Čovjeka treba postaviti na njegovo pravo mjesto

Otkriće genomske filostratigrafije, molekularni dokaz zrcaljenja evolucije u embriogenezi, otkriće evolucijski najstarijih tumora, datiranje evolucijskog nastanka mozga kralježnjaka i otkriće da se bakterijski biofilmovi ponašaju kao embriji najvažnija su otkrića evolucijskog genetičara Tomislava Domazeta-Loše, s Instituta Ruđer Bošković i Hrvatskoga katoličkog sveučilišta u Zagrebu.

Predvođen njime međunarodni tim znanstvenika prošle je godine otkrio da se bakterijski biofilmovi ponašaju poput embrija, što je novina u odnosu na dosadašnje spoznaje o prvim oblicima života na Zemlji. Rezultati istraživanja objavljeni su u uglednom znanstvenom časopisu Molecular Biology and Evolution. Bio je to povod za ovaj razgovor.

Profesore Domazet-Lošo, vi i vaš tim protekle godine otkrili ste da je razvoj bakterijskih biofilmova usporediv s embriogenezom životinja. Znači li to da su bakterije višestanični organizmi, baš kao i ljudi?

Ako gledamo povijesno, ima dosta filozofskih utjecaja na znanost koji na neki način usporavaju spoznaju i zamagljuju pravu sliku stvari. Ideja progresa jest primjer takva utjecaja, a ona podrazumijeva da se evolucija kreće od jednostavnog prema složenome, odnosno da je prvi oblik života na Zemlji bio jednostavan i jednostaničan. Ali u posljednjih dvadeset godina sve je više znanstvenih istraživanja otkrivalo detalje koji su ukazivali da to ne mora biti tako.

Nego?

Došlo se do spoznaje da tijekom evolucijskog vremena postoje faze usložnjavanja i pojednostavnjivanja, a ne da tijek vremena uvijek linearno donosi sve složenije i složenije oblike. U sklopu toga postavio sam pitanje je li upitna ukorijenjena ideja da je prvi život počeo kao jednostanični organizam nalik današnjim bakterijama.

Snimio Davor ViŠnjiĆ / PIXSELL

I shvatili ste da su bakterije višestanični organizmi?

Uočio sam da jedna stanica izolirana od okoline ne znači ništa, da je ranjiva. Jedna izolirana stanica u vrlo nepristupačnu okolišu, koji je vladao na Zemlji na početku evolucijskog razvoja, gotovo nema nikakve šanse za opstanak. Da bi opstala, takva stanica mora biti u grupi i time stvoriti sebi pogodan okoliš. Tada mi je palo na pamet da bi prvi život zapravo mogao krenuti od grupe stanica koje međusobno komuniciraju i koje nisu izolirani entiteti. Tako je krenulo istraživanje u kojemu smo napravili niz pokusa na bakteriji koja se zove Bacillus subtilis, koja živi u tlu i povremeno u našim crijevima.

Zašto baš na toj bakteriji?

Ona je pogodan organizam zato što stvara takozvane biofilmove. Na biofilmovima smo mogli primijeniti metode evolucijske genetike: genomsku filostratigrafiju i izvedene metode koje sam razvio još 2007, i koje smo originalno iskoristili za istraživanje embrionalnog razvoja životinja.

Što su biofilmovi?

Biofilmovi su zajednice bakterijskih stanica koje rastu na površinama, a za koje smo mi sada pokazali da se na sistemskoj razini ponašaju jako slično embrijima. Kod životinja embriogeneza počinje sa zigotom, odnosno oplođenom jajnom stanicom, koja se zatim dijeli; stanice se diferenciraju, nastaju tkiva, organi i organski sustavi. Slično rade i bakterijski filmovi – rastu, komuniciraju, stvaraju morfološke strukture i imaju podjelu rada. Bakterije komuniciraju ne samo izravnim kontaktom stanica nego i električnim signalima. Cijeli se taj sustav na staničnoj, fiziološkoj i evolucijskoj razini ponaša kao višestanični organizam. Još 2010. otkrili smo da embriji kod biljaka i životinja pokazuju zrcaljenje filogenije u ontogeniji. Drukčije rečeno, embrionalni razvoj ima memoriju o svom evolucijskom putu. Taj isti oblik memorije otkrili smo sada i kod bakterijskih biofilmova.

Ti organizmi pamte ono što je nekada bilo?

Apsolutno. I čovjek kroz svoj razvoj, ontogeniju, priča priču o dubokoj evolucijskoj prošlosti. Jedan je od primjera nastanak škržnih otvora. Svi mi, dok smo bili embrij, imali smo škržne otvore koje imaju i ribe. Ti škržni otvori poslije se tijekom razvoja transformiraju u dijelove glave.

Kako običnom čovjeku objasniti da je bez bakterija život nemoguć? Većina ljudi misli da suživot s bakterijama nije moguć.

Sve ima svoj povijesni tijek i razvoj, tako i pogled na bakterije kao problem. Ta ideja dolazi iz 19. stoljeća i vezana je uz nastanak mikrobiologije. Tada se afirmiraju Koch, Pasteur i drugi, koji su se bavili uzročnicima bolesti u ljudi. Oni otkrivaju da su uzročnici nekih bolesti određene bakterijske vrste i tako se cijela mikrobiologija kao disciplina usredotočuje na patogene bakterije, koje su zapravo samo minoran dio bakterijskog svijeta. Usprkos patogenim bakterijama prava je istina da mi zapravo ne možemo preživjeti bez bakterija. Većina bakterija s kojima se mi svakodnevno susrećemo, odnosno koje žive u nama i na nama, naši su komenzali, naši simbionti. One se nalaze na koži, u plućima, u našem probavilu i pomažu u obavljanju metaboličkih i fizioloških procesa. Ključne su za normalan rast i razvoj organizma i jedan od slojeva našeg imunosnog sustava. Stanica bakterija na našem tijelu ima otprilike isto koliko i naših tjelesnih stanica. U posljednjih desetak godina veliki su napori uloženi da se u široj zajednici shvati značenje i važnost te simbioze s bakterijama. Možemo reći da je čovjek zapravo ekosustav, a taj ekosustav nazivamo holobiont.

Zašto se onda ustrajava na dezinfekciji?

To je vjerojatno posljedica nedostatka znanja o holobiontu. Naravno, postoje situacije kad je dezinfekcija nužna, ali to treba biti iznimka, osobito u općoj populaciji. Kao što rekoh, mi smo ekosustav koji čine ljudi, bakterije, virusi i drugi mikroorgazmi. Ako se naruši ekoustav koji funkcionira dobro, može doći do razvoja bolesti kroz selekciju opasnih patogena. Takvim procesima upravljaju evolucijske sile te ih je potrebno uzeti u obzir u biomedicini.

Čovjekovo preživljavanje i zdravlje ovise o balansu dobrih i loših bakterija?

Apsolutno. Ravnoteža između zdravlja i bolesti izravno je ovisna o bakterijama na nama. Naš imunosni sustav nije nastao da bi se isključivo borio protiv patogena, nego i da bi kontrolirao bakterije s kojima smo u simbiozi. Možemo živjeti jedino u komunikacijskoj ravnoteži sa živim svijetom oko sebe, i što bolje održavamo tu ravnotežu, to će nam biti bolje. Nikad nećemo u potpunosti eliminirati bolesti – to je jednostavno evolucijska zakonitost. Kad se oslobodimo jednih bolesti, doći će nove. U tom smislu ne možemo očekivati da će neki lijek ili cjepivo, ma koliko dobri bili, biti primjenjivi na cijelu populaciju s istim rezultatom.

Zašto je to nemoguće?

To je nemoguće jer su sve populacije u biologiji, a osobito mikrobne, genetički varijabilne. Nitko nije genetički isti, uvijek postoji varijabilnost. Nuspojave medicinskih postupaka odraz su te činjenice. S druge strane, biološki sustavi preživljavaju upravo zbog postojanja te genetičke varijabilnosti. Tu je izvor njihove robusnosti, odnosno ta je varijabilnost gorivo evolucije. I u medicini postoji nešto što se zove personalizirana medicina, koja je nažalost u posljednje vrijeme zaboravljena. Njezin je smisao pristupiti čovjeku pojedinačno i promotriti njegov genom, transkriptom, epigenom, metabolom, imunosni sustav i psiho-socijalni ustroj i na osnovi te ukupnosti donijeti specifično i za njega najbolje rješenje.

S obzirom na genetičke spoznaje što bi bila eugenika?

Eugeničke ideje pretpostavljaju da a priori znaju što je „dobro“ u genomu, odnosno što je „loše“. Konačni cilj eugeničkog nastojanja jest stvoriti nekog „savršenog“ čovjeka, kojeg bi onda klonirali da bi dobili „savršenu“ populaciju. To je iluzija i to nije održivo. Biologija jednostavno ne radi tako, jer uvijek postoji faktor okoliša koji se nikada ne može u potpunosti kontrolirati. Uvijek se može dogoditi neki slučajni događaj; može udariti meteor, može se promijeniti klima, može biti potres, mogu se Zemljini polovi okrenuti, može Sunce pojačati aktivnost itd. U tom izmijenjenom okolišu koji se ne može kontrolirati, niti predvidjeti, vaša je budućnost izumiranje ako ste uniformni i isti, pa makar i trenutno „najbolji“. Evolucija uvijek povećava genetičku varijabilnost u populaciji, ne znajući što je dobro ili loše, u nadi da će barem dio te populacije, zbog svoje genetičke raznolikosti, biti prilagođen novom okolišu. Tako se život prenosio i prenosi iz generacije u generaciju.

Može li se uskladiti preživljavanje čovjeka i prirode? Tko tu vodi glavnu riječ?

Čovjek pokušava prirodu prilagoditi sebi, ali to nije u potpunosti moguće. Čovjek je nastao prije otprilike 150 tisuća godina. To nije dugo vrijeme jer evolucija traje barem 3,5 milijarde godina pa je čovjek zapravo prisutan kratki trenutak u tom cijelom procesu. Mnogo veće promjene događale su se prije čovjeka pa je život ipak preživio. Čovjek može uništavati prirodu, ali i to vjerojatno samo do neke mjere. Bakterije kao grupa pokazale su se otporne na sve moguće ugroze. Mi vjerojatno možemo skratiti vijek nas samih na Zemlji, ali ne možemo uništiti prirodu kao ukupnost.

Hoće li u budućnosti antibiotici biti učinkovitiji ili bakterije otpornije?

Glede toga moramo promotriti odakle dolaze antibiotici. Naravno, danas postoji mnogo sintetskih antibiotika, ali recimo ako uzmemo baš Bacillus subtilis, s kojim smo radili na biofilmu, on sam proizvodi stotinjak svojih antibiotika.

Zašto bakterije proizvode svoje antibiotike?

Zato što moraju rješavati probleme s drugim bakterijama. One „ratuju“ međusobno, jedna drugoj zauzimaju životni prostor, pa zbog toga imaju cijelu „ljekarnu”, cijeli arsenal rješenja za druge bakterije. Zato je dobro imati simbiotske bakterije u našem organizmu. Pojedinačna uporaba antibiotika naravno da je korisna u određenim situacijama, ali pretjerana uporaba nije održiva.

Zašto je neodrživa?

Zato što bakterije lako razviju rezistenciju na antibiotike, što je jedan od glavnih problema moderne medicine. Ako i otkrijemo novi antibiotik prije ili kasnije, zbog evolucijskih sila opet će se razviti rezistencija na njega. Bolje rješenje bilo bi da simbiotske bakterije na nama odrađuju posao za nas. Cilj je održati ravnotežu bakterijskih zajednica na našim površinama, kako ne bismo došli u situaciju da probleme moramo često rješavati pojedinačnim antibioticima.

Znači li to da znanstveni napredak nije uvijek i napredak?

Znanost se, suprotno uvriježenom mišljenju, zapravo bavi neznanjem. Kada nešto otkrijemo, često smo došli na udaljeni otok koji je i dalje okružen morem neznanja. Ako toga nismo svjesni, onda imamo tendenciju misliti da imamo konačno rješenje. Naravno, život nas brzo razuvjeri, ali bahatost može trajati dovoljno vremena da napravi štetu.

Jesu li za čovjeka u budućnosti opasnije bakterije ili virusi?

Ni jedno ni drugo. Virusi su kao i bakterije sastavni dio našeg identiteta. Primjer je placenta (posteljica) sisavaca, a čovjek je također placentalni sisavac. Placenta je embrionalni organ bez kojeg nema intrauterinog razvoja, odnosno embrij se ne možete razvijati u maternici ako nema placente. Možda će zvučati čudno, ali placenta je organ viralnog podrijetla. Dok još nisu postojali placentalni sisavci, njihov predak je doživio infekciju određenim virusom koji se ugradio u njegov genom. Jedan od tih viralnih gena poslije je postao ključan gen za razvoj placente. Dakle, virusi su pomogli da uopće nastanu placentalni sisavci, a oni su upravo zbog placente evolucijski vrlo uspješna skupina životinja. Mi smo prepuni virusa koji su ugrađeni u naš genom i od njih imamo i pozitivne i negativne učinke.

Zašto se na neke ljude „lijepi“ virus SARS-CoV-2, a na neke ne!?

Zato što između ostalog postoji genetička varijabilnost u ljudskoj populaciji. Genetički ne postoje dvije iste jedinke. Postoji povrh toga i epigenetička, razvojna, imunosna i svekolika fenotipska varijabilnost. Upravo ta varijabilnost dovodi do toga da je netko otporniji, a netko manje otporan na neki virus ili neki drugi patogeni organizam. To je dobro, jer upravo varijabilnost populacija omogućuje preživljavanje epidemijskih epizoda, a one su u prošlosti bile bitno teže nego što je ova danas.

Je li SARS-CoV-2 umjetno stvoren ili prirodan virus, koji se aktivirao zbog nekih vanjskih utjecaja?

Virusi mogu prijeći sa životinja na ljude, to uopće nije upitno. Jesmo li do sada otkrili da je SARS-CoV-2 točno iz određene vrste prešao na čovjeka? Nismo. To još ne znamo. Taj virus sliči na neke koronaviruse iz šišmiša, ali to nije to. To su ipak udaljeniji virusi. S druge strane postavlja se pitanje je li moguće napraviti takav virus u laboratoriju? Moguće je, jer već dugo postoji sofisticirana tehnologija za manipuliranje genomima. Osim toga poznato je da su patogeni sojevi nekih virusa stvarani u laboratorijima. Ta je tehnologija poprilično dostupna i nije odveć skupa. Ako se pak u razvoju novih virusa koriste evolucijske metode umjetne selekcije, onda u principu nema načina da po izgledu virusa razlikujete njegovo umjetno ili prirodno podrijetlo.

Postoji li mogućnost da je virus pobjegao znanosti?

Naravno, postoji vjerojatnost da je i pobjegao iz nekog laboratorija.

Jesu li virusi dosad bježali iz laboratorija?

Po onome što se može vidjeti u literaturi, s prvim SARS-virusom bilo je nekoliko incidenata. Na stranicama WHO-a može se pročitati primjer o incidentu u Singapuru 2003, u kojemu je došlo do kontaminacije zaposlenika. Ipak mislim da je važnije jesu li virusi slični SARS-CoV-2 virusu prije stvarani u laboratoriju. U tom smislu važan je rad iz 2015. objavljen u časopisu Nature Medicine, u kojem je opisan umjetno stvoren virus na osnovi koronavirusa iz šišmiša, u koji je ubačen spike gen iz prvog SARS-virusa. Taj tip studija etički je upitan, jer se stvaraju novi sojevi virusa povećane patogenosti. Još je zanimljivije da je fenotip tog virusa jako sličan fenotipu ovog današnjeg SARS-CoV-2 virusa.

Sličan je, nije isti!?

To zasigurno nisu isti virusi, ali im je logika fenotipa jako slična. U laboratoriju taj umjetno stvoren virus nije bio toliko opasan za mlade miševe na kojima je testiran, ali su stari miševi u određenom postotku ugibali. Jako slično današnjem fenotipu SARS-CoV-2 virusa u ljudskoj populaciji. Dakle, može se zaključiti da je tehnologija stvaranja novih patogenih koronavirusa bila poznata prije pojave SARS-CoV-2-virusa.

S obzirom na to nije nelogično da se radi o „uroti“, na što upozorava dio svjetske znanstvene zajednice, i da su u stvaranju „strahologije“ od COVID-19 sudjelovale politika, farmaceutska industrija i znanost?

Na to opet mogu dati evolucijski odgovor. Sve životinjske vrste, uključujući ljude, cijelu se evolucijsku povijest susreću s virusima. Zato imamo prirodni bihevioralni imunosni odgovor.

Što pak to znači?

To znači da je naše ponašanje oblikovano prirodnom selekcijom na takav način da mi nismo psihološki naivni prema virusima ili prema drugim patogenima. Naše je ponašanje evolucijski programirano da nas štiti od virusa. Ne zaboravimo da modernu medicinu i znanost imamo tek odnedavno, dok nas je bihevioralni imunosni odgovor štitio cijelu našu evolucijsku povijest.

Na koji način?

Ljudi su općenito gadljivi pa izbjegavaju krv, izlučevine, strvine, neugodne mirise i slično. Isto tako nepovjerljivi su prema nepoznatim ljudima. To su sve bihevioralne psihološke obrane od infekcija i one se posebno uključuju kad se u okolišu uoče određeni ugrožavajući parametri. Kada vidite da netko ima čudne promjene na koži, kada izgleda bolesno, kiše i kašlje, vi se prirodno izmičete iz te sredine. Bolesni, također, imaju tendenciju povlačenja u osamu. To je naša prirodna obrana.

Zašto se onda svi ljudi na takav način ne ponašaju i prema virusu COVID-19?

U COVID-situaciji taj je bihevioralni imunosni odgovor dobrim dijelom izostao, ali postoji medijski pritisak. Imate nekoga tko vam stalno govori da negdje postoji problem, čak ako ga i ne uočavate. Kroz taj medijski pritisak u ljude se uvukao strah, a strah izaziva stres, a stres uništava naše somatske obrambene mehanizme i naše psihofizičko zdravlje propada. Vama se kaže da se morate distancirati, nositi masku, cijepiti se, ali vaša vam biologija govori nešto drugo. Tu opet naglašavam značenje varijabilnosti. Ne možete natjerati cijelu populaciju da reagira na isti način, to su antievolucijski pristupi koji mogu ugroziti opstojnost populacije. Kada bi cijela populacija reagirala na isti način na neku ugrozu, to bi u principu uvijek u evolucijskoj povijesti značilo veću vjerojatnost za propast i izumiranje. Zato ljudi reagiraju divergentno, neki imaju potrebu nositi maske, drugi ne žele nositi maske, treći se distanciraju, četvrti ne. Naš genotip i iskustvo to diktiraju. U ovoj cijeloj situaciji ne uvažava se varijabilnost i pokušava se nametnuti jedno rješenje za sve, a to nikad nije dobro.

Znači li to da za nekoga neće biti dobro cijepljenje?

Kao što sam objasnio, princip jedan-za-sve evolucijski nije gotovo nikad dobar. U tom smislu smatram da cijepljenje, kao i bilo koji drugi medicinski tretman, mora biti stvar izbora i u skladu s personaliziranim pristupom liječenju svakoga pojedinog čovjeka. Osim toga cjepiva su posebna razina priče jer se pod pojmom cjepiva skrivaju vrlo različite tehnologije imunizacije. Nije isto cijepiti se umrtvljenim virusom ili dijelovima virusa, ili se cijepiti genetski modificiranim virusom ili totalno umjetnom mRNA. To su potpuno različite razine djelovanja na naš biološki sustav.

Koja od tih tehnologija dosad nije korištena?

Nikada prije nisu upotrijebljena mRNA-cjepiva u općoj populaciji.

Koja su njezina svojstva?

Genetičke informacije imaju dvije razine, od kojih je jedna genom, a druga transkriptom. Transkriptom je centralni i evolucijski najstariji dio našeg molekularnog ustroja koji se sastoji se od svih RNA-molekula koje se nalaze u stanicama. Među njima mRNA molekule imaju zadaću prenositi informaciju s naših gena o tome kako trebaju izgledati naši proteini, pa tako u stanici postoji i desetak tisuća različitih vrsta mRNA-molekula. Cjepiva na osnovi mRNA uvode s pomoću lipidnih nanočestica u naše stanice novu, umjetno konstruiranu i nukleotidno modificiranu mRNA-molekulu, čime se zapravo privremeno mijenja sastav našeg transkriptoma. Ta umjetna mRNA-molekula ima zadaću stvoriti spike protein koronavirusa, kako bi onda naš imunosni sustav prepoznao takav protein i razvio obranu na njega. Primjer su takvih cjepiva nedavno odobrena cjepiva Pfizera i Moderne. Nasuprot mRNA-cjepiva postoje cjepiva na osnovi genetički modificiranih adenovirusa, kao što su Sputnik V i AstraZeneca.

Koje je cjepivo bolje, odnosno lošije?

Teško je reći u ovom trenutku, jer su po meni najvažniji dugoročni efekti, osobito u sigurnosnom smislu u vezi s kancerogenosti, genotoksičnosti i plodnosti kod ljudi, a tu mi dokumentacija koju sam pročitao nije baš jasna. Vidio sam jedino da Sputnik V na svojim stranicama deklarira da imaju neke studije u kojima su testirani dugoročni efekti.

Po ovome što govorite ne znamo piše li se ljudskoj vrsti dobro.

Ne znam što donosi budućnost, ali u dokumentima regulatornih agencija koje odobravaju cjepiva navedeno je da mRNA-cjepiva nisu testirana na genotoksičnost, odnosno mogućnost da mijenjaju naš genom. Zašto je to tako, nije mi jasno. Dobru argumentaciju nisam mogao pronaći u dostupnoj literaturi.

Kako imunosni sustav obraniti od napada kada nemamo cjepiva ni lijekova?

U tom slučaju imunosni sustav brani se sam, jer je zato stvoren kroz eone evolucije, ali mu naravno pomaže i uravnotežen život u svrhu održavanja općeg zdravlja i našeg holobionta. No u slučaju COVID-19 odgovor dijela znanosti nije bio adekvatan. Može se primijetiti da su kriteriji publiciranja u nekim disciplinama pali na niske grane, i to u trenucima koji su ključni.

Imate li primjer za tu tvrdnju?

Čini se da originalni znanstveni rad u kojem je opisan protokol za RT-PCR-testiranje za COVID-19 i koji je citiran do sada gotovo tri tisuće puta, nije uopće recenziran. Tako barem tvrdi druga grupa znanstvenika koja je objavila neovisnu kritiku navedenog rada, i koji traže povlačenje te navodno sporne publikacije. Treba vidjeti kako će se to sve na kraju razriješiti. Najviše zabrinjavaju znanstveni detalji koji dovode u sumnju pouzdanost protokola za RT-PCR-testiranje, koji, čini se, nije slijedio uobičajene standarde dizajna tih protokola i koji potencijalno daje lažno pozitivne rezultate.

Za kraj, recite kako se nositi s virusom COVID-19?

Za početak mi se čini da bi bilo dobro ne konzumirati medije, a onda jačati svoj imunosni sustav. Treba poticati optimizam. Nemoguće je u potpunosti izolirati se od svih bolesti, a i vjerojatno nije ni dobro jer infekcije niskog intenziteta održavaju naš imunosni sustav u stanju da se može othrvati ozbiljnijim ugrozama kada to zatreba. Uništavanjem našeg holobionta pristupima tipa jedan-za-sve možemo se dovesti u mnogo gora stanja od trenutnih. Mi smo evolucijski produkt, nismo tabula rasa, kako neki misle. Naše tijelo nije prazna ploča, naša psiha nije prazna ploča, naše socijalno ponašanje nije prazna ploča. Sve je evolucijski uvjetovano. Naravno da imamo sloj nadogradnje na koji možemo dodati nešto svoje, ali velik dio je memorija od prije.