębnia się 32 oddzielne komórki.
Aby komórki te dalej się rozwijały, jest niezbędne połączenia ich z jednokomórkowymi embrionami tego samego gatunku, z których uprzednio usunięto jądro komórkowe. Jądro zawiera informację genetyczną, która decyduje o rozwoju organizmu. Gdy w komórce embrionu brakuje jądra, organizm nie ma żadnego wzorca do dalszego rozwoju. Można jednak dostarczyć nową informację genetyczną przez połączenie "pustej" komórki z jedną z 32 komórek uzyskanych z podzielonego embrionu.. Gdy postąpi się tak ze wszystkimi 32 komórkami, otrzyma się 32 embriony z identycznym kodem genetycznym. Każdy z nich może być wszczepiony do macicy matki zastępczej, w wyniku czego powstaną 32 identyczne osobniki.
Metoda ta jest szansą krajów rozwijających się, ponieważ embriony wyprodukowane za granicą można dostarczyć na miejsce w stanie zamrożonym i umieścić w macicy zastępczych matek. Jest to sposób na ominięcie długotrwałego procesu doskonalenia ras zwierząt za pomocą hodowli selektywnej.
Modyfikacje genetyczne
ZALETY
- Rośliny poddane modyfikacji genetycznej można uprawiać w rożnych klimatach/ glebach; są odporne na inwazję szkodników
- Plony z uprawy rond modyfikowanych genetycznie są wyższe, a koszty uprawy niższe
- Produkty uzyskane a takich upraw mają dłuższy okres trwałości
- Plony zawierają więcej białka i innych składników odżywczych
WADY
1. Źródła obaw przed inżynierią genetyczną
Źródła obaw przed inżynierią genetyczną i klonowaniem pochodzą zasadniczo dwóch źródeł: pierwszym jest niewiedza a drugim podbudowa ideologiczno-religijna. Jeżeli chodzi o niewiedzę, to jak zawsze rozwój techniki i nowe możliwości człowieka budzą obawy tych ludzi, którzy nie rozumiejąc zasad jej działania, oraz nie mogąc skorzystać z dobrodziejstw, które niesie, są nieufni. K. Piasecki, który przeprowadził ankietę sprawdzającą poziom wiedzy o inżynierii genetycznej wśród studentów, stwierdza: "Wiedza na temat inżynierii genetycznej w naszym społeczeństwie (a sądzę, że nie tylko w naszym) wcale nie jest wysoka, jakby się należało spodziewać" . Dodać należy, że skoro wyniki tej ankiety były średnio na poziomie dostatecznym, to wśród osób z niższym wykształceniem wiedzy na temat tej dziedziny brakuje zupełnie. Ludzie tacy są również bardziej podatni na argumentację pozamerytoryczną.
Podbudowa religijno-ideologiczna jest drugim źródłem obaw i niechęci do projektów i osiągnięć inżynierii genetycznej. To światopogląd w większości przypadków determinuje ocenę inżynierii genetycznej, co prowadzi do jej odrzucenia jako działalności nie tylko niemoralnej, ale wręcz sprzeciwiającej się Bogu i Jego woli. Pełni obaw czerpią wiedzę jedynie z publicystyki, populistycznych haseł i swoiście interpretowanych przykazań Bożych. Mają więc do czynienia tylko z opinią jednej strony; lektura solidnych publikacji, czy obejrzenie rzetelnie zrobionego filmu popularnonaukowego jest poza ich zainteresowaniem. Argumenty naukowców z dziedziny inżynierii genetycznej traktuje się z podejrzliwością i nie przyjmuje do świadomości.
Generalnie występuje zależność pomiędzy barkiem wiedzy a podatnością na demagogię: "[…] im mniej wiemy o inżynierii genetycznej, tym bardziej się jej boimy".
Rzetelna ocena tej dziedziny nauki - będąc odporna na irracjonalne lęki - powinna jednak dostrzegać zagrożenia, które mogą płynąć nie tyle ze strony samej techniki, co z celów dla których może zostać ona wykorzystana przez ludzkość, która jest grzeszna. Dwa najważniejsze zagrożenia dotyczą sfery militarnej i biologicznej.
2. Zagrożenie militarne
Istnieją uzasadnione obawy, że sfery wojskowe - za wiedzą lub bez wiedzy społeczeństwa - mogą prowadzić badania z zakresu inżynierii genetycznej, których celem może nie być terapia, ale produkowanie szczególnego rodzaju broni biologicznej: broni genetycznej. Już teraz prace nad bronią biologiczną polegają na wykorzystaniu genetyki; w przyszłości, w której nie widać granic możliwości inżynierii genetycznej mogłyby powstawać mikroorganizmy o niespotykanej dotąd sile rażenia. Jeżeli weźmiemy pod uwagę możliwość wykradzenia lub odsprzedania takiej technologii terrorystom lub krajom, gdzie rządzą reżimy, to stajemy w obliczu zagrożenia przed którym trudno się zabezpieczyć.
Istnieją też obawy, że wojsko może wykorzystywać inżynierię genetyczną, w tym klonowanie do produkcji super-żołnierzy. Ludzie o specjalnie zmodyfikowanym materiale genetycznym, o zwiększonej odporności organizmu na trudy walki i uszkodzenia ciała, a przede wszystkim bezwzględnie posłuszni i odważni do szaleństwa. Taka wizja bardziej przypomina film fantastyczny, niż realną rzeczywistość, ale pamiętać musimy, że większość wynalazków ludzkiej techniki bardzo szybko znajdowało swoje zastosowanie w sferze militarnej.
Aby uniknąć tego typu zagrożenia w przypadku inżynierii genetycznej i klonowania, w pełni musi być realizowana fundamentalna we współczesnej demokracji zasada kontroli armii przez cywilną władzę. Kontrolowane powinny być wszelkie programy i laboratoria, a prace z zakresu inżynierii genetycznej jeżeli już prowadzone przez ośrodki wojskowe, powinny być jedynie częścią programów cywilnych. Całkowicie natomiast powinny być zabronione prace wojskowych naukowców związane z klonowaniem, które powinno być wykorzystywane wyłącznie w celach terapeutycznych. Oczywiście w krajach rządzonych przez agresywne reżimy nie ma żadnych wewnętrznych ograniczeń dla armii, dlatego niezbędna jest kontrola międzynarodowa nad tego typu badaniami. Broń genetyczna może okazać niemniej groźna od broni nuklearnej.
3. Zagrożenia biologiczne
Pierwszym z zagrożeń natury biologicznej, czyli takich, które zagrażają egzystencji gatunku ludzkiego lub ją deformują, jest próba takich transferów genomów, że doprowadzi to stworzenia zupełnie nowego organizmu o trudnych dzisiaj do wyobrażenia właściwościach. Celem inżynierii genetycznej jest terapia, kiedy jednak naukowcy wkroczyli na pewien szlak, trudno im będzie wyznaczyć granice, których przekraczać nie powinni. Jeżeli weźmiemy przy tym pod uwagę powstanie rynku zapotrzebowania na usługi genetyczne, to istnieje realne niebezpieczeństwo nadużywania tej technologii. W stosunkowo krótkim czasie stoimy przed niebezpieczeństwem potraktowania człowieka przedmiotowo, jako "królika doświadczalnego"; wszak wiele technologii będących w fazie laboratoryjnej, będzie musiało być wypróbowane na pacjentach, a przewidywalność skutków inżynierii genetycznej jest zbyt mała, aby być pewnym jej skutków. Istnieją obawy wykorzystywania ludzi biednych, bezdomnych, chorych psychicznie do eksperymentów genetycznych. Już teraz ostre sprzeciwy budzi perspektywa używania do eksperymentów genetycznych zarodków, np. tych, które stanowią nadwyżkę w procesie zapłodnienia in vitro.
Wśród wielu genetyków, ale nie tylko, istnieją poglądy domagające się wprowadzenia obowiązkowych badań genetycznych, a w przypadku ustalenia dziedzicznego obciążenia (np. upośledzenia umysłowego, chorób psychicznych), zakaz posiadania potomstwa. Jeżeli zamożni ludzie, dysponujący ogromnymi pieniędzmi korzystaliby z modyfikacji genetycznych w swoim organizmie, to w ciągu jednego pokolenia społeczeństwa mogłyby zostać zdominowane przez kastę zmodyfikowanych genetycznie osobników (tzw. homunkulus) . To mogłoby zdecydowanie zachwiać strukturą społeczeństw, ponieważ ludzie nie mający dostępu do tego typu technologii byliby dyskryminowani.
Z kolei normalne funkcjonowanie naszego gatunku może zostać zachwiane z powodu zmniejszenia zróżnicowania genetycznego, ponieważ im większe zróżnicowanie tym większa zdolność dostosowania się gatunku do zmieniających się warunków i gwarancja jego przetrwania. Paradoksalnie więc może okazać się, że działając w interesie jednostki, zagrożone może zostać społeczeństwo. Ponadto usunięcie z puli genetycznej gatunku pewnych odmian materiału genetycznego z jednej strony, oraz aktywna kierunkowa zmiana tego materiału w celu osiągnięcia pewnych zamierzonych rezultatów jest niebezpieczna z ewolucyjnego punktu widzenia. Trudno przewidzieć jakie będą konsekwencje manipulacji genetycznych w kolejnych pokoleniach, skoro zostanie naruszona naturalna zasada mieszania się i doboru genomów.
Na koniec należy wziąć pod uwagę przemiany demograficzne. Obecnie społeczeństwa zachodnie koncentrują się na trosce głównie o sprawy jednostki, jej standardzie życia i osiąganiu osobistego szczęścia; w krajach Afryki i Azji "naczelną normą jest maksymalizacja reprodukcji". Jeżeli inżynieria genetyczna z jednej strony wyeliminuje niektóre choroby, dziesiątkujące dzisiaj ludność Trzeciego Świata (30), oraz z drugiej strony pomoże ograniczyć głód (np. poprzez genetyczne podniesienie wydajności płodów rolnych, co spowoduje obniżenie ich cen), to świat może stanąć przed groźbą gwałtownego wzrostu ludności świata. Może okazać się, że na taką rewolucję demograficzną nie są przygotowane zarówno kultury tych społeczeństw, jak i środowisko naturalne.
Na całym świecie zapotrzebowanie na Żywność wciąż rośnie. Naukowcy, aby zaspokoić tę podstawową potrzebę każdego Człowieka, pracują nad udoskonaleniem metod produkcji żywności oraz możliwością przedłużenia czasu jej przechowywania. Jedną z możliwości jest wykorzystanie modyfikacji genetycznej, nazywanej też inżynierią genetyczną, która polega na zmianach dokonywanych na poziomie DNA w genach komórki (DNA jest odpowiedzialne za dziedziczenie cech komórki). Techniki inżynierii genetycznej stosowane są zamiast procesu selektywnego rozmnażania, który przynosi uzyskanie pożądanych cech modyfikowanego organizmu dopiero w którymś kolejnym pokoleniu, co często wymaga wielu lat pracy.
Inżynieria genetyczna umożliwia uzupełnienie podstawowych dziedziczonych cech o określoną cechę dodatkową, taką jak na przykład zdolność wytwarzania przez rośliny substancji, której nie akceptują szkodniki, a to z kolei przyczynia się do ochrony plonów przed ich inwazją. Inna modyfikacja genetyczna może służyć uodpornieniu płodów rolnych na przenikanie herbicydów (środków chemicznych niszczących chwasty), co umożliwia rolnikom stosowanie tych środków w ochronie uprawianych roślin, bez ryzyka skażenia zbiorów substancjami szkodliwymi dla zdrowia. Inżynieria genetyczna umożliwia też osłabienie określanych cech. Na przykład w Kalifornii wyhodowano pomidory wyposażone w gen, dzięki któremu nie miękły one tak szybko i dłużej zachowywały twardość. Obecnie modyfikacje genetyczne stosuje się do otrzymywania odmian, które mogą być uprawiane w warunkach pustynnych, w bardzo zimnym klimacie lub na obszarach, gdzie woda morska tak zasala gleby, że uniemożliwia to hodowlę większości roślin. Oczekuje się, że wyniki tych prac pomogą w zaspokojeniu ogromnego deficytu żywności w skali świata. Modyfikacja genetyczna umożliwia uzyskiwanie, płodów rolnych o wyższej wartości odżywczej w porównaniu z tradycyjnymi ich odpowiednikami. Nowe geny są wykorzystywane na przykład do tworzenia odmian zbóż o podwyższonej zawartości białka lub rzepaku zdolnego do wzmożonej syntezy nienasyconych kwasów tłuszczowych. W rezultacie tych działań, produkowana żywność ma wyższe walory zdrowotne. Wegetariańska odmiana sera cheddar istnieje dzięki inżynierii genetycznej. Wszystkie sery tradycyjne wytwarzane są za pomocą podpuszczki, czyli enzymu, otrzymywanego z żołądków cieląt, ścinającego białko mleka. Obecnie przy wytwarzaniu identycznego enzymu stosowane są modyfikowane genetycznie mikroorganizmy.
Przy wszystkich korzyściach, jakie daje modyfikacja genetyczna cech użytkowych żywności, niektórzy ludzie obawiają się, że zmiany genetyczne roślin jadalnych mogą przyczynić się do uodpornienia bakterii przewodu pokarmowego człowieka I zwierząt domowych na antybiotyki. Obawa ta wiąże się z metodą doświadczeń genetycznych, polegającą na włączaniu odpornego na antybiotyki genu (lub markera) do materiału genetycznego, który wprowadzany jest następnie do rośliny w celu sprawdzenia osiąganego skutku modyfikacji; jeże1i zmodyfikowana komórka przetrwa działanie antybiotyku, oznacza to, że stała się odporna na antybiotyk z powodu markera, a równocześnie, że zyskała też inne cechy nowo wszczepionego materiału genetycznego. Jak dotąd, nie ma wystarczających dowodów na to, że antybiotykoodporne markery mogą być przekazywane mikroorganizmom chorobotwórczym. Wszystkie genetycznie zmodyfikowane produkty podlegaj wnikliwemu badaniu w laboratoriach naukowych, zanim zostaną dopuszczone do kontaktu ze środowiskiem naturalnym tub zakwalifikowane jako produkty żywnościowe bądź pasza dla zwierząt.
Popularyzacja żywności modyfikowanej genetycznie wywołuje wiele dyskusji. Z jednej strony pojawiają się właściwie nieograniczone możliwości realizacji korzystnych modyfikacji jej cech. Realna jest, na przykład, hodowla odpornych na choroby zwierząt o chudym mięsie lub ryb dostarczających zwiększonych ilości wielonienasyconych kwasów tłuszczowych o określonych walorach odżywczych. Z drugiej zaś strony inżynieria genetyczna może mieć groźne skutki uboczne, które staną się przyczyną zmian w organizmach zwierząt. W przypadku świń, podanie hormonów wzrostowych wywołuje niekorzystne zmiany w ich kośćcu i stawach, osłabia koordynację ruchów i wzrok. Owce po wprowadzeniu hormonów
pobudzających przyrost runa (otrzymanych metodami inżynierii genetycznej) stają się mało odporne na zmiany temperatur. Wiele osób w tej sytuacji zadaje pytanie o prawo do manipulacji genami żywych istot, które przez to doznają cierpień. Niepokój budzą również informacje naukowców o eksperymentowaniu z genetycznym materiałem ludzkim, który służy do genetycznej modyfikacji krów mlecznych. Celem tych dziania ma być uzyskanie mleka o składzie identycznym jak mleko kobiece. Podobne kontrowersje wywołują prowadzone aktualnie prace nad modyfikacją pomidorów przy zastosowaniu materiału genetycznego pochodzącego z fląder. Efektem tych prac ma być otrzymanie pomidorów, które można byłoby zamrażać i rozmrażać bez niekorzystnych zmian ich cech.
Ponieważ w wielu krajach sprawa wprowadzania na rynek żywności modyfikowanej genetycznie nie jest uregulowana prawnie, budzi ona wiele kontrowersji. W Wielkiej Brytanii na przykład Komitet Doradczy do Spraw Żywności Rządu Brytyjskiego (British Governments Food Advisory Committee) zaleca, aby całość żywności modyfikowanej genetycznie zawierającej geny, które określa się jako "drażliwe etycznie", była wyraźnie oznakowana i zaliczona do jednej a poniższych kategorii:
- zawierającej genetyczny materiał ludzki;
- zawierającej materiał genetyczny pochodzący od zwierząt, których spożywanie w różnych religiach jest zakazane;
- zawierającej materiał roślinny tub mikrobiologiczny otrzymany przy wykorzystaniu genów zwierząt.
Nie ulega wątpliwości, że żywność modyfikowana genetycznie, która już dziś przynosi wiele korzyści, w przyszłości może okazać się niezastąpiona. Wiele jednak zależy od tego, w jaki sposób - w miarę zaawansowania prac w tej dziedzinie - rozwiązywane będą aspekty etyczne. Szczególnie drażliwa dla wielu osób jest kwestia możliwości ingerowania naukowców w odwieczny porządek świata, co stawia człowieka w pozycji Stwórcy.
KOSZTOWNE RYZYKO?
Inżynierowie genetyczni zmieniają samą naturę życia - robią to bawiąc się genami w celu wyprodukowania żywych mutacji roślin i zwierząt. Następnie, po wykonaniu pracy przez naukowców, przemysł używa całej swojej siły nacisku dla wprowadzenia tych obcych organizmów do każdej dziedziny naszego życia. Gdy taki scenariusz spełni się, nikt nie będzie już w stanie kontrolować tego procesu. Dodatkowo nie potrafimy przewidzieć wszystkich konsekwencji, jakie niesie ze sobą wprowadzenie genetycznie modyfikowanych organizmów środowiska.
To jest niedoskonała technologia niosąca ze sobą zagrożenia. Najbardziej przerażający jest fakt, że efekty jej wprowadzenia są nieprzewidywalne. Dr Michael Antoniou, Senior Lecturer w dziedzinie Biologii Molekularnej, Londyn. Potencjalne konsekwencje budzą niepokój. Skąd będziemy wiedzieć, co jemy, skoro wszystko - od wina po zwykłe ziemniaki - może zawierać obce geny. Mogą to być geny szczurów, ciem, skorpionów, bakterii a nawet ludzi.
KONSEKWENCJE ŻYWNOŚCI
Inżynieria genetyczna tworzy całkiem nowe organizmy żywe, w pełni nienaturalne, a jednocześnie odmawia przyjęcia do wiadomości, że ryzyko związane z ich uwolnieniem do środowiska jest ogromne. Na całym świecie mamy przykłady długotrwałych zniszczeń, które spowodowało wprowadzenie na dany obszar gatunków naturalnie tam nie występujących. Wiemy, że zmiana jednego elementu środowiska powoduje efekt domina, wywołujący zmiany w całym ekosystemie. Przemysł genetyczny nadal utrzymuje, że jego obce gatunki nie spowodują żadnego problemu.
Podczas, gdy genetycznie zmodyfikowane organizmy...
- SĄ ŻYWE...co oznacza, że mogą się same mutować, rozmnażać z innymi żywymi organizmami, przemieszczać. Może to trwać wiele pokoleń.
- SĄ NIESTABILNE...nonsensem jest myślenie, że inżynieria genetyczna to precyzyjna nauka. W każdym żywym organizmie są dosłownie miliony genów a te nie działają na zasadzie " jeden gen, jedna cecha". Geny mają skomplikowaną naturę i działają wspólnie przy realizacji określonych funkcji. Wiele prób przeprowadzonych na genetycznie modyfikowanych organizmach stanowiło zupełną klęskę - bawełna, zaprojektowana dla zwalczania szkodników, była przez nie nadal pożerana. Tysiące hektarów pól obsianych w Stanach zostało zniszczonych - straty sięgnęły miliarda dolarów. Bakteria genetycznie zmodyfikowana dla oczyszczania gleby z herbicydów robiła to ale jednocześnie zabijała grzyby glebowe zagrażając w ten sposób żyzności ziemi.
- STANOWIĄ RYZYKO DLA LUDZKIEGO ZDROWIA...nigdy przedtem geny bakterii, szczurów lub skorpionów, żeby wymienić tylko kilka z nich, nie stanowiły części naszej diety. Dotychczas przeprowadzone testy bezpieczeństwa nowej żywności zawierającej obce geny były niewystarczające. Testy miały głównie formę prób polowych i nie obejmowały wpływu na ludzkie zdrowie i środowisko. Rządy niektórych krajów wyraziły swoje zaniepokojenie, że np. kukurydza zawierająca gen odporności na ampicylinę może przyczynić się do osłabienia możliwości leczenia chorób u ludzi i zwierząt. Ampicylina stanowi jeden z najważniejszych antybiotyków. Są obawy, że gen odporności może przenieść się na niebezpieczne bakterie, uodparniając je na ten ważny lek.
Także ilość alergii może wzrosnąć. Wielu ludzi jest alergikami na żywność roślinną, która produkuje białka wykorzystywane przez nią w obronie przed chorobami i szkodnikami. Ponieważ genetycznie modyfikowane rośliny są w taki sposób zaprojektowane aby produkować zwiększone ilości tych protein, ryzyko alergii także wzrasta.
Problem inżynierii genetycznej.
Jednym z największych problemów, z jakimi zetknęła się inżynieria genetyczna jest problem umiejscowienia genu. Do dzisiaj, bowiem nie opanowano techniki pozwalającej na umieszczenie genu w konkretnym miejscu. Prowadzi to często do efektów ubocznych, polegających na wyłączeniu innego genu. Na dzisiaj jedynym wyjściem jest, więc wykonywanie wielu prób i selekcjonowanie tych komórek, które wykazują komplet pożądanych cech.
Skuteczne stosowanie inżynierii genetycznej z korzyścią dla nas wszystkich wymaga rozwiązania wielu innych problemów, m.in. wynikających z używania cząstek infekcyjnych. Dlatego wykorzystywane do przenoszenia wektory muszą być trwale ?rozbrojone?. Oczywiście stosowane w laboratoriach szczepy wektorów zostały genetycznie zmodyfikowane tak, że zdolne są do infekcji, nie maja jednak żadnych możliwości zrealizowania swojego cyklu życiowego.
Innym ważnym problemem jest zmniejszenie ryzyka związanego z manipulacjami genetycznymi. Twory powstające w laboratoriach biotechnologicznych mogą być niebezpieczne dla człowieka lub innych organizmów. Dlatego też:
1. Do uzyskania pożądanych substancji, np. insuliny stosuje się szczepy bakteryjne zmodyfikowane genetycznie tak, że nie są zdolne do życia w warunkach naturalnych;
2. Bardzo dokładnie bada się wytwory inżynierii genetycznej zanim zostaną ?wyprowadzone- poza laboratorium, na przykład nowe odmiany roślin uprawnych;
3. Przepisy dotyczące budowy i warunków eksploatacji laboratoriów są niezwykle rygorystyczne; wprowadzono zakaz wykonywania pewnych badań, a inne wymagają szczególnego nadzoru.
Inżynieria genetyczna niesie nadzieję dla wielu chorych ludzi. Może też wpłynąć na poprawę stanu środowiska naturalnego. Należy, więc uczynić wszystko, aby powiększyć korzyści, jednocześnie minimalizując straty.
Osiągnięcia inżynierii genetycznej.
1) Odradzanie lub zapobieganie wyginięciu niektórych gatunków zwierząt
Rozmnażanie lub odradzanie zwierząt metodą klonowania lub innymi sposobami inżynierii genetycznej wiąże się z dużym ryzykiem jest jednak także alternatywną metodą. Za kilka lat być może będziemy podziwiać olbrzymiego mamuta włochatego lub tury przechadzające się majestatycznie po polskich parkach narodowych.
U gatunków ginących możemy wykorzystywać sztuczne zapłodnienia i bezpośrednią opiekę nad młodym. Np. w przypadku pandy wielkiej bardzo trudno jest w naturalny sposób zasilić populację, ponieważ samica tego zwierzęcia przeżywa okres rui jedynie raz w roku.
2) Zwiększenie wydajności roślin i zwierząt
Badania nad poprawianiem metodami inżynierii genetycznej roślin i zwierząt mają na celu zapewnienie komfortu, wygody i zdrowia ludzi spożywających je. Przykładem może być: przedłużenie trwałości pomidora, czy "stworzenie" krowy z wysoko proteinowym mlekiem. Projekty te jednak mają wiele wad np.: pomidory miały zmieniony smak, a krowy chorowały na artretyzm i szybko zdechły. Mowa tu o organizmach transgenicznych, które spożywamy podobno i my w Polsce powszechnie. Nawet o tym nie wiedząc. Pięknie wybarwione jabłka - odporne na robaczywienie, wyżej wspomniane pomidory pięknej czerwonej barwy z zielonym ogonkiem, które się nie psują, winogrona niezawierające pestek, chrupki z kukurydzy odpornej na herbicydy itd. Zwane są również GMO (ang. Genetic modified organizm), czyli organizmy modyfikowane genetycznie. Są to organizmy (w tym mikroorganizmy), w których za pomocą inżynierii genetycznej-czyli zamierzonej manipulacji człowieka-materiał genetyczny (DNA) został zmieniony w taki sposób, jaki nie występuje w warunkach naturalnych w drodze naturalnego krzyżowania lub naturalnej rekombinacji. Krótko mówiąc w wyniku zastosowania inżynierii genetycznej wyselekcjonowano pojedyncze geny, które odpowiadają za wytworzenie określonej cechy organizmu i przeniesiono je z jednego organizmu do innego, czasem do organizmów niespokrewnionych ze sobą.
Cele tworzenia GMO argumentuje się najczęściej popierając następującymi faktami:
- Możliwość uzyskania lepiej plonujących roślin, celem zwiększenia produkcji żywności dla zaspokojenia, spożycia ciągle rosnącej populacji ludzi,
- Poprawa składu chemicznego surowców roślinnych celem uzyskania produktów o lepszych cechach a trakcie przerobu o przechowywania,
- Polepszenie własności dietetycznych i zdrowotnych produktów,
- Uzyskanie nowych odmian roślin uprawnych, odpornych na porażenie przez szkodniki, tolerujących powszechnie stosowane środki ochrony roślin w tym herbicydy,
- Uzyskanie roślin uprawnych gromadzących znaczne ilości substancji chemicznych przydatnych w przemyśle farmaceutycznym,
- Uzyskanie ras zwierząt charakteryzujących się np. wysoką produkcją mleka, chudego mięsa,
- Uzyskanie roślin uprawnych o polepszonej jakości olejów, białek, węglowodorów, barwy, zapachu.
Jakie GMO uprawia się najczęściej i przez kogo?
Dominują w szczególności: soja, kukurydza, bawełna, rzepak, ziemniaki, dynia, melon. Potentatami są Stany Zjednoczone, które uprawiają GMO na powierzchni 28,6 min ha, co stanowi aż 69% światowego areału uprawianych roślin transgenicznych. Kolejni wielcy producenci to Argentyna 5,8% min ha, Kanada 4 min ha, Chiny 1,3 min ha, Brazylia 1,2 min ha. W tym rankingu Europa znajduje się na końcu z areałem produkcji 0,01 min ha (wg danych 1999r.) W 2000r. 55%soi i 25% kukurydzy wyprodukowanej w USA stanowiły odmiany genetycznie zmodyfikowane. W światowym rankingu typów transformacji dominują:
- Cecha odporności na herbicydy 71% upraw GMO (np. kukurydza, która jest odporna na herbicyd totalny np. Roundup).
- Odporność na owady błonkoskrzydłe 22% upraw GMO.
- Jednoczesna odporność na herbicydy i owady 7% upraw GMO.
Inne ciekawe przykłady upraw GMO to:
- Jabłka odporne na insekty,
- Banany odporne na wirusy i grzyby,
- Pomidory o wydłużonym czasie dojrzewania, nie miękną,
- Winogrona bez pestek,
- Ziemniak o zmienionej strukturze skrobi, która jest wykorzystywana do produkcji mas plastycznych samorozkładajacych się, odporność na szkodniki, głównie na stonkę ziemniaczaną,
- Rzepak o wyższej zawartości tłuszczu,
- Truskawka mrozoodporna,
- Mikroorganizmy
- synteza enzymów wykorzystanych w produkcji proszków do prania oraz pochodnych dla przemysłu farmaceutycznego,
- Ryż tzw. żółty o zwiększonej zawartości B-karotenu,
- Łosoś modyfikowany
- zwiększenie szybkości przyrostu,
Genetycznie modyfikowane drzewa.
Z raportu Native Network wynika, ze drzewa będące wynikiem inżynierii genetycznej próbuje się już uprawiać w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Meksyku< Brazylii, Nowej Zelandii, Australii, Chinach i kilku krajach Afryki. Badania nad drzewami GMO prowadzą liczne amerykańskie uniwersytety, a także takie koncerny w Europie jak Shell i Nestl. Zwolennicy GMO twierdzą, że z wprowadzenia tych nowych gatunków płyną same korzyści, w tym także ekologiczne. W ciągu ostatnich dwudziestu lat zapotrzebowanie na papier wzrosło na świecie czterokrotnie. Pomimo rewolucji komputerowej potrzebujemy coraz więcej papieru i coraz wyższej jakości. Dlatego przemysł drzewny upatruje wielkiej szansy w genetycznie modyfikowanych drzewach. Drzewa te maja szybko rosnąc i być odporne na szkodniki. Używa się oczywiście także argumentów ekologicznych: plantacje zmodyfikowanych drzew pozwolą uratować resztki puszcz i lasów naturalnych, przyczynia się także do polepszenia bilansu tlenowego Ziemi. Leśnicy nie będą już potrzebni. Jednak obrońcy lasów biją na alarm. Tymczasem wielkie korporacje takie jak Toyota, Shell i British Petroleum (BP) zaangażowały się w finansowanie badań nad genetycznie modyfikowanymi drzewami.
Głównym celem inżynierii genetycznej w lasach jest kontrola nad plantacjami i zamienienie ich w rolnicze uprawy drzew. Po uzyskaniu patentu korporacja staje się monopolistycznym kontrolerem wszystkich tego rodzaju upraw. Dotychczasowa wiedza leśników i tendencje do ekologizacji leśnictwa stają się wobec takiego wyzwania bezużyteczne. Uprawy drzew zmodyfikowanych prowadzą do znacznie szybszego otrzymywania plonu z takiej plantacji. Zmodyfikowane drzewa osiągają wiek rębny w znacznie krótszym czasie niż w tradycyjnym lesie, zwykle trzykrotnie krótszym. Drzewa zaprojektowane przez inżynierów genetycznych lekceważą efekty milionów lat ewolucji, która wytworzyła obecne typy lasów i tracą wszystkie wytworzone podczas ewolucji związki z resztą przyrody. Wśród korzyści takich upraw wymienia się zlikwidowanie problemów szkodników, a w rezultacie zaniechanie stosowania środków chemicznych. Jednak raport WWF z 1999roku wykazuje, że rolnicy amerykańscy stosujący gatunki GMO używają tyle samo herbicydów, co rolnicy tradycyjni. Co więcej, herbicyd o nazwie glyphosate , produkowany przez Monsanto, stosowany dla plantacji modyfikowanych genetycznie drzew, rozpuszczalny w wodzie, powoduje zdrowotne problemy u ludzi i ryb. Wypłukanie tego herbicydu z gleby wymaga dziesiątków lat. Zanotowano jego negatywne oddziaływanie na grzyby i bakterie. Oddziałuje także na owady, ptaki i inne zwierzęta. Nic nie wiemy o długofalowym oddziaływaniu tych związków na przyrodę. Drzewa, które wyposażono w gen odporny na działanie tego herbicydu tez ulęgają zmianom swoich cech. Producenci zmodyfikowanych drzew. Obrońcy lasów naturalnych przestrzegają przed możliwą katastrofą ekosystemu, jeżeli czynnik zwany Bt Toxin przedostanie się do drzew rosnących dziko.
Zamiast ograniczać zanieczyszczenia człowiek upatruje w inżynierii genetycznej także sposób na ich pozbycie się. W Ameryce pracuje się nad drzewami, które będą mogły pobierać z gleby rtęć uwalniając ją następnie do atmosfery. Organizacja Native Network przestrzega, ze wszelkie tzn. zielone technologie służą w istocie dostarczeniu argumentów dla przemysłu, że nadal możemy bezkarnie zanieczyszczać planetę. Przemysł zaangażowany w inżynierię genetyczną drzew reklamuje te badania chęcią uratowania lasów deszczowych i wszelkich pozostałości lasów naturalnych. Trudno w to uwierzyć. Zdjęcia satelitarne pokazują, że 75% nowych plantacji drzew znajdują się na obszarach, które wcześniej porastały lasy naturalne i pierwotne. Przyrodnik Roger Sedjo wykazuje, że ekonomiczny sukces zmodyfikowany genetycznie lasów będzie dopiero wówczas, kiedy wytnie się wszystkie lasy naturalne. Dopóki jest jeszcze co wycinać w starych lasach, i dopóki nie uda się ich ochronić, przemysłowi tak bardziej opłaca się wycinać stare drzewa. Najważniejszym zadaniem dzisiaj jest ochrona lasów naturalnych. Propaganda przemysłu, że inżynieria genetyczna w lasach uratuje lasy naturalne jest hipokryzją, skoro lasy te są nadal eksploatowane. Znacznie szybszy przyrost masy drzewnej w uprawach GMO spowoduje tylko szybsze zniszczenie gleby i przyrost terenów pustynnych. Jest mnóstwo innych sposobów na ratowanie lasów: ograniczanie konsumpcji, recykling papieru i produktów drzewnych, alternatywne surowce i materiały, ekologizacji tradycyjnego leśnictwa to pierwsze kroki w tym kierunku.
Nowoczesne odmiany warzyw
Rolnictwo Holandii zaliczane jest do najbardziej rozwiniętych na świecie. Mała powierzchnia wymusza stosowanie intensywnych metod produkcji. Holendrzy zdają sobie sprawę, że bez nowoczesnych odmian nie ma mowy o zysku.
W miejscowości Rijsenhotu ma swą siedzibę firma, której specjalnością jest hodowla warzyw gruntowych i produkcja nasion. W otrzymywaniu nowych odmian warzyw wykorzystuje się przede wszystkim metodę hybrydyzacji i efekt bujności pierwszego pokolenia mieszańców. Odmiany uzyskane w ten sposób charakteryzuje obfite plonowanie oraz wyrównany kształt i zabarwienie. Nasiona są ręcznie zbierane i czyszczone. Następnie poddaje się je wielu testom. Metody klasyczne, czyli krzyżowanie i selekcje są bardzo praco- i czasochłonne. Z pomocą hodowcom przyszła inżynieria genetyczna. W laboratorium kultur tkankowych, w hodowli wykorzystuje się metodę in vitro. Skrawki tkanek przenosi się na specjalne pożywki. W sztucznie stworzonych warunkach rośliny szybko się rozwijają. Dzięki temu czas wytwarzania nowych odmian można skrócić o połowę. Jedną z najważniejszych zalet nowoczesnych odmian jest odporność na choroby. Tysiące prób i doświadczeń pozwalają wybrać pojedyncze rośliny, które nie są wrażliwe na wirusy, bakterie i grzyby. Geny tych roślin posłużą potem do wyhodowania nowych odpornych odmian, których uprawa nie będzie wymagała stosowania pestycydów. Inżynieria genetyczna pomaga także w sprostaniu wymaganiom producentów i konsumentów warzyw. Ci pierwsi chcą, by rośliny szybko rosły i obficie plonowały, drudzy - by były ładne, kształtne oraz nie zawierały azotanów i innych szkodliwych substancji. W szklarniach holenderskiego ogrodnika, o powierzchni pięciu i pół hektara uprawia się pięć nowych odmian pomidorów. Wspólną ich cechą jest to, że pomidory można zbierać i sprzedawać w gronach. Charakteryzuje je, bowiem równomierne dojrzewanie owoców. Poza tym są to odmian odporne na choroby. A wszystko to ma wpływ na opłacalność produkcji.
3) Produkcja leków i szczepionek
To chyba największe zadanie inżynierii genetycznej. Ma ono na celu zapewnienie zdrowia zażywającym dany specyfik. Takie leki i szczepionki nie powodują skutków ubocznych. Jako przykład podam: insulinę podawaną chorym na cukrzycę, hormon wzrostu, czynnik krzepnięcia krwi; szczepionki wirusowe i bakteryjne.
4) Medycyna i farmacja
Geny pochodzenia zwierzęcego czy roślinnego mogą w komórkach bakterii lub innych organizmów podlegać ekspresji i produkować w znacznych ilościach różnego rodzaju białka enzymatyczne i hormony, co stwarza możliwości produkcji i jest obecnie wykorzystywane przez liczne firmy w przemyśle chemicznym lub farmaceutycznym. Wykorzystuje się ją obecnie w medycynie: zarówno w diagnostyce jak i profilaktyce czy nawet terapii. Przemysł farmaceutyczny skorzystał dzięki stworzeniu szeregu leków dzięki technikom rekombinowanego DNA. Coraz śmielej współczesna biotechnologia próbuje ingerować w naturę. Prawdopodobnie niedługo powszechna stanie się transgenizacja zwierząt i roślin, być może także ich klonowanie. Perspektywy zastosowań są niezmiernie szerokie. Jak każda rewolucyjna idea wywołuje szereg kontrowersji ale i nadziei.
SZANSE DLA MEDYCYNY
1. Badania prenatalne
W ostatnich latach naukowcy zajmujący się genetyką skupili się na tematyce mapowania genomu ludzkiego. Rozszyfrowanie i odczytanie tej mapy otwiera medycynie nowe możliwości badania przyczyn schorzeń, szczególnie tych dziedziczonych, oraz leczenia ich w bardzo wczesnym stadium życia osoby, tzw. terapia genowa. Dysponowanie mapą genową człowieka umożliwi więc zapobieganiu i leczeniu wielu chorób, ponieważ dzięki informacją genetyczny lekarz może bezpośrednio badać przyczyny choroby, której źródło znajduje się w wadliwym genie. O znaczeniu tego odkrycia niech świadczy fakt, że obecnie mutacja tylko jednego genu może wywołać ponad 4 tys. chorób, a jeden procent dzieci rodzi się z potencjalną chorobą wywołaną przez mutację jednego genu. Nie dziwi więc optymizm dyrektora generalnego Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), który stwierdził, że "z powodu szybkiego rozwoju technicznego diagnozowania DNA może wkrótce stać się rutynową czynnością nie tylko w większych ośrodkach, lecz także w lokalnych laboratoriach, w ogólnej praktyce lekarskiej".
Już teraz szeroko stosowanym badaniem genetycznym jest diagnoza prenatalna. Poprzez badanie płynu owodniowego lub samego płodu pozwala ustalić, czy w organizmie płodu nie zachodzą przemiany chromosomowe, lub nie występują inne metaboliczne schorzenia genetyczne, które są przyczyną ciężkich wad rozwojowych. Diagnozę prenatalną można prowadzić także jeszcze przed poczęciem się dziecka, poprzez badanie rodziców. Jest stosowana zwłaszcza wtedy, kiedy istnieje podejrzenie wystąpienia schorzeń, które nie powodując zmian chorobowych u rodziców, mogą jednak zagrozić prawidłowemu rozwojowi płodu. Do chorób tego typu należą: toksoplazmoza, bruceloza, listeriza i inne, powodując około jednej trzeciej wszystkich przedwczesnych poronień, martwych urodzeń i innych wad rozwojowych u noworodków.
W trakcie powstawania komórki jajowej poprzez podział redukcyjny, podwójny zestaw chromosomów obecny we wszystkich żywych komórkach, zostaje zredukowany do pojedynczego zestawu w komórce rozrodczej. Podczas podziału powstaje również ciałko polarne. Zarówno do nowopowstającej komórki jajowej jak i do ciałka polarnego przechodzi po jednym genie. Dzisiaj wiadomo, że wady genetyczne przenoszone są zwykle tylko przez jeden gen. Poddanie badaniom ciałka polarnego umożliwia więc stwierdzenie, gdzie znajduje się wadliwy gen. Eliminacja komórki jajowej z wadą genetyczną nie byłaby aborcją w ścisłym tego słowa znaczeniu, ponieważ następowałoby przed zapłodnieniem.
Diagnoza prenatalna umożliwia zdobycie informacji, które umożliwiają podjęcie przez rodziców odpowiedzialnej decyzji, czy podejmują potencjalne ryzyko posiadania dziecka z wadami rozwojowymi, czy też rezygnują z rodzicielstwa. W przypadku istnienia już płodu, badania prenatalne mogą być przesłanką dla dokonania aborcji, jeżeli płód jest uszkodzony i nie ma szans na jego przeżycie i prawidłowy rozwój po urodzeniu. Jeżeli jednak w wyniku badań genetycznych, diagnoza prenatalna pozwala wykluczyć wady rozwojowe dziecka, to przyczynia się do wyeliminowania podejrzeń i obaw wystąpienia schorzeń i wad rozwojowych i uspokojenia zarówno rodziców jak i lekarzy. Kiedy schorzenia lub wady okazują się stosunkowo niewielkie, to precyzja badań genetycznych umożliwia podjęcie decyzji o donoszeniu ciąży i poddaniu dziecka terapii jeszcze przed porodem.
2. Eliminowanie chorób dziedzicznych
Inżynieria genetyczna, może w przyszłości walnie przyczynić się do wyeliminowania wielu chorób poprzez tzw. terapię genową. Tutaj określenie tej dyscypliny medycznej "inżynierią", znajduje swoje najpełniejsze uzasadnienie, ponieważ terapia genowa polega na ingerencji w substancję dziedziczną i jej zmianie poprzez manipulację na genach. Polega to na wprowadzeniu do komórek narządów nowych genów, które zastąpiłyby geny wadliwe, odpowiedzialne za dane schorzenie lub w inny sposób wzmocniły i uodporniły organizm na chorobę.
Te dodatkowe geny nie byłyby jednak dziedziczne i w następnym pokoleniu schorzenie mogłoby znowu się pojawić. Aby tego uniknąć należałoby prowadzić terapię genową komórek rozrodczych, polegającą na wprowadzeniu genów do narządów rozrodczych lub do samych zarodków w bardzo wczesnym stadium ich rozwoju. W ten sposób zmodyfikowany materiał genetyczny stawałby się dziedziczny, uodporniając następne pokolenia na dane choroby. Jest to szczególnie istotne w przypadku takich schorzeń jak nowotwory, cukrzyca, wrodzone choroby metabolizmu w tym otyłości, hemofilii, choroby Parkinsona, Alzheimera, AIDS, zespołu Down'a, itd. Doniosłość tego rodzaju terapii trudna jest do przecenienia i choć dzisiaj pozostaje jeszcze w sferze doświadczalnej, to już przewiduje się jej świetną przyszłość i powstanie wręcz nowej gałęzi medycyny: "chirurgii genowej" .
Opanowanie techniki manipulacji genami może spowodować rozszerzenie zakresu jej stosowania poza przypadki konieczne z punktu widzenia medycznego. Może np. pojawić się zupełnie komercyjne zapotrzebowanie na wprowadzanie dodatkowych genów, niosących cechy uważane za pożądane, a odpowiedzialne zarówno za kondycję fizyczną jak i intelektualną człowieka. W związku z problemami natury etycznej jak i trudnościami technologicznymi, na razie nie mówi się o tego typu zabiegach otwarcie; jednak ich wykorzystywanie w hodowli zwierząt pokazuje jak wielkie korzyści może przynosi to społeczeństwu i jego gospodarce. W związku z tym nie można wykluczyć zastosowania w przyszłości chirurgii genowej w celu projektowania "dzieci na zamówienie", dla szczególnie bogatych rodziców.
3. Transplantologia
Największe nadzieje dla tej dziedziny medycyny płyną z postępów w dziedzinie klonowania, które tutaj pełniłoby funkcję terapeutyczną i służyło do wytwarzania tkanek i organów, które mają służyć do przeszczepu. W związku z tym, że materiał genetyczny pochodziłby z organizmu pacjenta, zupełnie znikłoby niebezpieczeństwo odrzucenia wyprodukowanego w ten sposób narządu. Do tego celu służyć mają komórki macierzyste z których pobiera się materiał genetyczny pacjenta i wszczepia do komórki jajowej z której z kolei usunięto jądro. Jest to jak wyżej zaznaczono metoda transferu lub transformacji jądra komórkowego (20). Dalszy rozwój zarodka następuje już pod kontrolą genomu pacjenta, co umożliwia wyhodowanie dowolnej tkanki lub organu posiadającego materiał genetyczny chorego. Obecnie, kiedy do transplantacji narządów używa się organów pochodzących od innego osobnika istnieje duże niebezpieczeństwo, że organizm chorego potraktuje przeszczepi jako obce ciało. Decyduje tutaj oczywiście materiał genetyczny jądra komórkowego przeszczepianego organu, który odpowiedzialny jest za wszystkie cechy i funkcjonowanie organu.
Problemem, który naukowcy napotykają w rozwijaniu techniki transferu jądra komórkowego jest mała wydajność w osiąganiu tzw. linii komórek macierzystych, które mogą być wykorzystane przy dalszych pracach. Wiele komórek jajowych po prostu obumiera w trakcie transferu jądra. Ostatnio jednak duży sukces na tym polu odnieśli koreańscy naukowcy: dr Woo Suk Hanga i dr Shin Yong Moon z uniwersytetu w Seulu, którzy pobrali komórki jajowe od młodych, 20-letnich kobiet. Okazało się, że im młodsza dawczyni, tym większe szanse na sukces. O stopniu trudności tego przedsięwzięcia niech świadczy, że ze 185 jaj udało się wyhodować tylko 31 blastocyt i 11 linni komórek macierzystych.
Dodatkowym problemem, przed którym stoją naukowcy to możliwość przeistoczenia się tych linii komórkowych w nowotwory. Dopóki więc nie zostanie opracowana technika sterowania rozwojem tych komórek, dopóty istnieje zbyt wielkie ryzyko w stosowaniu tej terapii. Nie ma jednak odwrotu od tego kierunku badań, ponieważ jest to jedyna szansa, aby w stosunkowo niedalekiej przeszłości chorzy z uszkodzeniami rdzenia kręgowego, cukrzycą, upośledzeniami układu immunologicznego mogli liczyć na powrót do zdrowia i normalnego życia.
Transplantacja jądra komórkowego może rozwiązać problem bezpłodnych mężczyzn. Niektórzy z nich nie wytwarzają plemników, które do komórki jajowej wnoszą materiał genetyczny ojca. Pobranie jądra z komórek mężczyzny i wszczepienie do komórki jajowej matki sprawiłoby, że mężczyzna byłby biologicznym ojcem dziecka. Zdecydowanie inna sytuacja jest z dzieckiem poczętym metodą in vitro, gdzie materiał genetyczny pochodzi z plemnika obcego, anonimowego mężczyzny.
Przykłady starań współczesnej inżynierii genetycznej o poprawę zdrowia:
- Drożdże produkują szczepionki przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B
- Ludzka insulina produkowana jest na skalę przemysłową przez odpowiednio zmienione szczepy E.coli
- Zmodyfikowane szczep E.coli wykorzystuje się już do syntezy całego szeregu leków, na przykład przeciwzakrzepowych.
- Wspomaganie zapłodnienia dały szansę tysiącom bezdzietnych małżeństw
Inżynieria genetyczna w dermatologii:
Postępy w inżynierii genetycznej stwarzają nowe możliwości w diagnostyce medycznej oraz leczeniu chorób przewlekłych, w tym dermatologicznych. Podstawowa trudność w terapii genowej polega na wprowadzeniu nowego genu (bądź materiału genetycznego) do komórki gospodarza i znalezieniu dla niego idealnego nośnika, tzw. wektora. Na świecie prowadzonych jest w tej chwili kilka tysięcy zaawansowanych badań klinicznych, które-jak sadzą naukowcy-w bliskiej przyszłości doprowadzą do włączenia terapii genowych do grupy rutynowych i powszechnie stosowanych metod klinicznych.
5) Hodowla
W ostatnich latach duże nadzieje badawcze wiąże się z pracami hodowlanymi genetycznie zmienionych zwierząt. Pierwsza transgeniczna owca Dolly będąca klonem została wyhodowana w 1997 r., a wydzielane przez jej organizm mleko ma właściwości lecznicze dla organizmu ludzkiego. Te szczególne cechy zwierzęcia osiągnięto przez wprowadzenie do jej Genuom genu ludzkiego, kodującego czynnik IX, odpowiedzialny za powstawanie białka biorącego udział w procesie krzepnięcia krwi u ludzi chorych na hemofilię. Hodowla transgenicznych zwierząt zachęca do dalszych badań nad otrzymaniem genetycznie zmienionych dużych zwierząt z defektami genetycznymi naśladującymi ludzkie choroby. Prowadzone na dużą skalę prace badawcze na drobnych ssakach (myszy) nie dały spodziewanych rezultatów, aczkolwiek otrzymane wyniki posłużyły w prawdzie doskonaleniu technik hodowlanych, to jednak wielkość tych zwierząt, specyfika genów i okres życia nie mają bezpośredniego zastosowania dla organizmu ludzkiego. Uważa się więc, że owce, świnie, małpy i inne duże ssaki będą bardziej przydatne w badaniach biomedycznych.
6) Klonowanie
Technika klonowania polega na przeszczepieniu jądra dowolnej komórki organizmu do komórki jajowej innego organizmu tego samego gatunku. Umożliwia to pozaseksualne mnożenie osobników gatunku ludzkiego o identycznej informacji genetycznej, czego konsekwencją stać się może seryjna produkcja dowolnie planowanych sobowtórów, czyli osobników o identycznych uzdolnieniach fizycznych i duchowych. Jeżeli zatem będzie się dokonywać tego zabiegu na substancji genetycznej wybitnych jednostek, to ile razy uda się ten zabieg szczęśliwie przeprowadzić, otrzyma się w wyniku tylu takimi samymi właściwościami obdarzonych osobników. Technicznie możliwe stało się klonowanie nowych istot ludzkich w taki sam sposób, w jaki powstała owca Dolly. Techniki inżynierii genetycznej osiągnęły obecnie taki stopień zaawansowania, że każda z setek milionów komórek ludzkiego ciała może być wykorzystana do stworzenia nowej istoty ludzkiej. Jednakże, jak dowodzi tego przykład bliźniąt jednojajowych, klon człowieka nie byłby jego dokładną repliką. Byłaby to osoba o identycznych genach, różniąca się jednak charakterem czy inteligencją od pierwowzoru. Techniki te mogą być zastosowane w przypadkach par niepłodnych, czyli takich, które w sposób naturalny nie mogą mieć dzieci
Podsumowanie.
Pobieżny przegląd zagadnień inżynierii genetycznej, klonowania i możliwości, które niosą one dla medycyny, oraz innych dziedzin ważnych dla egzystencji człowieka, ukazuje wyraźnie rosnące znaczenie tych dziedzin pośród nauk. Znaczenie to wynika z potrzeb i wyzwań przed jakimi staje między innymi współczesna medycyna, która rozwiązanie problemu wielu nieuleczalnych dzisiaj chorób upatruje w możliwościach jakie otwiera inżynieria genetyczna. Chodzi nie tylko o prace nad szczepionkami, hodowlą organów do przeszczepu, ale wręcz zabiegi na materiale genetycznym eliminujące przyczyny schorzeń. Inżynieria genetyczna chce więc służyć nie tylko żyjącym obecnie, ale również przyszłym pokoleniom.
Te rewolucyjne możliwości budzą wiele uzasadnionych zastrzeżeń i obaw, oraz jeszcze więcej lęków i uprzedzeń wynikających z religijno-ideologicznych podstaw, które zamiast rzetelną informacją, karmione są często propagandą. Tym ostatnim problemom należy zaradzać poprzez upowszechnianie wiedzy o inżynierii genetycznej i klonowaniu. Należy też podkreślić, że ludzkość osiągając poziom rozwoju wiedzy i techniki pozwalający na terapię genetyczną, nie może zrezygnować z niej w imię światopoglądu. "Naszym moralnym obowiązkiem jest zapewnienie przyszłym ludziom dobrego wyposażenia genetycznego nie dlatego, że przyszłe dzieci mają do tego prawo, lecz dlatego, że postępując w ten sposób umożliwiamy przyszłym członkom gatunku ludzkiego lepsze - bo pozbawione cierpienia związanego z daną chorobą - życie […]" .
Realne zagrożenia wynikające z moralnej ułomności człowieka, który nawet najlepszą rzecz jest w stanie wykorzystać do czynienia zła, muszą być eliminowane poprzez ograniczenie badań genetycznych do sfery cywilnej i międzynarodową kontrolę nad ośrodkami badań w krajach rządzonych przez reżimy. Potencjalne prace wojskowych nad bronią genetyczną należy traktować jak prace na bronią masowej zagłady.
Respektowanie praw człowieka musi stale towarzyszyć wszelkim działaniom inżynierii genetycznej, aby chronić jednostkę przed potraktowaniem jej przedmiotowo, czy to w imię dobra nauki - przy badaniach doświadczalnych - czy też w imię dobra ludzkości - czym mogą być uzasadniane przymusowa sterylizacja lub aborcja w przypadku ustalenia obciążenia genetycznego. Jednostka i jej wolny wybór musi być respektowany przy upowszechnianiu diagnozy i terapii genetycznej”.
Należy w końcu pamiętać, że inżynieria genetyczna i klonowanie to ciągle nauki "w powijakach"; nie opracowano jeszcze ani skutecznych, ani bezpiecznych technik ich stosowania. Mając do czynienia z materiałem genetycznym naukowcy, lekarze i potencjalni pacjenci muszą być świadomi, że nie chodzi tylko o nasze pokolenie, ale przede wszystkim o przyszłe. Nie można ryzykować wprowadzaniem niesprawdzonych terapii.
Mimo tych zagrożeń, inżynierię genetyczną i jej rolę dla przyszłości można przyrównać do zjawiska kuli śniegowej: jej roli i możliwości nikt nie będzie w stanie zatrzymać, ponieważ z biegiem czasu i kolejnych odkryć będzie wzrastać. I nie powinno się jej zatrzymywać; należy raczej zadbać, aby została właściwie wykorzystana.
Ciekawostki
Niedawne ataki bioterrorystyczne w USA i innych krajach są skutkami złego zastosowania inżynierii genetycznej. Użycia broni bakteriologicznej zakazano w 1925r., a produkcji i pozyskiwania bojowych materiałów zakaźnych w 1972r. Te konwencje nie są przestrzegane przez wszystkie państwa. Szczególne zagrożenie wynika, gdy korzystają z niej terroryści. Oprócz osławionego wąglika używają oni jeszcze gorszych chorób, bo mogących przenieść się miedzy ludźmi, np. dżuma, ospa prawdziwa, wirusy gorączek krwotocznych (ebola, marburg i inne)
Odkrycie dwóch typów enzymów przyczyniło się w dużej mierze do rozwinięcia technik klonowania DNA. Pierwszy z nich to enzymy restrykcyjne - tnące DNA każdego organizmu na powtarzalny komplet fragmentów. Drugi typ to ligazy - enzymy trwale łączące pocięte fragmenty z samoreplikującymi się cząsteczkami DNA tzw. wektorami. Pozwala to na produkowanie zrekombinowanego DNA. Może on być włączany do odpowiednich komórek - komórek gospodarza. Najczęściej są to komórki bakteryjne ale również często stosuje się komórki drożdży , owadów czy ssaków. Wszystkie komórki potomne jednej komórki niosące ten sam rodzaj zrekombinowanego DNA to klon. Istnieją techniki pozwalające na wyizolowanie klonu zawierającego pożądany fragment DNA. Może on zostać zsekwencjonowany - inżynieria genetyczna dysponuje metodami umożliwiającymi poznanie kolejności nukleotydów praktycznie nieograniczonej długości cząsteczki DNA. Jest to zazwyczaj ostateczny etap analizy genu i chyba najdokładniejszy. Obecnie w dużej mierze zautomatyzowany. Niebawem poznana zostanie całkowicie sekwencja ludzkiego genomu. Kilka mniejszych genomów już zostało zsekwencjonowanych.
Ponadto istnieją procedury chemicznej syntezy DNA z dokładnością do 1 bp. Rekombinowane DNA może być więc produktem zarówno kombinacji naturalnie istniejących sekwencji DNA jak i chemicznie syntetyzowanych fragmentów DNA.
Opracowano także techniki umożliwiające wprowadzenie precyzyjnych zmian w określonych pozycjach nici DNA. Jest to tzw. ukierunkowana mutageneza. Można dzięki temu poznać funkcje genu badając efekt zastąpienia w organizmie genu dzikiego przez gen zmutowany lub też przeprowadzić szczegółową analizę funkcjonalną i poznać miejsce położenia sekwencji nukleotydowych odpowiedzialnych za regulację ekspresji.
W połowie lat 80-tych opracowano technikę - PCR , która pozwala na powielenie dowolnej sekwencji DNA o ile znamy krótkie sekwencje ją otaczające. Oprócz tego , że jest to w pewnym sensie metoda alternatywna do klonowania znalazła także szereg innych zastosowań. Umożliwiła rzeczy wcześniej praktycznie niewykonalne - analizę DNA ze szczątków organizmów kopalnych czy mumii egipskich a także rozwiązała szereg problemów związanych z diagnostyką , kryminalistyką itp.
Wywiad: siRNA ma ogromny potencjał 17.10.2006
"Już samo przyznanie tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie Medycyny za siRNA świadczy o dużej aplikacyjności tej technologii." - rozmowa z pracownikami firmy Celon-Pharma, polskiej firmy biotechnologicznej, która zajmuje się rozwojem innowacyjnych leków opartych o technologię interferencyjnego RNA.
Marcin Kawa: Jakie były początki firmy?
Maciej Wieczorek: Wcześniej, przez ponad 10 lat zajmowałem się rozwojem i badaniami w firmie Adamed. Po sprzedaży swoich działów zainwestowałem kapitał w firmę Celon-Pharma. Została ona założona w 2002 roku, jej podstawowa działalność związana jest z produkcją i sprzedażą leków generycznych. Po dwóch latach zdecydowaliśmy się na rozpoczęcie działalności badawczo-rozwojowej, i wtedy rozpoczęliśmy badania nad siRNA. W tej chwili w Celon-Pharma pracuje blisko 50 osób, z tego w pracach badawczo-rozwojowych nad innowacyjnymi lekami siedem osób - chemicy, biotechnolodzy oraz biolodzy molekularni.
Dlaczego siRNA?
MW: Przed podjęciem decyzji o platformie technologicznej którą chcemy rozwijać rozważaliśmy wiele możliwych innowacyjnych technologii, np.: związane z przeciwciałami monoklonalnymi . Z racji świeżości, ogromnego potencjału zdecydowaliśmy się właśnie na rozwój technologii siRNA. Oczywiście była to w pewnym stopniu także nasza subiektywna, intuicyjna decyzja. W tej chwili cieszymy się z tego wyboru.
Tegoroczna Nagroda Nobla w pewnym stopniu potwierdziła, że decyzja była słuszna?
MW: Tak. Przyznanie Nagrody Nobla w dziedzinie Medycyny za opisanie wyciszania ekspresji genów za pomocą dwuniciowego RNA potwierdziło, że nasze badania zmierzają we właściwym kierunku. Na uwagę zasługuje fakt przyznania Nagrody w dziedzinie medycyny, wskazujący na duży potencjał terapeutyczny leków opartych na tym mechanizmie. Już samo przyznanie Nagrody Nobla świadczy o dużej aplikacyjności nagradzanego odkrycia, czy technologii.
Kiedy możemy spodziewać się pierwszych praktycznych zastosowań siRNA?
Dr Monika Lamparska-Przybysz: Obecnie prowadzone są już badania drugiej fazy klinicznej z lekami opartymi na siRNA, jednak produktów na rynku należy spodziewać się nie wcześniej niż w 2010-2012 roku. Przewaga technologii RNAi nad tradycyjnymi lekami polega m.in. na znacznym skróceniu fazy badań przedklinicznych. W przypadku siRNA badania te mogą trwać nawet zaledwie 3-4 miesiące. Etapem limitującym są tu badania kliniczne, które nie mogą ulec skróceniu. Pierwsze badania kliniczne rozpoczęto jesienią 2004 roku, więc zaledwie 6 lat od opublikowania pracy tegorocznych Noblistów.
MW: Z pewnością za pomocą tej metody szybciej będą leczone schorzenia, które pozwalają na miejscowe podanie siRNA, np. oczu, czy wątroby. W przypadku nowotworów, szczególnie w zaawansowanym stadium z przerzutami problemy są znacznie większe, wiążą się bowiem z koniecznością systemowego podania leku. W tej chwili nie potrafimy jeszcze tego skutecznie robić. Problemem jest mała stabilność siRNA w osoczu.
Jakie choroby poza nowotworowymi można będzie leczyć za pomocą siRNA?
Dr ML-P: Technologia oparta na siRNA może znaleźć zastosowanie we wszystkich terapiach, w których dąży się do zmniejszenia ilości białka zaangażowanego w proces chorobowy. Wśród aktualnie wymienianych znajdują się choroby metaboliczne (cukrzyca, otyłość), nowotwory, choroby neurodegeneracyjne oraz wirusowe. Prowadzone są również badania nad wprowadzeniem siRNA do leczenia astmy i alergii.
Czym konkretnie zajmują się Państwo, jakie geny są wyciszane?
Dr ML-P: Oczywiście nie możemy zdradzić jakie to geny, możemy jedynie powiedzieć, że są to geny związane z zahamowaniem apoptozy lub nadmierną proliferacją komórek nowotworowych. Produkty tych genów uczestniczą m.in. w przekazywaniu sygnału w szlaku Wnt/beta-katenina. Jako potencjalne cele terapeutyczne wybiera się geny, które wykazują nadekspresję i/lub nadmierną aktywność głównie w komórkach nowotworowych. Takie ukierunkowanie ogranicza niepożądane oddziaływanie na zdrowe tkanki.
Jak bardzo zaawansowane są Państwa prace, w porównaniu do stanu na świecie?
MW: Na świecie jest około kilkanaście, może kilkadziesiąt firm biotechnologicznych pracujących nad siRNA, w Polsce jesteśmy jako jedyni. Uczestniczymy regularnie na prawie wszystkich najważniejszych konferencjach na świecie poświęconych tej technologii, na bieżąco weryfikujemy nasz dorobek, naszą wiedzę. Na tej podstawie możemy stwierdzić, że z dotychczasowymi wynikami jesteśmy w światowej czołówce.
Sukcesem, jakim możemy się pochwalić są opracowane przez nas chemiczne modyfikacje zwiększające stabilność siRNA. Mamy także zgłoszenia patentowe dotyczące wyciszania genów ze szlaku Wnt/beta-katenina.
Jakie są Państwa plany na następne lata?
MW: Jest jeszcze za wcześnie aby powiedzieć, że za określony okres czasu uda nam się wprowadzić na rynek lek oparty o interferencję RNA. W tej chwili najważniejsze jest opracowanie sposobu na systemowe podawanie siRNA. Tak podawane leki miałyby niewątpliwie dużą przewagę konkurencyjną z rynkowego punktu widzenia. Miejscowe podanie oczywiście jest możliwe, jednak wiąże się to z ograniczeniami w zastosowaniach klinicznych. Nie do każdego rozwijającego się nowotworu można bezpośrednio wprowadzić siRNA.
Kiedy nakłady się zwrócą?
MW: Oczywiście skłamię, jeżeli powiem, że jeszcze przez dziesięć lat mamy zamiar ciągle inwestować. Na bieżąco analizujemy nasze wydatki i sukcesy badawcze. Cieszymy się, że jesteśmy liderem w badaniach nad zastosowaniem technologii siRNA w celach terapeutycznych. Mamy nadzieję, że wcześniej czy później otrzymamy istotną premię za swoje badania, wynikającą z uzyskiwanej przewagi konkurencyjnej. Naszym potencjalnym rynkiem jest cały świat.
Czy pieniądze są najważniejszym problemem przy zakładaniu innowacyjnej firmy biotechnologicznej?
MW: Pieniądze są istotnym ograniczeniem. Wszyscy mamy poczucie pewnego ryzyka, naszym podstawowym celem jest przeżyć, mniej lub bardziej zdajemy sobie sprawę z wysiłku finansowego jaki związany jest z rozwojem innowacyjnej technologii. Zwrot nakładów związanych z siRNA możemy planować dopiero za kilka lat, i należy zdawać sobie z tego sprawę. Pewien kapitał jest potrzebny aby rozpocząć taką działalność. Aczkolwiek uważam, że w Polsce jest dużo firm farmaceutycznych, które mogłyby w sposób selektywny wybierać innowacyjne projekty i je rozwijać.
Dlaczego tego nie robią?
MW: Myślę, że tą przyczyną jest tak naprawdę brak doświadczenia, brak wiary, brak możliwości oceny ryzyka takiego projektu, także brak danych rynkowych oraz brak know-how i doświadczenia w zakresie możliwości w przyszłości odsprzedaży/ licencjonowania praw do produktów. Chyba to jest kwestia kierownictwa firm i aktualnego nastawienia się na szybki zwrot z inwestycji oparty na lekach generycznych.
Niewątpliwie, to że zdecydowaliśmy się na tą technologię, wynikało z mojej oceny, że rynek leków generycznych za 3-4 lata przestanie być tak atrakcyjny również w Polsce. Wynika to przede wszystkim ze zmieniającego się prawa patentowego, które uniemożliwia osiągnięcie przewagi konkurencyjnej leku genetycznego w takim stopniu w jakim jest to możliwe jeszcze dzisiaj. W przyszłości następnego dnia po wygaśnięciu patentu bądź prawa wyłączności danych, 5-10 leków generycznych wchodzi jednocześnie, tego samego dnia na rynek. W efekcie następuje natychmiastowa erozja ceny, nie pozwala to na akumulację środków przeznaczanych na efektywny rozwój.
Kto może w Polsce założyć firmę biotechnologiczną?
MW: Oczywiście każdy może założyć taką firmę; jednak dla zmniejszenia ryzyka niepowodzenia takiego projektu, niekorzystnego odbicia się na kondycji finansowej, najprostszą drogę mają, wspomniane już, działające firmy farmaceutyczne produkujące leki generyczne. Drugie rozwiązanie, wzorowane na doświadczeniach z USA, to sytuacja, gdy grupa zapaleńców przekonuje inwestorów do 3-5 letniej inwestycji w swój pomysł. Po tym czasie w zależności od uzyskanych wyników decydują się co dalej, czy inwestujemy dalej, sprzedajemy wyniki, firmę.
W Polsce bardziej brakuje zapaleńców, czy inwestorów?
MW: Trudno powiedzieć który element jest ważniejszy. Firma biotechnologiczna to są procedury, to jest ogromna wiedza, którą trzeba posiąść po to, aby w sposób profesjonalny rozwinąć produkt, wprowadzić na rynek dany lek. Osoby wywodzące się z nauki takiej wiedzy nie posiadają. Najsensowniejszym rozwiązaniem byłoby tworzenie zespołów, których członkowie wnosząc wiedzę i doświadczenie byliby w stanie wytworzyć produkt.
Ci zapaleńcy głównie wywodzą się z instytutów naukowych, które mają już jakiś target molekularny bądź technologię, i chcą z nim związać swoje życie, a przynajmniej kilka lat. Np. udało im się zidentyfikować nowy gen, odpowiedzialny za ekspresję białka, które związane jest z proliferacją komórek nowotworowych. I teraz kolejnym, i krytycznym momentem jest przekonanie zewnętrznych inwestorów do finansowania swojego projektu. To jest moim zdaniem jedyna droga w takiej sytuacji. Nie można oczekiwać, że kapitał sam przyjdzie do instytutów. Ja, stawiając się w roli inwestora ostatnią rzeczą którą bym zrobił, to byłoby nakłanianie naukowców do tego, aby zechcieli poprowadzić firmę biotechnologiczną. Inicjatywa absolutnie musi się wywodzić od ludzi, którzy chcą coś zrobić, są absolutnie przekonani do swojego projektu, są w stanie poświęcić kilka najbliższych lat całkowicie na jego realizację.
Jakie koszty wiążą się z prowadzeniem innowacyjnej firmy?
MW: Nasze koszta na poziomie badań in-vitro w skali roku wynoszą 600-800 tys. euro. W tej chwili finansujemy swoją działalność z bieżącej sprzedaży naszych leków. Od początku działalności firma finansowana jest z własnych środków. Ale już przypadku badań klinicznych eskalacja kosztów jest ogromna, wtedy nie wykluczamy pozyskania kapitału zewnętrznego, co może wiązać się ze zrzeczeniem pewnych praw do produktu.
Kiedy w Polsce zaczną powstawać firmy biotechnologiczne?
MW: Aby powstała u nas pulsująca branża biotechnologiczna krytyczne jest uwolnienie stanu letargu w instytucjach naukowych, uwolnienie wiary w to, że można prowadzić dobre badania, a w perspektywie widzieć związany z nimi element ekonomiczny. Wierzyć w to, że samemu można się na tym wzbogacić, i stworzyć coś ciekawego i ważnego dla społeczeństwa w którym żyjemy. I to jest chyba najważniejsze. Pieniądze są konieczne, ale same nie są w stanie wiele zrobić. Cała wartość jest w głowie człowieka, a nie w urządzeniach w laboratorium.
Co mogą zrobić absolwenci studiów biotechnologicznych, którzy chcieliby pracować w innowacyjnej firmie?
Piotr Guzenda: Przede wszystkim należy zacząć o tym myśleć, nie w momencie kończenia studiów, a w ich trakcie. Moim zdaniem takim krytycznym momentem jest trzeci rok, w czasie studiów pięcioletnich. W tym czasie trzeba zastanowić się co chce się robić, dowiedzieć się jak wygląda rynek pracy z tym związany. To co się dzieje ze studentem po ukończeniu studiów jest determinowane tym co robi w ich trakcje. Wiele jest możliwości, począwszy od kół naukowych, czy praktyk, stażów, gdzie można np. nawiązać wiele kontaktów. Należy samemu wyjść do firm. Naprawdę nie jest to hermetyczne środowisko, jak wielu studentom się wydaje.