Biotehnologiile - în favoarea sau în defavoarea omului?

Ştiinţa înregistrează astăzi un progres fără precedent. Dezideratul dezvoltării economice presează cea mai mare parte din centrele de cercetare din întreaga lume să abordeze teme de lucru cu aplicaţii în industriile militare sau în cele cu desfacere pe scară largă. Cercetarea la zi presupune dezvoltarea tehnologiilor care să aibă relevanţă în cele mai diverse compartimente ale vieţii umane. Ramuri precum industria farmaceutică, a combustibililor alternativi sau cea a biotehnologiilor au înregistrat, în ultimele decenii, dezvoltări cu totul spectaculoase. Cea mai mare parte a datelor şi rezultatelor obţinute în cercetarea diverselor aspecte ale lumii înconjurătoare, de la structura materialelor până la codul genetic uman, au fost introduse cu repeziciune în industrie, în domenii precum cele menţionate deja, determinând, dacă nu modificări substanţiale la nivelul produselor sau serviciilor, cel puţin ample studii de implementare a noilor tehnologii.

Capacitatea omului de a opera cu şi în interiorul celulelor vii reprezintă, cu siguranţă, una dintre cele mai des utilizate tehnologii în câmpul ştiinţelor medicale.

O celulă vie din corpul uman are dimensiuni de ordinul unei miimi de milimetru şi cântăreşte mai puţin de o milionime de gram. Cu toate aceste dimensiuni insignifiante, celula ar putea descuraja pe orice temerar doritor să descrie complet funcţionarea ei, chiar şi numai pentru durata unei singure zile. Dacă ne apropiem de această mică şi insignifiantă celulă, cu instrumente suficient de puternice, vom descoperi că, de fapt, ea este capabilă de o activitate extrem de bogată. La această rezoluţie, vom putea vedea faptul că reţelele moleculare ce o alcătuiesc fac din celula invizibilă cu ochiul liber un agregat mai complex decât un întreg combinat industrial! Pe parcursul unei singure ore, la nivelul lanţurilor macromoleculelor ei, au loc milioane de procese bioelectrochimice care o ţin în viaţă.

Tehnologiile contemporane au putut pătrunde în interiorul acestor procese rafinate de la nivel celular. Numeroasele cercetări din ultimele decenii au evidenţiat lanţuri întregi de reacţii complexe ce asigură viaţa celulară. Observaţii şi experimente complexe au arătat de asemenea şi o parte din cauzele ce determină moartea sau disfuncţionalitatea celulelor sau ţesuturilor celulare din anumite organe, oferind sugestii importante despre posibile tratamente pentru game largi de afecţiuni. Cea mai mare parte dintre aceste rezultate de laborator au ajuns în stadiul de cercetare pentru implementarea pe scară largă, la nivelul industrial.

Culturi de celule neuronale şi neuroprocesoare

Un astfel de rezultat ce priveşte mecanisme celulare utilizate în industrie îl reprezintă bio-procesoarele. Potrivit unor rezultate recente, s-a observat faptul că în anumite condiţii, utilizând anumiţi electrozi, este posibilă cultivarea şi conexarea neuronilor umani, în afara creierului, în medii arficiale, compuse din suporturi asemănătoare microprocesoarelor. Amplasate în anumite medii speciale, ce permit celulelor neuronale băi de aer şi acces la substanţe nutritive, neuronii pot fi fixaţi în biocipuri, componente mixte ce au, deci, în structura lor celule vii şi componente utilizate în softul artificial. Dacă caracteristicile mediului de depozitare al bio-cipurilor este păstrat cu atenţie, aceste complexe de neuroni pot supravieţui mult timp.

Cercetătorii au observat şi faptul că amplasarea unor electrozi cu caracteristici precis definite în culturi de celule neuronale determină ca grupurile de neuronii să se structureze în jurul electrozilor. Mai mulţi electrozi amplasaţi în mediile de cultură a celulelor neuronale structurează un anumit grup de neuroni stimulând celulele neuronale la conexiuni.

Evident, controlul unei astfel de biotehnologii ar putea avea multiple aplicaţii în tratamentele neurologice. Una dintre aplicaţiile culturilor de celule neuronale în biocipuri ar putea fi, spre exemplu, cel al afecţiunile care distrug porţiuni din ţesutul nervos. Biocipul, construit într-un mod controlat, pentru a reproduce un anumit tip de conexiune, ar putea fi implantat în zona corticală unde ţesutul neuronal a fost lezat sau distrus, preluând o parte din operaţiile afectate.

Chirurgia moleculară cu nanoparticule

O altă direcţie de cercetare o reprezintă utilizarea tehnologiilor de manipulare moleculară în domeniul medicinii. Cercetări recente au arătat faptul că, prin intermediul unui câmp de microunde extrem de slab, particulele de dimensiuni nanometrice pot dizolva proteinele anormale care determină boala Alzheimer, precum şi cele asociate altor boli degenerative.

Prin procedee fizico-chimice, unele particule de dimensiuni nanometrice (o milionime dintr-un metru) pot fi determinate să reţină şi să transporte anumiţi produşi biochimici. În cadrul unui experiment efectuat în Spania, aceste nanoparticule au fost folosite drept „cărăuşi“, pentru eliminarea unor compuşi toxici fixaţi în celulele ţesutului nervos.

Mai întâi, nanoparticulelor li s-au ataşat anumite proteine-agent, capabile să identifice compuşii bolnavi ce sunt fixaţi în lungul traseelor nervoase din unele regiuni ale creierului afectat. O dată injectate în zonele bolnave, nanoparticulele, având în „tolbă“ substanţele de identificare, traversează membrana celulelor fără să producă leziuni semnificative. În interior, timp de o săptămână, ele identifică şi se „înmănunchiază“ cu proteinele bolnave din ţesut, fixându-se pe depozitul existent. Iradiate apoi, timp de câteva ore, cu un câmp slab de microunde (de şase ori mai slab decât cel al telefoanelor mobile), proteinele-agent se încălzesc, fapt ce determină tocmai dizolvarea proteinelor bolnave, ce erau fixate în ţesut.

Dizolvarea produşilor toxici nu este determinată de radiaţia în microunde. (Dimpotrivă, experimental s-a putut determina faptul că microundele accelerează rata de creştere a depunerilor bolnave.) Dar nici proteinele-agent nu pot dizolva singure compuşii acumulaţi în creierul afectat. Doar încălzirea proteinelor-agent, prin intermediul radiaţiilor în microunde, determină distrugerea proteinelor bolnave din ţesuturi.

Tehnica medicală ce foloseşte nanoparticule pentru tratament a fost numită, pe deplin justificat am putea spune, „chirurgie moleculară“, întrucât agentul manipulat, prin intermediul căruia este îndepărtată partea bolnavă din ţesut, este de dimensiuni comparabile cu un grup de molecule. Procedeul poate fi aplicat în numeroase alte afecţiuni.

Construcţii minuscule de ţesuturi cu celule vii

Injectarea cu ajutorul câmpurilor electrive este recunoscută drept una dintre cele mai performante, în materie de precizie. Aceasta este folosită din ce în ce mai mult în electronică şi medicină. Prin intermediul acestei metode, se pot crea volume foarte mici de lichid, ce pot fi plasate cu mare precizie pe anumite suprafeţe.

Folosind acest procedeu tehnologic (utilizat şi de imprimantele cu cerneală obişnuite), o echipă de biofizicieni din Marea Britanie a reuşit, de curând, pentru prima dată să creeze „jeturi de celule vii“.

Tehnologia a fost utilizată cu succes în crearea de modele (patern-uri) de celule vii, în două şi trei dimensiuni. Metoda utilizată până acum folosea un ac iar dimensiunile şi precizia formelor injectate erau date de dimensiunile acului (cel mai fin posibil fiind de 100 de microni). Cercetătorii au procedat la inserarea unei soluţii conţinând celulele, utilizând, ca şi până acum, un ac. Noutatea (metoda jetului electrohidrodinamic) constă însă în faptul că, după injectare, lichidul ce părăseşte acul de inox, pătrunde într-un câmp electric extern. Acesta transformă lichidul într-un jet în suspensie, care devine instabil şi se dispersează într-un număr imens de puncte. Prin intermediul câmpurilor electrice, acestea pot fi controlate şi ordonate în jeturi mult mai subţiri decât cel iniţial (ajungând până la dimensiuni de câţiva microni).

Nu se cunoştea cu precizie dacă celulele vii supravieţuiesc în câmpuri electrice de o astfel de intensitate (30 kV), însă experimente actuale arată că celulele vii suportă acest voltaj.

Procedeul are aplicaţii deosebite în medicină, întrucât asigură o precizie extraordinară în arhitectura şi reconstrucţia organelor corpului, cum ar fi oasele sau piesele anatomice din articulaţii, până la dimensiuni de ordinul nanometrilor şi micronilor.

Biotehnologiile şi greşelile trecutului

Rezultatele prezentate aici sunt doar câteva dintre multele procedee pe care tehnologia contemporană le face posibile. Ele anunţă o industrie a viitorului plină de potenţial, care va aborda structurile ultime ale viului şi ale materiei. Aşa cum am încercat să arătam prin aceste câteva exemple, aceste noi tehnologii sunt încurajatoare pentru multe din problemele actuale ale omului. Însă utilizarea lor este o sarcină deloc lipsită de riscuri.

Astăzi se fac tot mai mult auzite semnale privind creşterea suprafeţei deşertificate, poluarea oceanelor, despădurirea masivă, încălzirea globală sau apropiata epuizare e resurselor minerale ale planetei. Aceste semnale ne arată însă faptul că resursele naturale ale Planetei, descoperite în urmă cu un secol nu au adus doar prosperitatea visată. Exploatarea zăcămintelor de petrol, implementarea potenţialului industrial la scară largă pe seama rezervelor de piatră, lemn, metale sau apă ale planetei, au lăsat urme vizibile în întreg ecosistemul planetar. Omul a cheltuit fără măsură aceste resurse, afectând pe termen lung habitatul de viaţă al tuturor speciilor şi ameninţând chiar calitatea vieţii următoarelor generaţii de oameni.

Noile biotehnologii pătrund foarte adânc în mecanismele intime al materiei şi ale vieţii, în procesele lor cele mai rafinate şi mai sensibile. Fără luciditate, angajaţi doar într-o imediată competiţie economică, ne va fi greu să discernem unde să ne oprim în exploatarea lor. Fără o responsabilitate asumată urgent, este posibil ca exploatarea potenţialului acestor tehnologii să ducă la consecinţe cu mult mai greu de reparat în viitor decât prezentele efecte ale greşelilor trecutului pe care le-am menţionat.

Ştiinţa, Etica şi Religia

Asociaţia Americană pentru Progresul Ştiinţei a desfăşurat, în ultimii 3 ani, un program destinat dialogului între Ştiinţă, Etică şi Religie. În cadrul acestui program la care au participat numeroşi cercetători şi personalităţi ale vieţii religioase, s-a ajuns la concluzia că dialogul dintre teologie şi ştiinţă este extrem de necesar, mai ales astăzi, când ştiinţa înzestrează pe om cu puteri multiple. Acest dialog este necesar şi pentru faptul că, în ultimul secol, cu precădere, ştiinţa nu a produs decât rezultate sau date, fără ca acestea să conţină implicit şi etica folosirii lor, un fel de manual al utilizatorului.

Ştiinţa pune la dispoziţie un instrumentar de date şi procedee pe care tehnologiile le pot folosi. Dar cine hotărăşte cum sunt ele folosite? Cine stabileşte ce nu este permis să se facă? În raport cu ce repere se stabilesc aceste limite? Concurenţa militară sau economică sunt criterii mult prea slabe, care şi-au dovedit chiar în istoria recentă ineficacitatea. Poluarea oceanelor este de ajuns să se poată judeca dacă dezvoltarea economică şi exploatarea resurselor au mers într-o direcţie bună pentru toată ecosfera sau doar pentru câteva grupuri de oameni. Participanţii la acest program au subliniat faptul că valorificarea rezultatelor ştiinţei în beneficiul binelui comun nu poate fi realizată decât prin luminarea sensurilor ultime în raport cu care trebuie să se producă ştiinţă sau tehnologie.

Demnitatea lumii şi a omului, sensul dezvoltării tehnologiei şi al progresului în ştiinţă spre cunoaştere, este limpezit doar de viaţa spirituală. În acest sens, dorim să adăugăm faptul că învăţătura ortodoxă dezvăluie extraordinar valoarea lumii şi a raporturilor pe care omul o are cu ea. Destinaţia ultimă a omului nu este să consume resursele Creaţiei, şi nici să i le exploateze. Ci să se ridice prin ea, la ceea ce este dincolo de ea, la semenii lui şi la Dumnezeu Cuvântul prin care s-au făcut toate. O astfel de perspectivă protejează natura, viaţa şi omul, arătând că ele sunt mai mult decât simple şi vremelnice instrumente de uz, într-o grăbită competiţie economică.

▲ Capacităţile regeneratorii ale celulelor stem

Celulele stem sunt celule nediferenţiate, aflate în mari cantităţi în organism în stadiul intrauterin. În primul stadiu de viaţă al omului, oul embrionar nu prezintă organe, ci doar un număr mare de celule stem care se segmentează, înmulţindu-se cu o viteză impresionantă. Acest stadiu de viaţă este urmat de un altul, în care celulele stem se diferenţiază, transformându-se în cele peste 200 de tipuri de celule ce alcătuiesc ţesuturile şi organele corpului omenesc. Această diferenţiere asigură alcătuirea diversă şi complexă a corpului nostru, capabil de funcţii complexe, precum deplasare, manipularea obiectelor, receptarea de stimuli pe diferite canale senzoriale sau digestie. Celulele stem însă, nu dispar cu desăvârşire după perioada diferenţierii, ci sunt prezente, într-o cantitate redusă, la nivelul mai multor organe şi ţesuturi din corp pe toată durata vieţii. Injectarea lor, în anumite zone în care ţesuturile sau organele au suferit leziuni, arată faptul că ele reproduc porţiunile lipsă cu o precizie extraordinară.

Inimi şi dinţi fabricaţi în laborator, din celulele stem

După ce, de mai mult timp, transplantul acestor celule stem a fost folosit în tratamentul unor afecţiuni ale măduvei spinării, de curând, se încearcă utilizarea lor şi în alte tipuri de afecţiuni. O echipă de geneticieni britanici au reuşit să stimuleze o cultură de celule stem recoltate din corpul unui pacient, determinându-le pe acestea să producă o valvă cardiacă. Plecând de la acest succes, echipa intenţionează să încerce obţinerea în laborator a unei inimi întregi. Capacitatea celulelor stem este utilizată, de asemenea, în cercetări privind regenerarea dinţilor, ca posibilă soluţie pentru a reda, chiar şi pacienţilor în vârstă, întreaga dantură!

Utilizarea celulelor stem a determinat intense controverse privind deontologia profesională. Aceasta pentru că, în multe din cazuri, celulele sunt procurate din embrioni umani, ceea ce presupune uciderea unui embrion uman pentru a obţine celulele necesare tratamentului. Oricât de benefică ar fi o astfel de terapie care ar putea reda sănătatea unui om, cât timp ea include uciderea unui prunc, fie el şi în stadiu de blastocit (denumire dată oului în prima perioada de viaţă de 5-7 zile), ea nu poate fi acceptată.

Unele cercetări recente ale unei echipe americane au arătat, însă, faptul că celulele stem pot fi procurate şi altfel, fără distrugerea unui ovul fecundat (ceea ce, teologic vorbind, ar fi echivalent cu uciderea unui om!). Ei au reuşit recoltarea de celule stem din lichidul placentar (amniotic). Chiar dacă proprietăţile şi funcţiilor acestora nu sunt cele aşteptate, există totuşi un semnal încurajator pentru viitor privind posibilitatea utilizării acestora fără distrugerea vieţii umane.