– Próbuję zrozumieć tajemnicę naszego życia. Skąd się bierze? Jak to się dzieje, że jedna komórka może stworzyć tysiąc innych komórek? Skąd te komórki wiedzą, kiedy i jak mają się różnicować? Dlaczego pani wygląda inaczej niż ja? Rozszyfrowuję dialog między genami a cytoplazmą i szukam odpowiedzi na pytanie o początki naszego życia. Badania mojej grupy naukowej pomogą zrozumieć, dlaczego na wczesnych etapach rozwoju zdarza się tak wiele poronień. W przyszłości te odkrycia mogą pomóc w zapobieganiu anomaliom rozwojowym – mówi prof. Magdalena Żernicka-Goetz, embriolog z Uniwersytetu Cambridge, stypendystka START z 1994 roku.

Karolina Duszczyk: Jakie tajemnice udało się Pani wydrzeć naturze?

Był rok 1995, przybyłam do Cambridge po doktoracie i dokonałam wspólnie z innymi badaczami ważnej obserwacji. Badałam wtedy plastyczność naszych zarodków i zupełnie przez przypadek odkryłam, że komórki zarodka zaczynają się różnicować już w stadium czterokomórkowym, to jest przed zagnieżdżeniem się zarodka w macicy. Czyli dużo wcześniej, niż się spodziewaliśmy i niż opisywano w naukowych podręcznikach. Długo nie byłam w stanie w to uwierzyć i przez kilka lat potwierdzałam wyniki naszych badań. Było nam też ciężko przekonać środowisko naukowe, że naprawdę tak się dzieje.

Nasze przypadkowe odkrycie podważyło dogmaty embriologii. Otworzyło nam oczy nie tylko na to, że zarodek zaczyna podejmować poważne decyzje w swoim życiu dzień wcześniej niż dotąd sądzono i dzieje się to stopniowo. Inny okazał się również mechanizm tego „podejmowania decyzji”. Dawniej sądzono, że to środowisko wpływa na losy komórek zarodka. Natomiast my ustaliliśmy, że istnieje naturalny mechanizm różnicowania się komórek. I już w czterokomórkowym zarodku różne geny zaczynają ulegać ekspresji. A sposób, w jaki „wyrażają się” geny, czyli tzw. ekspresja genów warunkuje, czym każda komórka się stanie. Nie jest to jeszcze różnica determinująca nasze losy rozwojowe. Komórki zachowują w dalszym ciągu niesłychaną plastyczność i każda z nich może jeszcze ukształtować się na swój sposób. Charakter takiej komórki można porównać do charakteru dziecka – już zaczyna ono podejmować pierwsze własne decyzje, ale można je jeszcze kształtować. To odkrycie było bardzo ważne. Potem szukałam mechanizmu, jaki się za nim kryje – już w ramach mojej grupy naukowej. Badania wykonywaliśmy na zarodkach mysich.

W Polsce uwierzono w Panią, zanim jeszcze dokonała Pani pierwszego odkrycia. Jakie znaczenie miało dla Pani stypendium START?

 To była moja pierwsza ważna nagroda i naukowe docenienie. Dzięki temu stypendium złapałam  wiatr w żagle. Byłam wtedy bardzo młodym pracownikiem naukowym,  jeszcze nie miałam dzieci i nauka, jaką „robiliśmy”, niesłychanie, stuprocentowo wprost mnie pochłaniała. Zastanawiałam się, czy kiedykolwiek będę miała szansę na osobiste pasje, na kino, teatr, malarstwo, czy też będę musiała zrezygnować z nich na rzecz pasji naukowej. I właśnie wtedy, kiedy stałam przed decyzją: czy zostać przy nauce i zainwestować w nią całe swoje życie, czy też nie, dostałam stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Zostałam obiektywnie doceniona, a przecież zazwyczaj krytykujemy samych siebie. I bardziej, niż na sukcesach, koncentrujemy się na tych rzeczach, których nie umiemy zrobić albo zrobienie ich przyzwoicie zabiera nam bardzo dużo czasu. Nagroda dała mi wiarę w siebie. Dzięki niej postanowiłam, że poświęcę swoje życie pracy naukowej. Jeżeli chce się coś robić z powołaniem, z jakim ja w życiu działam, nie można mieć więcej niż dwie pasje. Mówiąc inaczej – uważam, że można mieć dwa pełne życia, ale już nie trzy. Nauce mogłabym oddać całą siebie, ale ja świadomie dzielę ją z bardzo intensywnym życiem rodzinnym. I to uważam za swoje największe życiowe osiągnięcie – że udało mi się to pogodzić i utrzymać obydwa moje „życia” na tak wysokim poziomie zaangażowania. Mam 16-letnią córkę i 11-letniego syna i całe moje życie prywatne jest praktycznie poświęcone im i mężowi, który również jest naukowcem, tylko w innej dziedzinie. To wszystko nie jest łatwe, bo nie możemy liczyć na codzienną pomoc mojej mamy, mieszkającej przecież w Polsce. Dlatego musiałam zarzucić wszystkie inne pasje. Kiedyś lubiłam malować abstrakcyjne kolorowe obrazy. Mamy je w domu. Jestem dyslektykiem i najłatwiej mi było wówczas wyrażać moje emocje w barwach i w kształtach. Obecnie maluję razem z synem. Szymon jest niesłychanie uzdolniony artystycznie, ma niezwykłą wyobraźnię. Córka poza szkołą jest aktorką. Na co dzień nieśmiała, na scenie przeobraża się w pewną siebie i ekspresyjną osobę.

Badania, jakie Pani prowadzi, mogą mieć bezpośredni wpływ na życie wielu ludzi. Czy dzięki nim mniej kobiet doświadczy poronienia? Czy wyniki tych badań mogą pomóc osobom czekającym na przeszczep lub na terapię komórkami macierzystymi?

 Istnieje związek między moimi badaniami a praktyką medycyny translacyjnej, ale ja bezpośrednio nie leczę osób chorych. Natomiast zajmuje się tym, jak komórki się różnicują w różne typy komórek. Poznaję mechanizmy rozwoju zarodków. I to nie tylko te prawidłowe. Mniej więcej 30 procent ciąż ulega poronieniu we wczesnym rozwoju życia. Jest to naturalny mechanizm zapobiegający rozwojowi niewłaściwych zarodków. Nasze badania przyczyniają się do zrozumienia, dlaczego takich poronień jest tak dużo, inaczej mówiąc – dlaczego pojawia się tyle anomalii rozwojowych i jak można im zapobiegać.

W mojej pracy próbuję zrozumieć tajemnicę naszego życia. Skąd się bierze? Rozszyfrowuję dialog między genami a cytoplazmą i szukam odpowiedzi na pytanie o początki życia. Jak to się dzieje, że jedna komórka może stworzyć tysiąc innych komórek? Skąd te komórki wiedzą, kiedy i jak mają się różnicować? Dlaczego pani wygląda inaczej niż ja?

Pytania, jakie Pani sobie zadaje jako naukowiec, miały ogromny wpływ na Pani życie osobiste. Dzięki analitycznemu spojrzeniu na wyniki badań prenatalnych urodziła Pani zdrowego, zdolnego syna…

Z badań prenatalnych, jakie przeszłam 11 lat temu wynikało, że prawie jedna trzecia komórek pobranych z łożyska ma silną wadę rozwojową. Łożysko powstaje z komórki jajowej, nie jest ono pochodzenia matczynego, pochodzi od dziecka. Wadą komórek łożyska była trisomia, ale nie chromosomu 21 (czyli zespół Downa, z którym dziecko może żyć), tylko drugiego z największych chromosomów, jakie posiadamy. Jeśli ta aberracja chromosomowa byłaby nie tylko w komórkach łożyska, ale też i dziecka, dziecko nie byłoby zdolne do normalnego życia albo do życia w ogóle. Wynik tego badania zainspirował mnie do obrania nowej ścieżki badawczej. Chciałam w moim własnym zespole odpowiedzieć na pytanie, do jakiego stopnia taki wynik badań pozwala na oszacowanie stanu dziecka. Z punktu widzenia nauki nie jest tak bardzo istotna moja decyzja życiowa, bo oczywiście postanowiłam urodzić Szymona i Szymon jest normalnym chłopcem. Ważne jest tylko to, że sytuacja ta sprowokowała mnie do zmiany mojej drogi naukowej i stworzenia nowego modelu badawczego.

Jak to możliwe, że uszkodzone komórki istniały w łożysku, a nie w organizmie dziecka?

Zarodek na początku jego rozwoju można sobie wyobrazić jako piłkę. Niektóre piłki maja tylko białe płaty. Inne piłki mają czarne i białe płaty. Czarne – to komórki nieprawidłowe, zaś białe – normalne. W tym momencie ten zarodek nie ma jeszcze łożyska, ono dopiero powstanie. Odkryliśmy, że zdrowe komórki wygrywają współzawodnictwo z tymi nieprawidłowymi i że to one tworzą tkanki dziecka, a komórki nienormalne wchodzą w skład łożyska. Stwierdziliśmy to w badaniach prowadzonych na myszach. I prawdopodobnie tak dzieje się też w zarodkach ludzkich, bo wczesny rozwój zarodków mysich i ludzkich jest bardzo podobny. Co więcej, odkryliśmy, jak to się dzieje, że wadliwe komórki będą budować łożysko, natomiast nie będą budować dziecka. Otóż mechanizm jest taki: jeśli komórki nieprawidłowe znajdą się w tej części zarodka, która tworzy dziecko, wówczas umierają. Nie wiemy, czy one zabijają się same, czy też zostają zabijane przez inne komórki. Jeszcze w tej chwili pracujemy nad tym odkryciem. Oczywiście nie znaczy to, że wszystkie nienormalności są eliminowane, niestety. Mam wielką nadzieję, że uda się nam to odkryć w przyszłości.

Prowadziła Pani pierwszą na świecie obserwację naukową rozwoju zarodka ludzkiego w laboratorium. Skoro praca z zarodkami ludzkimi budzi kontrowersje, dlaczego należy to robić?

Musimy odnieść naszą wiedzę do rozwoju człowieka w przypadku, kiedy jest to wiedza medycznie ważna. W Anglii możemy badać zarodki do 14. dnia ich życia. Ale na zarodkach ludzkich nie dokonuje się odkryć naukowych. Zarodków ludzkich nie wolno tworzyć na potrzeby badań. Możemy obserwować te zarodki, które przekazują nam pacjenci klinik sztucznego zapłodnienia. Są to dodatkowe, często nieprawidłowe zarodki, których lekarze nie mogli umieścić w ciele matki. Zamiast je niszczyć, rodzice postanawiają poświęcić je nauce.

Niewiele ponad 1 procent mojej pracy jest poświęcone zarodkom ludzkim, 99 proc. polega na czymś innym. Zarodki ludzkie niezwykle rzadko są przekazywane na badania naukowe i niesłychanie ciężko się nad nimi pracuje. Najważniejszych odkryć naukowych moja grupa dokonała, pracując na zarodkach mysich. Komórki macierzyste to wygodne modele doświadczalne, które można modulować. Możemy poszczególne geny wyciszać albo wzmacniać ich działanie. To niedopuszczalne w przypadku zarodków ludzkich.

Podczas obserwacji zarodków ludzkich możemy potwierdzać nasze odkrycia czy też dorobek całej dziedziny nauki, którą ja się zajmuję. Dawniej mogliśmy hodować zarodki tylko do fazy blastocysty, czyli zanim zagnieżdżą się w ciele matki. Wiedzieliśmy zatem, że większość nieprawidłowych komórek jest eliminowana przed implantacją zarodka. Przez ostatnie 3 lata opracowaliśmy taką technologię, która pozwala na obserwację starszych zarodków. Będziemy próbowali jej użyć, żeby zobaczyć do jakiego stopnia „złe” komórki będą nadal eliminowane w momencie, gdy dziecko zaczyna się tworzyć.

Czy opracowana przez Pani zespół technologia hodowli zarodka jest chroniona patentem?

Każdy może z niej korzystać. Podobnie jak większość moich przyjaciół naukowców nie chcę nikomu ograniczać dostępu do moich ważnych odkryć. Przeciwnie – próbujemy je opublikować, żeby podzielić się wiedzą z innymi badaczami i ze społeczeństwem, które korzysta z tych technologii w sposób pośredni. Patenty, które mam w swoim dorobku, są raczej pomysłem Uniwersytetu w Cambridge i wiążą się ze sprawami technologicznymi.

Jaką jest Pani kierowniczką zespołu, nauczycielką akademicką?

Kieruję około 20-osobową grupą badawczą, w ramach moich obowiązków muszę występować o pieniądze, o granty na badania. Dodatkowo na Uniwersytecie w Cambridge każdy z nas – zarówno noblista, uznany profesor, jak i naukowiec na każdym szczeblu kariery – wszyscy uczymy studentów, ponieważ jest to najbardziej elitarny uniwersytet w Anglii i jeden z najbardziej elitarnych uniwersytetów na świecie. Niektórzy z moich studentów powiedzą, że jestem wymagająca. Wydaje mi się, że można mnie określić jako wymagającego szefa. A ja staram się wydobyć z każdego to, co najlepsze. Daję szansę, nie przyjmuję do mojego zespołu wyłącznie najlepszych młodych naukowców. Mój gabinet jest otwarty, każdy pracownik może do mnie przyjść i podzielić się spostrzeżeniami i wątpliwościami. Od 10 lat mam w swojej grupie jedną osobę z Polski, którą cenię i z która zrobiłam wiele ważnych badań. Często przyjmuję polskich naukowców na krótszy okres. Jestem z moimi pracownikami bardzo blisko i kocham ich jak swoje dzieci, co nie znaczy że się z nimi przyjaźnię. Muszę utrzymywać dystans, inaczej jak miałabym spojrzeć na ich wyniki obiektywnie?

Rozmawiała Karolina Duszczyk

Na zdjęciu prof. Magdalena Żernicka-Goetz, laureatka START w 1994 r., biologia. Fot. archiwum prywatne

Dołącz do naszej akcji!

Wesprzyj stypendystów programu START i pomóż nam sfinansować ich stypendia tutaj

#JestemStartowcem

 

 

Wyrażam zgodę na otrzymywanie materiałów informacyjnych dotyczących oferty programowej oraz działań podejmowanych w celu pozyskania środków na działalność statutową przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, na podany w trakcie rejestracji adres e-mail. Administratorem danych osobowych zawartych w niniejszym formularzu jest Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, z siedziba w Warszawie 02-611, ul. Ignacego Krasickiego 20/22. Jednocześnie przyjmuję do wiadomości, że w stosunku do danych osobowych przekazanych FNP przysługują mi prawa wskazane w art. 32 ustawy z dn. 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2016 r. poz. 922 z późniejszymi zmianami), w szczególności prawo dostępu do danych, ich poprawiania oraz żądania zaprzestania ich przetwarzania. Wyrażenie zgody na podanie danych osobowych jest dobrowolne. Oraz: Wyrażam zgodę na przetwarzanie podanego przeze mnie adresu e-mail przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej z siedzibą w Warszawie przy ul. Krasickiego 20/22 w celu otrzymywania newslettera Fundacji. Przyjmuję do wiadomości, że zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2014 r. poz. 1182 ze zm.) mam prawo do dostępu do podanego przeze mnie adresu oraz jego poprawiania. Podanie adresu e-mail jest dobrowolne.

FreshMail.pl
 

Wyrażam zgodę na otrzymywanie materiałów informacyjnych dotyczących oferty programowej oraz działań podejmowanych w celu pozyskania środków na działalność statutową przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, na podany w trakcie rejestracji adres e-mail. Administratorem danych osobowych zawartych w niniejszym formularzu jest Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, z siedziba w Warszawie 02-611, ul. Ignacego Krasickiego 20/22. Jednocześnie przyjmuję do wiadomości, że w stosunku do danych osobowych przekazanych FNP przysługują mi prawa wskazane w art. 32 ustawy z dn. 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2016 r. poz. 922 z późniejszymi zmianami), w szczególności prawo dostępu do danych, ich poprawiania oraz żądania zaprzestania ich przetwarzania. Wyrażenie zgody na podanie danych osobowych jest dobrowolne. Oraz: Wyrażam zgodę na przetwarzanie podanego przeze mnie adresu e-mail przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej z siedzibą w Warszawie przy ul. Krasickiego 20/22 w celu otrzymywania newslettera Fundacji. Przyjmuję do wiadomości, że zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2014 r. poz. 1182 ze zm.) mam prawo do dostępu do podanego przeze mnie adresu oraz jego poprawiania. Podanie adresu e-mail jest dobrowolne.

FreshMail.pl