Η ιδέα ενός θανατηφόρου τεχνητού βακτηρίου που μπορεί να καταλάβει το ανθρώπινο σώμα μοιάζει με σενάριο μιας νέας ταινίας επιστημονικής φαντασίας.
Ωστόσο, ένας νομπελίστας βιολόγος προειδοποίησε ότι αυτό μπορεί να γίνει πραγματικότητα, λόγω του αυξανόμενου ενδιαφέροντος για τα θανατηφόρα "βακτήρια-είδωλα".
Τα "βακτήρια-είδωλα" είναι επιστημονικά γνωστά ως εναντιομερή βακτήρια είναι ένας τύπος πλήρως συνθετικής ζωής όπου όλα τα βιολογικά μόρια αντικαθίστανται από τους αντικατοπτρισμούς τους.
Για παράδειγμα, το φυσικό DNA έχει δεξιόστροφη έλικα και τα αμινοξέα στις πρωτεΐνες μας είναι αριστερόστροφα. Στα "εναντιομερή βακτήρια", αυτά τα μόρια είναι αντιστραμμένα: το DNA είναι αριστερόστροφο και τα αμινοξέα δεξιόστροφα.
Φανταστείτε ότι κρατάτε τα δύο χέρια σας μπροστά σας. Είναι ίδια σε σχήμα, αλλά δεν μπορείτε να τα ευθυγραμμίσετε πλήρως το ένα πάνω στο άλλο – το δεξί σας χέρι είναι ο αντικατοπτρισμός του αριστερού. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται χειρότητα ή εναντιομορφία.
Στη βιολογία και τη χημεία, πολλές δομές στα μόρια έχουν αυτήν την ιδιότητα. Υπάρχουν μόρια που είναι «δεξιόστροφα» και άλλα που είναι «αριστερόστροφα» - είναι όπως τα χέρια μας: ίδιες δομές αλλά με αντίθετο προσανατολισμό. Ο όρος "εναντιομερής" περιγράφει αυτά τα «αντίθετα» μόρια.
Όταν μιλάμε για «εναντιομερή βακτήρια» ή «εναντιομερή ζωή», εννοούμε οργανισμούς που είναι φτιαγμένοι αποκλειστικά από τους αντικατοπτρισμούς των μορίων που υπάρχουν στη φύση. Αντί δηλαδή για τα συνηθισμένα αριστερόστροφα αμινοξέα και δεξιόστροφο DNA, αυτά τα βακτήρια θα χρησιμοποιούν δεξιόστροφα αμινοξέα και αριστερόστροφο DNA.
Την περασμένη εβδομάδα, μια ομάδα 38 κορυφαίων επιστημόνων παγκοσμίως εξέδωσε επείγουσα προειδοποίηση, καλώντας για παύση των ερευνών που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν αυτά τα θανάσιμα μορφώματα ζωής.
Ο καθηγητής Γκρέγκορι Γουίντερ, μοριακός βιολόγος από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, που κέρδισε το Νόμπελ το 2018 για την εργασία του στην εξέλιξη των αντισωμάτων, αποκάλυψε πώς αυτά τα βακτήρια θα μπορούσαν να καταλάβουν το ανθρώπινο σώμα.
«Εάν εισέλθουν στο αίμα, αποικίες εναντιομερών βακτηρίων θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να φράξουν αιμοφόρα αγγεία, οδηγώντας σε αποτυχία της κυκλοφορίας και εγκεφαλικά επεισόδια», προειδοποίησε.
«Ή θα μπορούσαν να αποικίσουν τραύματα, οδηγώντας σε μη θεραπεύσιμα τραύματα και διευκολύνοντας λοιμώξεις από ήδη υπάρχοντα παθογόνα βακτήρια».
Αδύνατη η δημιουργία εμβολίου
Ο καθηγητής Γουίντερ προειδοποίησε επίσης ότι πιθανώς θα ήταν «αδύνατη» η δημιουργία εμβολίου κατά αυτών των θανατηφόρων λοιμώξεων.
Στη ζωή στη Γη, υπάρχουν ορισμένα μόρια που έχουν ιδιότητες προσανατολισμού ή «χειρότητας».
Όπως το αριστερό σας χέρι είναι καθρέφτης του δεξιού, για κάθε χηραλικό μόριο υπάρχει μια αριστερόστροφη και μια δεξιόστροφη εκδοχή.
Αυτά τα χηραλικά μόρια είναι βασικά για τη λειτουργία των κυττάρων, όπως η δεξιόστροφη έλικα του DNA και τα αριστερόστροφα αμινοξέα που αποτελούν κάθε πρωτεΐνη στο σώμα μας.
Ωστόσο, επειδή οι αντικατοπτρικές εκδοχές αυτών των μορίων είναι αλλιώς πανομοιότυπες, δεν υπάρχει λόγος να μην είχε εξελιχθεί η ζωή με την αντίθετη χειρότητα.
Αυτό σημαίνει ότι είναι δυνατό να κατασκευαστεί μια τεχνητή μορφή ζωής στην οποία κάθε χηραλικό μόριο αντικαθίσταται με την αντικατοπτρική εκδοχή του, δημιουργώντας ένα πλήρως λειτουργικό "κύτταρο-είδωλο" του αρχικού.
Επικίνδυνες συνέπειες της εξάπλωσης
Σε μια τεχνική αναφορά 300 σελίδων, επιστήμονες προειδοποίησαν ότι είναι σχεδόν αδύνατο να αποτραπεί η διαφυγή βακτήριου - ειδώλου από το εργαστήριο και η εγκατάστασή τους στη φύση.
Ο καθηγητής Γουίντερ σημείωσε: «Τα βακτήρια μπορούν να αναπτυχθούν σε μη χηραλικά θρεπτικά συστατικά, μετατρέποντάς τα σε χηραλικά μόρια, όπως αριστερόστροφα αμινοξέα.
Το ίδιο ισχύει και για τα εναντιομερή βακτήρια, που θα μπορούσαν να μετατρέψουν τα μη χηραλικά μόρια σε δεξιόστροφα αμινοξέα.
Τα εναντιομερή βακτήρια θα μπορούσαν να αναπτυχθούν μέσα στον οργανισμό, χρησιμοποιώντας μη χηραλικά μόρια ως πηγή θρεπτικών συστατικών».
Αυτό θα επέτρεπε στα εναντιομερή βακτήρια να πολλαπλασιαστούν μέσα στο σώμα και να δημιουργήσουν φυσικά εμπόδια.
Αν και δεν μπορούν να αλληλεπιδράσουν χημικά με το σώμα μας, οι αποικίες των βακτηρίων θα μπορούσαν να αναπτυχθούν σε τέτοιο βαθμό που να φράξουν αιμοφόρα αγγεία - οδηγώντας σε μοιραίες συνέπειες.
Κίνδυνος για το οικοσύστημα
Το πιο επικίνδυνο με τα ειδώλου βακτήρια είναι ότι η ζωή στη Γη έχει εξελιχθεί με άμυνες που βασίζονται σε χηραλικά μόρια, όπως το δεξιόστροφο DNA και τις αριστερόστροφες πρωτεΐνες.
Αυτό σημαίνει ότι τα ανοσοποιητικά συστήματα όλων των οργανισμών στον πλανήτη δεν θα μπορούσαν να καταστρέψουν ή ακόμα και να ανιχνεύσουν μια λοίμωξη από εναντιομερή βακτήρια.
«Για παράδειγμα, τα λευκά αιμοσφαίρια του ανθρώπινου αίματος έχουν εξελιχθεί για να αναγνωρίζουν και να καταστρέφουν εισβάλλοντα βακτήρια, αλλά τα "αριστερόστροφα" ένζυμα που εμπλέκονται θα δυσκολεύονταν να διασπάσουν τις "δεξιόστροφες" πρωτεΐνες των εναντιομερών βακτηρίων», εξηγεί ο καθηγητής Γουίντερ.
«Για τους ίδιους λόγους, θα ήταν δύσκολο ή αδύνατο να δημιουργηθούν αποτελεσματικά εμβόλια για τα βακτήρια αυτά».
Ο καθηγητής Γουίντερ προσθέτει ότι, με τον χρόνο, ίσως να είναι δυνατόν να αναπτυχθούν κατάλληλα αντιβιοτικά ή βακτηριακοί ιοί που να επιτίθενται και να καταστρέφουν τα εναντιομερή βακτήρια.
Ωστόσο, προειδοποιεί ότι «δεν υπάρχει καμία εγγύηση πως θα έχουμε αρκετό χρόνο να αναπτύξουμε αυτές τις άμυνες πριν προκληθεί σοβαρή ζημιά».
Αν ένα εναντιομερές βακτήριο διαφύγει από ένα εργαστήριο σε μια πυκνοκατοικημένη περιοχή, οι μοναδικές του ιδιότητες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καταστροφικές συνέπειες.
Οικολογικές καταστροφές
Ο καθηγητής Γουίντερ λέει: «Στην αρχή, μπορεί να εξαπλωθεί αργά, καθώς δεν θα έχει εξελιγμένους μηχανισμούς για να μολύνει ανθρώπους, αλλά σύντομα θα μπορούσε να αρχίσει να εξελίσσεται και να γίνεται πιο μολυσματικό.
Το πιο ανησυχητικό είναι ότι θα μπορούσε να μολύνει και άλλους ζωντανούς οργανισμούς, όπως φυτά και ζώα, και να είναι αδύνατο να εξαλειφθεί από το εύθραυστο οικοσύστημα που μας στηρίζει.
Η κλιματική αλλαγή θα ήταν το λιγότερο από τα προβλήματά μας αν τα εναντιομερή βακτήρια διαφύγουν στο περιβάλλον».
Μια έξαρση αυτών των βακτηρίων θα μπορούσε να αποδειχθεί ακόμη πιο καταστροφική από τα παθογόνα που προβάλλουν τα αποκαλυπτικά φιλμ όπως το 12 Monkeys και το Contagion.
Σε αυτές τις επιστημονικής φαντασίας ιστορίες, η διασπορά της λοίμωξης επιτίθεται μόνο στους ανθρώπους, αφήνοντας την υπόλοιπη φύση να ανθίσει.
Όμως, τα εναντιομερή βακτήρια δεν χρειάζεται να εξειδικευτούν για να μολύνουν ένα συγκεκριμένο είδος και μπορούν να εξαπλωθούν σε κάθε οργανισμό στη Γη.
Αυτό σημαίνει ότι τα εναντιομερή βακτήρια θα μπορούσαν να μολύνουν κάθε ζωντανό φυτό, καταστρέφοντας εν δυνάμει καλλιέργειες τροφίμων σε όλο τον κόσμο.
Ο δρ Τζόναθαν Τζόουνς, συν-συγγραφέας της έκθεσης και ειδικός στις ασθένειες των φυτών από το Sainsbury Laboratory, δήλωσε: «Οι ασθένειες των φυτών είναι κάτι σχετικά σπάνιο - οι περισσότεροι παθογόνοι οργανισμοί δεν μπορούν να αναπτυχθούν στα περισσότερα φυτά.
Αλλά αν αυτό εξελιχθεί, θα μπορούσαμε να καταλήξουμε με ένα βακτήριο που να αναπτύσσεται σε όλα τα φυτά. Δεν είναι μόνο οι καλλιέργειες που πρέπει να μας ανησυχούν, αλλά ολόκληρο το οικοσύστημα».
Με πληροφορίες από Daily Mail.
