Επιστήμη

«Καλλιέργησαν» ζωή στο εργαστήριο

Τώρα, αυτό που απομένει είναι ο αγώνας με τον χρόνο. Ο δρόμος έχει ήδη ανοίξει για τη δημιουργία ιστών και οργάνων, τα οποία μπορούν να εμφυτευθούν σε ανθρώπους που πάσχουν από ανίατες ασθένειες. Οι επιστήμονες έχουν ήδη στα χέρια τους την πρώτη ύλη για να προχωρήσουν στο μικρό αυτό θαύμα. Κατάφεραν να δημιουργήσουν βλαστικά κύτταρα χωρίς να τα απομονώσουν από έμβρυα.

Το κλειδί σχεδόν όλων των βιολογικών διεργασιών είναι τα βλαστικά κύτταρα. Είναι, με άλλα λόγια, τα πρώιμα κύτταρα, τα πρωταρχικά, τα οποία μετασχηματίζονται σε κάθε είδους κύτταρο που εμπεριέχει ο ανθρώπινος οργανισμός. Τα κύτταρα της καρδιάς μας, τα κύτταρα του μυϊκού μας ή του νευρικού μας συστήματος, προέρχονται από τα βλαστικά κύτταρα, τα οποία μέχρι σήμερα οι επιστήμονες μπορούσαν να «κλέψουν» μόνο μέσα από κάποιο έμβρυο. Αυτή η πρακτική, όμως, είχε και μια δυσάρεστη συνέπεια: το έμβρυο καταστρεφόταν και έτσι λογικό ήταν να δημιουργείται ένα τεράστιο ηθικό δίλημμα για το αν θα έπρεπε να αφαιρείται μια ζωή στον βωμό της επιστημονικής προόδου.

Οι άνθρωποι όμως που πάσχουν από ανίατες ασθένειες είχαν στηρίξει όλες τις ελπίδες στην ημέρα εκείνη κατά την οποία οι επιστήμονες θα κατόρθωναν να αποκτήσουν βλαστικά κύτταρα χωρίς να επικρέμαται πάνω από το κεφάλι τους το «ανάθεμα» των διαφόρων εκκλησιαστικών οργανώσεων. Στην Αμερική, η κυβέρνηση Μπους είχε εμποδίσει τη χρηματοδότηση της έρευνας πάνω στα βλαστικά κύτταρα, με τη δικαιολογία του ηθικού ασυμβίβαστου.

Από το δέρμα. Το θαύμα όμως φαίνεται πως έγινε από αλλού και συγκεκριμένα από δύο επιστημονικές ομάδες- η μία από το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν- Μάντισον των ΗΠΑ και η άλλη από το Κιότο της Ιαπωνίας. Οι δύο ομάδες ακολούθησαν περίπου την ίδια φιλοσοφία στο πείραμά τους. Πήραν κύτταρα από ανθρώπινο δέρμα και, με τη βοήθεια ιών, έβαλαν στα κύτταρα αυτά τέσσερα γονίδια, τα οποία έπαιξαν τον ρόλο του προγραμματιστή. Ουσιαστικά τα γονίδια κατάφεραν με έναν μυστηριώδη τρόπο να επαναπροσδιορίσουν τον ρόλο των κυττάρων στα οποία εισήχθησαν και να τα κάνουν όχι μόνο νεώτερα, αλλά και πολυδύναμα.

Τα γονίδια που διοχετεύθηκαν στα δερματικά κύτταρα, ήταν γνωστό από μια σειρά πειραμάτων που είχε προηγηθεί ότι μπορούν να τους προσδώσουν χαρακτηριστικά εμβρυϊκών κυττάρων.

Τους έδωσαν μορφή. Τα κύτταρα που προέκυψαν είχαν ιδιότητες παρόμοιες με αυτές των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων και μάλιστα οι ερευνητές πέτυχαν στη συνέχεια να τα μετατρέψουν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων του οργανισμού- και συγκεκριμένα σε καρδιακά, νευρικά, μυϊκά, κύτταρα του λιπώδους ιστού και του χόνδρου. Οι Ιάπωνες ερευνητές έλαβαν τα δερματικά κύτταρα, τα οποία και υπέβαλαν σε επαναπρογραμματισμό, από το πρόσωπο μιας 36χρονης γυναίκας. Από την άλλη πλευρά, η αμερικανική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν πέτυχε το ίδιο αποτέλεσμα χρησιμοποιώντας διαφορετικό συνδυασμό γονιδίων.

Παρά τα αισιόδοξα αυτά αποτελέσματα, οι ίδιοι οι ερευνητές προειδοποιούν ότι απαιτούνται περαιτέρω μελέτες προκειμένου να τελειοποιηθεί η τεχνική και να επιβεβαιωθεί η ασφάλειά της. Και αυτό διότι και στα δύο πειράματα που έγιναν έχουν μέχρι στιγμής χρησιμοποιηθεί ιοί για την εισαγωγή των γονιδίων εντός των κυττάρων, γεγονός που ίσως να δημιουργεί αμφιβολίες για την ασφάλειά τους. Σε κάθε περίπτωση- όπως ανέφερε ο επικεφαλής της αμερικανικής ομάδας καθηγητής, Τζέιμς Τόμσον, πρωτοπόρος του πεδίου των βλαστικών κυττάρων, ο πρώτος επιστήμονας που το 1998 απομόνωσε ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα- «ένα νέο πεδίο ανοίγει στην έρευνα του συγκεκριμένου τομέα». «Τα κύτταρα που παρήχθησαν κάνουν όλα όσα κάνουν και τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα. Θα αλλάξουν εντελώς το πεδίο της έρευνας», ανέφερε ο Αμερικανός επιστήμονας, ενώ από την πλευρά του ο δρ Σίνγια Γιαμανάκα, επικεφαλής της δεύτερης ερευνητικής ομάδας, ανέφερε ότι «τα κύτταρα αυτά αναμένεται να είναι ιδιαιτέρως χρήσιμα στην κατανόηση μηχανισμών των ασθενειών και στον έλεγχο για την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια των φαρμάκων».


Καινούργιες θεραπείες

Η ΜΕΘΟΔΟΣ που εφήρμοσαν οι Αμερικανοί και οι Ιάπωνες επιστήμονες ανοίγει νέους δρόμους για τη θεραπεία ασθενειών, αλλά και για τη δημιουργία ιστών και οργάνων στο εργαστήριο, τα οποία θα προέρχονται από τα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς, χωρίς να υπάρχει κίνδυνος απόρριψής τους. Μόλις την περασμένη εβδομάδα επιστήμονες από το Όρεγκον ανέφεραν ότι πέτυχαν το ίδιο αποτέλεσμα με πιθήκους, όμως η προοπτική διεξαγωγής αντίστοιχων πειραμάτων σε ανθρώπους θεωρείται ηθικά απαράδεκτη. Πάντως, όπως τόνιζαν κάποιοι ειδικοί, η κλωνοποίηση του ανθρώπου με σκοπό την παροχή κυττάρων για έρευνες στα βλαστοκύτταρα μπορεί να αποδειχθεί αχρείαστη, καθώς τα νέα κύτταρα μπορούν θεωρητικά να εξελιχθούν σε εμβρυϊκά κύτταρα. Οι εξελίξεις αυτές έγιναν δεκτές με θετικό τρόπο από τον Λευκό Οίκο και σε ανακοίνωσή του τονίστηκε ότι ο πρόεδρος Μπους εκφράζει την ευχαρίστησή του σχετικά με τις νέες επιστημονικές ενδείξεις, προσθέτοντας παράλληλα ότι ο ίδιος επιβραβεύει αυτές τις τεχνικές που κινούνται σε ηθικά πλαίσια, χωρίς να προκαλούν καταστροφή της ανθρώπινης ζωής.


Με τη μέθοδο της κλωνοποίησης

Από τη στιγμή που το 1996 γεννήθηκε το πρώτο κλωνοποιημένο πρόβατο, η Ντόλι, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι τα ενήλικα κύτταρα θα μπορούσαν θεωρητικά να μετασχηματιστούν σε εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα. Όμως δεν είχαν ιδέα με ποιον τρόπο θα το επιτύχουν αυτό, εκτός από το να εφαρμόσουν την ίδια μέθοδο κλωνοποίησης η οποία οδήγησε στη γέννηση της Ντόλι. Με τη μέθοδο της κλωνοποίησης, οι επιστήμονες τοποθετούν τα χρωμοσώματα ενός ενήλικου κυττάρου σε ένα γονιμοποιημένο ωάριο, του οποίου όμως το γενετικό υλικό έχει αφαιρεθεί. Το ωάριο, ακολουθώντας μια μυστηριώδη διαδικασία, κάνει στη συνέχεια μόνο του όλη τη δουλειά. Επαναπρογραμματίζει τα χρωμοσώματα του ενήλικου κυττάρου και τα επαναφέρει στην κατάσταση που ήταν αμέσως μετά τη γονιμοποίηση του ωαρίου. Ύστερα από λίγες ημέρες, μια στοίβα από βλαστικά κύτταρα εμφανίζονται στο έμβρυο και κάθε κύτταρο του εμβρύου- συμπεριλαμβανομένων και των βλαστικών του κυττάρων- είναι ένα ακριβές πανομοιότυπο του ενήλικου κυττάρου.


Τα δέντρα δεν κατακρατούν πια το CΟ2

Στην αρχή όλοι πίστευαν ότι θα μας έσωζαν τα δέντρα. Θεωρούσαν ότι τα δάση είχαν την ικανότητα να απορροφούν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και με τον τρόπο αυτό να ισοσκελίζεται το επικίνδυνο αέριο που εκλύεται στην ατμόσφαιρα από κάθε είδους ανθρώπινες δραστηριότητες.
Μάλιστα, σύμφωνα με την επιστημονική επιθεώρηση «Νew Scientist», ήταν διαδεδομένη η πεποίθηση ότι τα τροπικά δάση, τα οποία αποκαλούνταν και «πνεύμονες της Γης», ήταν σε θέση όχι μόνο να απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα αλλά και να αποθηκεύουν αρκετό από αυτό, τόσο στον κορμό τους όσο και στο έδαφος.

Πρόωρη ανάπτυξη. Έρευνες που είχαν αρχίσει να γίνονται ήδη από τη δεκαετία του 1960, έδειχναν ότι τα δέντρα ήταν σε θέση να απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα. Πειράματα που είχαν γίνει μέσα σε ειδικούς θαλάμους αποδείκνυαν ότι τα δέντρα

ΤΑ ΔΕΝΤΡΑ υποφέρουν ήδη από τη συντελούμενη παγκόσμια κλιματική αλλαγή

μπορούσαν να αναπτυχθούν μέχρι και 40% γρηγορότερα από το κανονικό, εφόσον διοχετευόταν στο περιβάλλον τους διοξείδιο του άνθρακα. Φαινόταν δηλαδή ότι το θερμοκηπικό αυτό αέριο βοηθούσε στην πρόωρη ανάπτυξη των δέντρων.

Λίγες δεκαετίες αργότερα, το 1995, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου στη Βρετανία, υποστήριξαν ότι τα τροπικά δάση του Αμαζονίου είναι σε θέση να απορροφούν επίσης το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Οι συγκεκριμένοι επιστήμονες, για τις ανάγκες της έρευνάς τους, είχαν επικεντρώσει την προσοχή τους σε μια έκταση ενός τετραγωνικού χιλιομέτρου στα δάση του Αμαζονίου.

Όπως ανέφεραν, είχαν παρατηρήσει ότι ο αέρας έμοιαζε να χάνει το διοξείδιο του άνθρακα όταν βρισκόταν πάνω από το δάσος. Είχαν μάλιστα υπολογίσει ότι η έκταση που μελετούσαν μπορούσε να κατακρατεί μέχρι και 100 τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως, ποσό ιδιαίτερα μεγάλο δηλαδή αν αναλογιστεί κανείς ότι η συνολική έκταση των δασών του Αμαζονίου είναι 6 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα.

Κλιματική αλλαγή. Ωστόσο, η εικόνα που είχαν αποκομίσει μέχρι πρόσφατα οι επιστήμονες από τις «επιδόσεις» των δέντρων, άρχισε να αλλάζει μορφή όταν ορισμένες έρευνες, ανάμεσα στις οποίες και μια από το Ινστιτούτο Τροπικών Ερευνών Smithsonian των ΗΠΑ, έδειξαν ότι τα δάση στις τροπικές περιοχές του πλανήτη μας αναπτύσσονταν με πιο αργούς ρυθμούς από το κανονικό. Και το γεγονός αυτό σημαίνει σύμφωνα με τη Ρέιτσελ Γουόρεν, κλιματολόγο στο Πανεπιστήμιο της Ανατολικής Αγγλίας, ότι τα δέντρα υποφέρουν ήδη από τη συντελούμενη παγκόσμια κλιματική αλλαγή.

Αντιστάθμιση. Στο ίδιο συμπέρασμα κατέληξαν από την άλλη πλευρά Ελβετοί επιστήμονες που υποστηρίζουν ότι τα δέντρα δεν φαίνεται να αυξάνονται γρηγορότερα όταν τους προσφέρεται επιπλέον ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα.

Η μελέτη τους έρχεται να ανατρέψει τη διαδεδομένη πεποίθηση πως η ανάπτυξη των δέντρων θα μπορούσε να αντισταθμίσει τις αυξανόμενες συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα. Η μελέτη ενός μεγάλου κομματιού γης από φυλλοβόλα δέντρα σε δάσος κοντά στη Βασιλεία της Ελβετίας, που είχε ψεκαστεί για χρόνια με υπερβολικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, έδειξε ότι τα δέντρα δεν είχαν παρουσιάσει καμία τέτοια αύξηση στην ανάπτυξή τους. «Μερικοί επιστήμονες και πολιτικοί προσκολλώνται στην ιδέα ότι το- πλούσιο σε διοξείδιο του άνθρακα- μέλλον μας, θα ευνοήσει το πρασίνισμα της Γης μας! Έφτασε ο καιρός να απογοητευθούν», αναφέρει ο Κρίστιαν Κόρνερ, ένας οικολόγος στο Πανεπιστήμιο της Βασιλείας και επικεφαλής της μελέτης.

Προσομοίωση του μέλλοντος. Οι επιστήμονες προσπάθησαν να δημιουργήσουν σήμερα τις κλιματικές συνθήκες του αύριο. Έφτιαξαν με τεχνητό τρόπο συνθήκες διαρκώς κορεσμένες σε διοξείδιο του άνθρακα, σε ένα κομμάτι γης έκτασης 500 τετραγωνικών μέτρων. Αυτό το πέτυχαν με τον ψεκασμό καθαρού διοξειδίου του άνθρακα στο κορυφαίο φύλλωμα μιας σειράς από αναπτυσσόμενα φυλλοβόλα δέντρα.

Κάθε ημέρα κατά τη διάρκεια της εξάμηνης ετήσιας εποχής αύξησής τους, οι επιστήμονες, πέρα από τα βιομηχανικά απόβλητα, ψέκαζαν επιπλέον δύο τόνους διοξειδίου του άνθρακα στην κορυφή του φυλλώματος. Δημιουργήθηκε έτσι εικονική ατμόσφαιρα που περιείχε περίπου 530 ppm (μέρη στο εκατομμύριο) διοξειδίου του άνθρακα, κατά προσέγγιση μιάμιση φορά περισσότερο από ό,τι υπάρχει σήμερα.

Όμως, έπειτα από τέσσερα χρόνια ερευνών, οι επιστήμονες δεν βρήκαν κανένα σημάδι ενίσχυσης της αύξησης της βιομάζας των μίσχων ή των φύλλων. Τα δέντρα είχαν απλά απορροφήσει τον πρόσθετο άνθρακα μέσω του σώματός τους, επαναπελευθερώνοντάς το γρήγορα μέσω της ρίζας και της κυτταρικής αναπνοής των μικροοργανισμών του εδάφους. Δεν παρατηρήθηκε κανένα αποτέλεσμα στην ανάπτυξη και τη φωτοσυνθετική διαδικασία των φυτών.


Ζεσταίνονται και εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα

ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ, οι αυξανόμενες θερμοκρασίες θα μπορούσαν να αναγκάσουν τα τροπικά δάση να απελευθερώσουν ασυνήθιστα μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και με αυτόν τον τρόπο να επιδεινώσουν τα αποτελέσματα της παγκόσμιας ανόδου της θερμοκρασίας.

Η Ντέμπορα Κλαρκ του Πανεπιστημίου του Μισούρι και οι συνάδελφοί της, μέτρησαν την ετήσια ανάπτυξη έξι ειδών δέντρων σε ένα τροπικό δάσος παλιάς βλάστησης στην περιοχή La Selva της Κόστα Ρίκα, μεταξύ 1984 και 2000. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης στοιχεία από τους παγκόσμιους σταθμούς καταγραφής του κλίματος για να υπολογίσουν τις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα από τα τροπικά εδάφη κατά τη διάρκεια του ίδιου χρονικού διαστήματος. Και η ανάπτυξη των δέντρων και η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα που ανταλλάσσεται μεταξύ τους μεταβλήθηκαν αρκετά στα 16 αυτά χρόνια και μάλιστα και τα δύο φαινόμενα συσχετίστηκαν με τη θερμοκρασία.

Επιπλέον, κατά τη διάρκεια των θερμότερων ετών- ιδιαίτερα στην περίοδο 1997-1998 που κατέρριψε όλα τα προηγούμενα ρεκόρ υψηλών θερμοκρασιών εξαιτίας του φαινομένου του Ελ Νίνιοτα δέντρα των τροπικών δασών γνώρισαν τη μικρότερη ανάπτυξη και απέβαλαν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα, όπως αναφέρει η έκθεση των επιστημόνων.


Αποθήκες άνθρακα τα δέντρα, αλλά…

Οι επιστήμονες υπολογίζουν ότι σήμερα τα τροπικά δάση καλύπτουν το 6% του πλανήτη, μόλις τη μισή έκταση απ΄ ό,τι παλιότερα. Η Ένωση για την Τροπική Βιολογία και τη Διατήρηση των Δασών υπολογίζει ότι κάθε χρόνο εξαφανίζεται το 1,2% των τροπικών δασών που έχουν απομείνει. Τα δάση παραμένουν απαραίτητα και πολύτιμα συστατικά στην ατμοσφαιρική διαδικασία. Ακόμα και τα μικρά παιδιά ξέρουν ότι τα δέντρα λειτουργούν ως «αποθήκες» άνθρακα, κατακρατώντας διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνοντας οξυγόνο. Μερικές έρευνες όμως δείχνουν ότι τα δάση δεν μπορούν να απορροφήσουν άνθρακα όσο αυξάνεται το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα (ένα από τα αέρια που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου) και μάλιστα μπορεί να απελευθερώνουν ακόμα περισσότερο διοξείδιο. Χαρτογραφώντας και παρακολουθώντας την εξέλιξη των δέντρων σε πολλές ηπείρους για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι επιστήμονες βλέπουν ξεκάθαρα πώς επηρεάζουν τα δάση οι ατμοσφαιρικές αλλαγές και πώς εκείνοι πρέπει να τα προστατέψουν.