Mikrochimeryzm - nowe zjawisko zaobserwowane w biologii

Nauki biologiczne należą do najszybciej się rozwijających. Przybywa nowych faktów ale i nowych teorii, uogólnień. Przyrost wiedzy powoduje, że musimy ciągle aktualizować podręczniki. 

Życie biologiczne ma charakter wspólnotowy, złożony. Dobrze oddaje to ekologia, jedna z nauk biologicznych. relacje między organizmami mogą być bardzo złożone i czasem zaskakujące. Ale nowe odkrycia zmieniają także nasze rozumienie organizmu, osobnika, gatunku. To także i dzięki temu biologia jest tak fascynująca.

 Na zdjęciu obok przydrożne, młode drzewo, klon. Odmiana hodowlana z fioletowo-bordowymi liśćmi. Odmiana stworzona przez człowieka z powodów estetycznych. Ale widać coś nietypowego. Pojawiły się dwie gałązki z zupełnie innymi liśćmi - typowe, zielone. Wyrastają z tego samego pnia, z tej samej rośliny. Nastąpiła jakaś somatyczna mutacja? A może te komórki (i wyrastające z nich tkanki, gałązki) utraciły tylko cechą, nadaną przez człowieka i powróciły do stano pierwotnego, dzikiego? W każdym razie jeden osobnik a jakby dwa w nim mieszkały. 

Jeszcze większe zdziwienie budzi zdjęcie zamieszczone niżej. Młode drzewko kupione jako głóg (pod taką nazwą kupione w sklepie ogrodniczym). I widać wyżej owoce podobne do głogu, ciemnoczerwone. Ale na tym samym drzewie rosną także gałązki z liśćmi i owocami jarzębiny. Już nie dwie odmiany tego samego gatunku ale zupełnie dwa różne gatunki: głóg i jarząb pospolity (jarzębina to owoce jąrzębu). Jak to możliwe? Najpewniej jest to efekt szczepienia, zabiegu stosowanego w ogrodnictwie od dawna. Na pniu jarzębiny zaszczepiono gałązkę głogu ale w miarę wzrostu uaktywniły się komórki wzrostowe jarzębiny i z nich wyrosły gałązki z liśćmi i owocami jarzębiny,  

Przedstawione przykładu to jeszcze nic nowego, od dawna znane w biologii i wykorzystywane w praktyce sadowniczej i ogrodniczej. O zaskakującej nowości będzie niżej.

W zasadzie powinniśmy mówić o sobie w liczbie mnogiej. I nie dlatego, ze czujemy się jak król. A wszystko przez biologię, której odkrycia zmieniają świat i nasze wyobrażenia o nim. Istna rewolucja w światopoglądzie. Kolektywność i wspólnotowość przyrody obserwowana jest na wszystkich jej poziomach. Organizm to bardziej zbiorowość i relacje niż wyraźnie wyodrębniony indywidualizm.

To przez ostatnie odkrycia nauk biologicznych stawiać możemy z pozoru głupie pytania. Na przykład czy można mieć dwie albo i trzy matki? Jeszcze kilkanaście (a kilkadziesiąt na pewno!) lat temu takie pytanie zaliczylibyśmy do kategorii "głupich pytań", na które nie warto nawet próbować odpowiadać. Ale dzięki zapłodnieniu in vitro dawcą genetycznego płodu może być matka "biologiczna" (czyli dawczyni komórki jajowej) ale urodzić może surogatka, czyli inna kobieta, której dostarczono do macicy zarodek ludzki i tam on się zagnieździł. Która kobieta jest matką? 

Zapewne jeszcze do niedawna wskazywalibyśmy na ważniejszą rolę matki "genetycznej". Ale od czasu gdy wiemy o mikrochmeryźmie i dużej roli mikroorganizmów, żyjących w naszym przewodzie pokarmowym (a w części przekazywanym w czasie porodu, gdy dziecko przechodzi przez "brudne" drogi rodne"), pewność nasza spada. Niemniej prawnie trzeba ustalić, która kobieta jest prawowitą matką. Nigdy przedtem ludzkość przed takimi dylematami i problemami prawnymi nie stawała. I wszystko przez nauki biologiczne, Owszem, były mamki (kobiety, które nie swoje dziecko karmiły piersią i własnym mlekiem), były niańki - kobiety, które wychowywały nie swoje dzieci. Ale matka była tylko jedna. Teraz mogą być dwie. A nawet trzy. Bo w niektórych chorobach genetycznych, gdy niewydolność dotyczy mitochondriów, dawcą komórki z mitochondriami może być jedna kobieta, dawca jądra komórkowego druga, a urodzić może trzecia (nowe informacji przynosi nam epigenetyka, tak więc ciąża także może wpływać na organizm). I też być dostarczy materiału genetycznego dla dziecka. Jakim cudem? Przez mikrochimeryzm.

Chimery znamy jako stwory mityczne ze starożytności. Takie pomieszanie w jednym dwu lub kilku zwierząt. W biologii o mikrochimeryzmie mówi się wtedy, gdy w organizmie znajduje się niewielka (stąd "mikro") liczba obcych (nie swoich) genetycznie komórek. I coś takiego kilkanaście lat temu, niespodziewanie odkryto u człowieka.

Matka zawsze wie czyje jest dziecko, ojciec może tylko się domyślać. Macierzyństwo jest pewne (jeśli nie liczyć wyjątkowych przypadków podmienienia niemowlęcia w szpitalu), ojcostwa trzeba dowodzić. Poza podobieństwem wyglądu czy grupą krwi, rozstrzygające i bezsporne wydają się być badania DNA. Przecież każdy z nas jest wyjątkowy i posiada unikalne geny. Odkrycie przedziwnego zjawiska jakim jest mikrochimeryzm zmieniło taki stan rzeczy. Nauka jest nieprzewidywalna. I to jest w niej takie pięknie!

Każdy z nas jest wyjątkowy i posiada unikalne geny. Te same aksjomaty stosuje się w badaniach biologicznych na przykład ustalając ojcostwo u ptaków. Badania takie prowadzono na ptakach tworzących monogamiczne pary. Okazało się, że w wielu gniazdach samce wychowują nie swoje potomstwo. Oznaczać to mogły tylko zaskakująco częstą „niewierność małżeńską”. W gruncie rzeczy niezrozumiałą. Szybko jednak pojawiły się modele ewolucyjne, odwołujące się do różnorodnych strategii rozprzestrzeniania genów, doboru darwinowskiego i teorii egoistycznego genu. W sumie nie pierwszy raz badania biologiczne dostarczały oczekiwanych (utęsknionych) wyników, tłumaczących zachowania społeczne człowieka. Zawsze to raźniej odwoływać się do ogólnych prawidłowości przy uzasadnianiu własnego stylu życia i preferowanych norm moralnych.

Transplantacje narządów, jako element standardowej medycyny, są już coraz powszechniejsze. Do standardowych procedur należą badania genetyczne, w celu wybrania najlepszego dawcy z rodziny. I  do takich badań przystąpiła pewna para małżeńska z trójką dzieci. W jednym z przypadków okazało się, że trójka dzieci miała geny wspólne z ojcem, a tylko jedno wspólne z matką. Wynikało z tego, że kobieta wychowywała dwoje nie swoich dzieci! Gdyby ta relacja dotyczyła ojca, byłoby to czarno na białym udokumentowana niewierność (w szpitalu by najpewniej fakt ten zachowano w dyskrecji). Ale jak matka może urodzić nie swoje dziecko? Podwójna zamiana w szpitalu przy ojcostwie męża była kosmicznie nieprawdopodobna. Na dodatek matką musiała by być kochanka tegoż mężczyzny. Jeszcze większe nieprawdopodobieństwo... dwukrotnej podmiany dzieci i perfekcyjna synchronizacji obu ciąży. Tylko po co?

Lekarze i naukowcy, biorący w tych badaniach udział, zaczęli zadawać sobie pytanie, jak to możliwe. Wykonano jeszcze dokładniejsze i bardziej kompleksowe badania genetyczne i wykryto... obce komórki w ciele matki. Potem badania kontynuowano na wielu innych osobach. Dwoje dzieci okazało się być genetycznie powiązanymi z siostrą badanej kobiety. Po prostu w czasie ciąży, przez łożysko przenikają komórki macierzyste płodu do ciała matki. Tam czasem regenerują uszkodzone narządy. W ciele matki mogą żyć bardzo długo. Ostatni wykryto takie komórki od dziecka w organizmie ponad siedemdziesięcioletniej kobiety. Przy kolejnej ciąży takie komórki mogą wędrować do ciała kolejnego dziecka. Zatem możemy mieć komórki z DNA swojego starszego rodzeństwa. W omawianym przypadku najpewniej takie komórki utworzyły jeden jajnik kobiety. Zatem jedno dziecko pochodziło z własnego genetycznie jajnika, a dwója z tego drugiego, genetycznie identycznego jak starsza siostra.

Oczywiście w wyżej podanym przykładzie badań przed transplantacją badano tylko fragment DNA. Ale w ten sposób odkryto mikrochimeryzm. To znaczy, że prawdopodobnie każdy z nas ma w sobie obce komórki a więc i „obce” DNA. Wymiana następuje w życiu płodowym. Przez łożysko komórki matki osiedlają się w płodzie a komórki płodu przedostają się do organizmu matki. Czasem za pośrednictwem matki można otrzymać komórki starszego rodzeństwa lub babki. Czasem w organizmie żeńskim spotykane są komórki o męskim DNA. Naukowcy intensywnie zajmuję się badaniem zjawiska chimeryzmu i mikrochimeryzmu przede wszystkim pod kątem praktyki medycznej. Jednak na skutek odkrycia mikrochimeryzmu biolodzy populacyjni zajmujący się doborem płciowym i strategiami rozrodczymi muszą wykonać swoje eksperymenty od nowa, bo wcześniejsze wnioski wobec najnowszych odkryć mogą być nieuprawnione. Jeszcze więcej do przemyślenia mają filozofowie.

Jaki jest sens mikrochimeryzmu? Koncepcji jest sporo. Jedni wskazują na korzystne skutki ale nie brakuje danych, wskazujących na negatywne skutki tego zjawiska. Zapewne biolodzy ewolucjoniści jak i lekarze długo będą się nad tym problemem głowić.

Jedno jest pewne - nawet w pustelni nie jesteśmy zupełnie sami (nie licząc nawet mikroorganizmów w przewodzie pokarmowym). Ponadto granice między osobnikami czy raczej organizmami nie są już teraz tak wyraźne jak dawniej. Nic już nie jest takie jak dawniej. I nie pierwszy to raz nowe odkrycia wywracają do góry nogami nasze rozumienie świata. Nauka jest nieprzewidywalna. I to jest w niej takie pięknie!

A niżej relacja z webinarium. Dzięki nowym środkom technologicznym nawet wykłady stają się inne. I w tej mierze też nic już nie będzie takie jak dawniej...

Stanisław Czachorowski

Komentarze

Popularne w tym miesiącu

Czy kwiaty drzew są jadalne?

Szczotecznica szarawka: włochata piękność z lasu - dlaczego raz jest lepiej być widocznym a czasem nie?

Heterogonia - biologiczny sens przemiany pokoleń w cyklu życiowym, przykład wrotków (Rotifera)

Rzecz o sporach, czyli typy zarodników i sposoby ich powstawania u różnych grup grzybów

Purchawki, purchawice, tęgoskóry i czasznice czyli o owocnikach gasteroidalnych

„Zardzewiałe” rośliny

Najchętniej czytane

Szczotecznica szarawka: włochata piękność z lasu - dlaczego raz jest lepiej być widocznym a czasem nie?

Rzecz o sporach, czyli typy zarodników i sposoby ich powstawania u różnych grup grzybów

Heterogonia - biologiczny sens przemiany pokoleń w cyklu życiowym, przykład wrotków (Rotifera)

Czy ser pleśniowy może spleśnieć?

Purchawki, purchawice, tęgoskóry i czasznice czyli o owocnikach gasteroidalnych

Zajrzyj pod kapelusz grzyba i sprawdź co zobaczysz

Polskie nazwy grzybów - pod lupą, czyli dlaczego podgrzybek brunatny musiał stać się podgrzybem brunatnym

Wykwit zmienny czyli opowieść o śluzowcach