Mniejsze zło, czyli jak nauka szuka alternatywy dla palaczy [rozmowa]

Agata Daniluk

Naukowcy z Instytutu biologii doświadczalnej PAN nie mają wątpliwości: Wiemy, że ludzie palili, palą i będą palić.

- Jeżeli możemy się przyczynić do tego, że ludzie wybiorą mniej szkodliwą formę palenia, to z pewnością warto się za to zabrać - mówią prof. Joanna Szczepanowska i prof. Mariusz Więckowski.

„Papierosy są do dupy” - ogłosił to w niezapomniany sposób Andrzej Pągowski. Tymczasem państwo podjęli się badań, które dowodzą, że papierosy - a przynajmniej pewien ich nowy rodzaj - nie zawsze są aż tak szkodliwe jak się powszechnie uważa. Co państwa do tego skłoniło?
Prof. Joanna Szczepanowska: Zacznijmy od tego, że naszym celem - jako naukowców w tym projekcie - nie jest dowiedzenie, że jakikolwiek rodzaj papierosów nie jest szkodliwy. Prowadzimy badania na poziomie podstawowym, porównujemy produkt spalania papierosów tradycyjnych z tym, który powstaje podczas używania papierosów nowego typu. I sprawdzamy, czym się to różni. Nasze badania prowadzą do oceny stresu mitochondrialnego, stresu oksydacyjnego i fizjologii mitochondriów w komórce. Nasze zadanie to zobaczyć i porównać, jak działa substancja powstająca ze spalania normalnego papierosa i ta, która powstaje podczas podgrzewania tego nowego produktu. To są normalne badania naukowe, które mają doprowadzić do publikacji w czasopismach naukowych o światowym zasięgu. Jesteśmy rzeczywiście bardzo specjalistyczną pracownią zajmującą się badaniami fizjologii mitochondriów, sprawdzamy przede wszystkim, jak w trakcie różnych chorób i w różnych warunkach mitochondria funkcjonują. Podkreślam więc, że nie zajmujemy się udowodnianiem wyższości jednego typu papierosa nad innym, tylko badaniem tego, jak produkty spalania obu rodzajów, wpływają na fizjologię mitochondriów.

Czy to znaczy, że papierosy nowego rodzaju nie muszą być lepsze od tych tradycyjnych?
J.S: Ba, może się okazać, że są nawet gorsze (śmiech). Tego jeszcze w zasadzie nie wiemy, bo nasze badania się rozpoczynają. Ale mówię tu „w zasadzie”, bo były już prowadzone różne inne badania - przez naukowców w Anglii i przez naukowców z laboratoriów Philip Morris. Tam rzeczywiście od 2008 roku bardzo dużo się inwestuje w naukę - to już wydatki na poziomie 2 miliardów euro. Firma stworzyła dwa silne ośrodki badawcze - w Szwajcarii i Singapurze - one zatrudniają łącznie ok. 400 osób. A i na tym nie koniec, bo Philip Morris szuka też pomocy specjalistów na całym świecie, zwłaszcza w tych obszarach, w których trudno byłoby utworzyć własny wysoce wyspecjalizowany zespół. My jako jedna ze stosunkowo niewielu pracowni na świecie zajmujemy się właśnie fizjologią mitochondriów i szerzej bioenergetyką komórek - i właśnie w tym zakresie poproszono nas o pomoc. Ale to jest tylko jeden z kierunków tych badań. Prowadzono je najpierw na zwierzętach, potem na grupach ludzi, którzy używali obu typów papierosów. Były także badania na poziomie molekularnym - na sekwencjonowanie i ekspresję różnych rodzajów białek. Tu okazało się, że przestawienie się na nowy rodzaj papierosów po kilku dniach daje podobne wyniki do zaprzestania palenia w ogóle.

Czyli jest szansa, że nowy typ papierosa jest jednak mniej szkodliwy…
J.S: Ze wszystkich tych badań rzeczywiście wynika - przynajmniej do tej pory - że nowy typ papierosa może być znacznie mniej szkodliwy, choćby dlatego, że podczas jego spalania powstaje znacznie mniej szkodliwych substancji.

A skąd potrzeba badania wpływu obu rodzajów papierosów właśnie na mitochondria?
Prof. Mariusz Więckowski: Mitochondria to jest rodzaj komórkowego centrum odpowiadającego za produkcję energii, która jest wykorzystywana w praktycznie wszystkich procesach zachodzących w komórce. Oprócz tego mitochondria pełnią szereg innych kluczowych funkcji, zachodzi w nich wiele procesów, bez których komórka po prostu by nie funkcjonowała. Dodajmy do tego, że mitochondria nie są idealną maszyną, która pracuje bez zarzutu w dowolnych warunkach. Mitochondria produkują reaktywne formy tlenu - pewien ich poziom w sprawnie funkcjonującej komórce jest potrzebny, wręcz niezbędny. Ale pod wpływem działania na przykład substancji toksycznej może dojść do uszkodzenia mitochondriów i zaburzenia ich działania. Wtedy mitochondria mogą produkować mniej energii, co dla komórki jest stresem metabolicznym, w ramach którego energii może brakować nawet do zapewnienia najbardziej podstawowych procesów. Oprócz tego mitochondria mogą wtedy produkować większe ilości reaktywnych form tlenu. Z ich nadmiarem komórka może zaś sobie już nie radzić. Substancje zawarte w dymie papierosowym mogą wpływać negatywnie na działanie mitochondriów, mogą powodować zarówno spadek produkcji przez nie energii, jak i wzrost wytwarzania szkodliwych reaktywnych form tlenu.

Jak dużo trzeba palić, żeby zaburzyć funkcjonowanie mitochondriów?
M.W: Precyzyjna odpowiedź na to pytanie nie istnieje. Ale mitochondria należą do tych organelli komórkowych, które bardzo szybko reagują na wpływ substancji toksycznych. Ekspozycja mitochondriów na toksyny bardzo szybko wpływa i na ich funkcjonowanie, i na ich strukturę. Efekt może być widoczny natychmiast.

Czy państwo palą?
M.W: Nie, nigdy.
J.S: Ja też nie, więc tutaj zdecydowanie nie jestem ekspertką. Ale za to znamy się na mitochondriach i wpływie różnych substancji toksycznych na ich funkcjonowanie.

W jaki sposób będą państwo badać wpływ palenia na funkcjonowanie mitochondriów?
J.S: Podstawowe badania będziemy przeprowadzać na komórkach hodowlanych - w tym wypadku są to komórki nabłonka oskrzeli. Będziemy poddawać je porównawczo wpływowi substancji, które powstały ze spalania tradycyjnego papierosa i tych, które są produktami podgrzewania papierosa nowego typu. Te substancje zostaną w odpowiedni sposób rozpuszczone - według procedury powszechnie stosowanej w tego rodzaju badaniach - i w formie płynnej podane, oczywiście osobno, na komórki.

A skąd w ogóle różnica w składzie tych substancji?
J.S: Tu kluczem jest temperatura spalania. W wypadku tradycyjnego papierosa wynosi ona do 900 stopni (najgoręcej jest na samym czubku papierosa). W tym nowym innowacyjnym produkcie tytoń jest podgrzewany do temperatury tylko 300 stopni. Właśnie za sprawą tej różnicy w temperaturach ze spalania i podgrzewania dokładnie tego samego tytoniu powstaje w wypadku tych innowacyjnych papierosów znacznie mniej substancji smolistych i substancji toksycznych. „Znacznie mniej” to zresztą za mało powiedziane - bo redukcja sięga średnio 90 - 95 procent!

Naprawdę substancji smolistych i szkodliwych jest aż o 95 proc. mniej? W to akurat aż trudno uwierzyć!
J.S.: Ta redukcja rzeczywiście jest imponująca. W wyniku spalania tradycyjnego papierosa powstaje ok. 6000 różnych substancji. W tych nowych papierosach jest zaś wielokrotnie mniej m.in. benzenu, akroleiny, tlenku węgla czy metali ciężkich. Co ciekawe, nawet aerozol z tych papierosów jest znacznie mniej uciążliwy dla osób niepalących od dymu z papierosów tradycyjnych - tego ostatniego akurat mieliśmy okazję doświadczyć na własnej skórze.

Ile czasu zajmie państwu zbadanie tego wpływu?
J.S: Od kilku miesięcy do około roku. Dodajmy tu jeszcze, że w te badania jest zaangażowanych 13 naukowców - dokładnie cała pracownia profesora Duszyńskiego. Jesteśmy częścią Instytutu Nenckiego, a cała placówka ma kategorię A+, to raczej nie jest więc przypadek, że sięgnięto akurat po naszą ekspertyzę. Mamy do tego i odpowiednie laboratoria i odpowiednią wiedzę.

Wiem, że ogólniejsze badania o podobnym charakterze prowadzono już w Stanach Zjednoczonych. Ale podobno to państwo mają przeprowadzić je na znacznie bardziej szczegółowym i dokładnym poziomie?
M.W.: Tak. Bo tam mierzono po 2-3 parametry i na podstawie tego starano się określić stopień szkodliwości substancji zawartych w dymie papierosowym. My natomiast stworzymy model oparty na znacznie większym zestawie parametrów - nie będą to więc badania wyrywkowe. Sprawdzimy wpływ dymu papierosowego między innymi na produkcję różnych reaktywnych form tlenu, zdolność mitochondriów do produkcji ATP oraz aktywność poszczególnych kompleksów mitochondrialnego łańcucha oddechowego. Wśród badanych przez nas parametrów będą też takie jak struktura sieci mitochondrialnej oraz podstawowe parametry komórkowe. Dzięki temu uzyskamy pełniejszy obraz funkcjonowania komórki i mitochondriów. Wydaje nam się, że tak dokładny, że będziemy mogli np. precyzyjnie określić, w którym konkretnie miejscu mitochondrialnego łańcucha oddechowego dochodzi do negatywnego wpływu substancji zawartych w dymie papierosowym i aerozolu.

W oparciu o te ustalenia producent nowego typu papierosów może je dalej udoskonalać?
J.S: Być może - ale to nie dostarczenie tego rodzaju rekomendacji jest naszym zadaniem. My porównujemy dwa już istniejące produkty - papierosy tradycyjne i te nowego rodzaju. Jednym słowem - producent poprosił nas o sprawdzenie swojego nowego produktu i to właśnie robimy.

Życie palaczy za sprawą tego nowego rodzaju papierosów może stać się dłuższe?
J.S: Jeżeli oczywiście okaże się, że są mniej szkodliwe…

Agata Daniluk