John Gurdon și broasca africană

La începutul lui octombrie 2012, într-o sală de seminar din Cambridge, biologul John Gurdon era într-una din desele întîlniri cu doctoranzii și post-doctoranzii din laboratorul lui, discutînd cele mai noi rezultate și idei de experimente viitoare. Întrerupți fiind de ușa sălii deschizîndu-se brusc, Gurdon s-a ridicat să își întîmpine colegii care intraseră strigînd emoționați: „Ați cîștigat, ați cîștigat!!”. A înclinat capul, le-a mulțumit și, cu un zîmbet modest, le-a spus:  „Știam, știam, dar nu aveam voie să spun nimănui”. Apoi, cu un gest care îi rezuma lipsa de mîndrie și concentrarea pe ceea ce îl interesa cu adevărat, știința, s-a reașezat, revenind cu privirea la prezentarea unui doctorand. Cu toate că tocmai se anunțase public că a cîștigat premiul Nobel pentru Fiziologie și Medicină, Gurdon s-a întors către studenții lui și a zis, ca și cum nu s-ar fi petrecut mare lucru: „Haideți, continuăm?”.

Anecdota, povestită astăzi în unele laboratoare, îl surprinde fidel pe cercetătorul prea puțin cunoscut care a schimbat modul în care vedem și gîndim lumea. Dacă ni se pare astăzi evident că toate celulele care ne țes corpul conțin același material genetic, același ADN, această idee nu a fost mereu considerată de la sine înțeleasă. În fond, gîndind intuitiv, de ce am crede că ochii și ficatul, de exemplu, ar funcționa după aceleași „instrucțiuni” codificate în ADN? 

Totul a început cu John Gurdon și cu o broască africană. Într-un experiment devenit clasic,  publicat în 1958 și care merită adjectivul suprem oferit în știință, elegant, cercetătorul britanic a încercat să răspundă la o întrebare aparent simplă: odată ce o celulă s-a specializat, mai are capacitatea de a-și recăpăta starea „naivă” de la care a plecat? Gurdon s-a întrebat dacă poți face, de exemplu, o celulă de piele să își piardă specializarea, să devină de „ne-piele”, adică să fie din nou o celulă care încă nu a „ales” din ce parte a corpului va face parte. 

Experimentul lui Gurdon a fost unul de transfer nuclear, care e de fapt un schimb: a scos nucleul dintr-un ovul de broască, înlocuindu-l cu nucleul unei celule de piele luată de la o altă broască adultă. În mod incredibil, după fertilizarea ovulului al cărui nucleu a fost astfel înlocuit, o nouă broască s-a dezvoltat normal. Gurdon a demonstrat astfel că orice celulă, chiar dacă e adultă și are o anumită specializare, are instrucțiunile necesare pentru a forma un animal întreg. De fapt, nucleul celulei de piele a fost reprogramat de ovulul în care a fost transferat. Acest fenomen al reprogramării, care a transformat biologia, presupune că o celulă adultă care s-a specializat poate reveni la starea sa de dinainte de specializare, denumită naivă, redobîndind astfel potențialul de a deveni apoi orice alt tip de celulă prin re-specializare. Dacă așa ceva este posibil, înseamnă că toate celulele conțin același material genetic, aceleași informații codificate în ADN. 

Nu toată comunitatea cercetătorilor a fost convinsă de scamatoriile broaștei africane, experimentele lui Gurdon avînd soarta inevitabilă a tuturor celor care studiază „organisme model”: broaște, viermi, muște sau drojdie, și lovindu-se de întrebarea: este descoperirea relevantă pentru mamifere, în special pentru oameni, sau e doar o ciudățenie de broască? Dacă ar ști lumea cîte au învățat oamenii de știință chiar și de la porumb... 

În deceniile care au urmat descoperirii lui Gurdon, mulți cercetători s-au întrebat dacă reprogramarea e posibilă și la mamifere. Răspunsul a început să vină abia în 1997: celebra oaie Dolly a demonstrat că un singur nucleu dintr-o celulă adultă e suficient pentru a produce o oaie întreagă. Apoi, în 2007 a fost publicată dovada că omul nu e departe de broască: cercetătorul japonez Yamanaka, folosind doar patru factori moleculari, a reușit să reprogrameze celule de piele umane înapoi în celule stem. Iar cînd oamenii de știință s-au văzut cu laboratoarele pline de celule stem, abordarea a devenit: the sky’s the limit.  Celulele de piele umane pot fi reprogramate și menținute în laborator ca celule stem, care pot fi mai apoi „împinse” să devină celule nervoase, pancreatice, ale inimii ș.a.m.d. prin re-specializare. Iar acum, că ne-am lămurit că reprogramarea funcționează și la oameni, cercetarea a revenit și la alte specii, precum păsări sau primate, de la care avem nevoie doar de cîteva celule ca apoi să le putem studia fără să avem animalele în laborator. 

Descoperirea lui Gurdon a schimbat abordarea și în medicina regenerativă. Luînd celule de piele de la oameni, de exemplu de la cei care suferă de demență, și transformîndu-le în celule nervoase, se pot studia mecanismele bolii. Mai mult, pot fi folosite ca tratamente în sine, prin regenerarea celulelor nervoase pierdute cu unele noi, prelevate de la același om. În prezent, studii clinice folosesc neuroni reprogramați din celulele de piele ale pacienților cu Parkinson, care sînt readăugați prin transplant pentru a reabilita neuronii pe care pacienții i-au pierdut din cauza bolii.

Anul trecut, cînd tocmai împlinise 89 de ani, la finalul unei prelegeri în care ne-a prezentat noile descoperiri și întrebări cu care se ocupă laboratorul lui, un tour de force al enormelor descoperiri pe care le-a făcut în ultimele decenii, John Gurdon a încheiat spunînd: „Nu știu ce să zic, cred că începe să fie promițător”. 

Laura Yvonne Gherghina este doctorandă la Departamentul de Fiziologie, Dezvoltare și Neuroștiințe al Universității din Cambridge.