„Jeżeli naprawdę kochasz samochód, który kupiłeś, możesz jeździć nim całe życie. Traktuj swój organizm w ten sam sposób” – wywiad z prof. Carstenem Carlbergiem.

Prof. Carsten Carlberg, laureat prestiżowego grantu European ERA Chair WELCOME2, który stworzy w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN Centrum Doskonałości w nutrigenomice, rozmawia z dziennikarzem Marcinem Powęską. Zdradza, dlaczego suplementacja witaminy D jest tak ważna dla naszego organizmu oraz jak technologia cyfrowych bliźniaków może zrewolucjonizować badania dotyczące profilaktyki i terapii chorób dietozależnych.

Mianem witaminy D określamy grupę rozpuszczalnych w tłuszczach steroidowych organicznych związków chemicznych, które wywierają szerokie działanie fizjologiczne. Witamina D jest ważna dla naszej odporności, zdrowych kości, układu sercowo-naczyniowego, zapobiegania nowotworom oraz wspomagania wielu ważnych funkcji fizjologicznych organizmu. Nie wszyscy jednak przestrzegają oficjalnych zaleceń dotyczących suplementacji witaminy D, zwłaszcza w okresach zimowych. Co więcej, wcześniejsze badania prof. Carlberga wykazały, że każdy reaguje na suplementację witaminy D w inny sposób, zatem ustalenie optymalnej dawki jest kluczowe dla naszego zdrowia. Dlatego właśnie zrozumienie mechanizmów odpowiedzialnych za dystrybucję witaminy D w naszym organizmie jest tak ważne.

Prof. Carlberg to światowej sławy biochemik, który witaminą D zajmuje się od ponad 30 lat. W ramach prestiżowego europejskiego grantu ERA Chair WELCOME2 stworzy w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN Centrum Doskonałości w nutrigenomice. Będą tam prowadzone badania nad wpływem odżywiania na (epi)genetyczne predyspozycje do tzw. chorób dietozależnych.

Marcin Powęska: Nie będę pytał o to, dlaczego wybrał Pan Olsztyn jako miejsce na kontynuowanie swojej kariery naukowej…

Prof. Carsten Carlberg: Może lepiej zapytać, dlaczego Olsztyn wybrał mnie?

MP: A dlaczego Olsztyn wybrał Pana? Jakie osiągnięcie naukowe doprowadziło Pana do instytutu w Olsztynie?

CC: Zajmuję się witaminą D od 32 lat, dlatego nie ma jednego osiągnięcia naukowego, które bym wyróżnił. Wszystko, co działo się w mojej karierze naukowej to sekwencja pewnych zdarzeń i odkryć związanych z witaminą D. Po tylu latach skupiania się nad jedną cząsteczką, czuję się zaszczycony, że wielu cenionych europejskich naukowców pyta mnie o zdanie na temat swoich badań. To wszystko doprowadziło mnie do miejsca, w którym teraz rozmawiamy.

MP: A Pana największe naukowe zaskoczenie? 30 lat to w końcu kawał czasu w świecie nauki…

CC: Nie nazwałbym tego zaskoczeniem, ale 20 lat temu został zsekwencjonowany ludzki genom i od tego czasu zmieniło się wszystko. Dosłownie: wszystko. Zacząłem dzielić naukę na dwa okresy: przed zsekwencjonowaniem genomu i po zsekwencjonowaniu genomu. To wydarzenie całkowicie zmieniło nasze postrzeganie świata, zmieniło także moje postrzeganie świata. Zaczynałem karierę naukową w czasach przed zsekwencjonowaniem ludzkiego genomu, a wtedy nasza wiedza o genach była bardzo szczątkowa. To było trochę jak jazda samochodem po nieznanym terenie, po ciemku. Naukowcy o wielu rzeczach mieli pojęcie, ale było to bardziej na zasadzie przewidywania, a nie pewności. Nagle ktoś zapalił światło i zobaczyliśmy drogę. To zrobiło ogromną różnicę.

MP: Kolejnym ważnym etapem były modyfikacje genetyczne, jak technika CRISPR (tzw. genetyczne nożyczki, metoda inżynierii genetycznej, pozwalająca na manipulacje genomem mikroorganizmów, zwierząt i roślin – przyp. a.)?

CC: CRISPR to bardzo ważna technika – jak PCR – ale tylko technika. Narzędzie. Bez poznania ludzkiego genomu, jej opracowanie nie byłoby możliwe. To trochę tak, jakby ktoś całe życie jeździł rowerem, ale pewnego dnia dostał motocykl. Jednym i drugim dostaniesz się z punktu A do punktu B, ale motocyklem szybciej. CRISPR nie było jak wymyślenie koła w genetyce, a zsekwencjonowanie genomu właśnie za takie zdarzenie uważam.

MP: Jaki zatem powinien być kolejny ważny krok genetyki? Co dalej?

CC: Kolejnym ważnym etapem genetyki będzie zrozumienie naszego epigenomu. Do tego jednak potrzebne są odpowiednie narzędzia. Nie wystarczy zrobić jeden pomiar i na tej podstawie wyciągnąć wnioski. Bo, mimo że genom jest identyczny we wszystkich naszych komórkach, to epigenom jest inny w różnych tkankach, a nawet w komórkach tworzących tę samą tkankę, ale w innym wieku. Epigenom jest dynamiczny, więc można mierzyć go cały czas i na podstawie zebranych wyników wyciągać wnioski na temat naszego organizmu. To tak, jak z opaskami fitness, które mierzą nasze kroki – pokazują surowe dane na temat tego, czy ruszamy się więcej niż rok temu, ale nie wyciągną za nas wniosków. O te musimy zadbać sami. Tak samo jest z danymi epigenetycznymi – próbki trzeba pobierać regularnie i analizować, a dopiero na tej podstawie możemy stwierdzić, co dalej. Potrzebne jest długotrwałe obserwowanie pacjenta i monitorowanie jego stanu zdrowia, nie pomiar w jednym momencie.

MP: Jednym z Pana projektów realizowanych w Olsztynie ma być projekt cyfrowych bliźniaków. Na czym on polega?

CC: Sto lat temu ludzie tworzyli prototypy samolotów, ale działali trochę na oślep. Niektóre z nich latały, inne spadały zaraz po starcie. Metodą prób i błędów w końcu wymyślili, jak powinien wyglądać samolot i tak jest do dzisiaj. Obecnie takie działania są nie do pomyślenia. Teraz inżynierowie tworzą cyfrowo każdy element samolotu, zanim go wyprodukują. Cyfrowy bliźniak ma pełnić taką samą funkcję – wirtualnego modelu do testowania diet i leków.

MP: To z kolei pierwszy krok do medycyny spersonalizowanej. Czy jeżeli każdy z nas miałby cyfrowego bliźniaka, żylibyśmy dłużej?

CC: Myślę, że wtedy żylibyśmy dłużej w zdrowiu. Jest duża różnica między zdrowym życiem a długim życiem. Długość życia jest prosta do określenia – od momentu narodzin do śmierci. Długość życia globalnie się wydłuża, zwłaszcza w krajach rozwiniętych. W tej kwestii dokonujemy ciągłych postępów. Ale jeżeli chodzi o jakość życia – tu jest znacznie gorzej. W idealnym świecie każdy przez niemal całą długość swojego życia byłby zdrowy. Rzeczywistość jest jednak brutalna. Statystyka wskazuje, że po 50. roku życia rośnie ryzyko różnych chorób, ludzie zaczynają przyjmować leki, przestają być aktywni fizycznie. Zaczynają cierpieć, nie wydłużają tym samym swojego okresu zdrowia. Naszym celem jest zmiana stanu rzeczy i zapewnienie zdrowia ludziom tak długo, jak to tylko możliwe.

MP: Czy Pana badania w Olsztynie mogą przybliżyć ludzkość do tego celu?

CC: Tak. W kontekście wydłużenia okresu, w którym możemy cieszyć się zdrowiem, chodzi o odpowiedzialność. Można porównać nasze ciało do samochodu. Kupujesz samochód i dostajesz gwarancję na 5-6 lat, co oznacza, że możesz traktować go jak chcesz przez ten czas, ale prawdopodobnie po 7. czy 8. roku użytkowania pewne części zaczną mocno szwankować. Ale jeżeli będziesz odpowiednio dbał o samochód i właściwie się z nim obchodził, może posłużyć ci znacznie dłużej. Ewolucja stworzyła nasze ciała, by przetrwały co najmniej 45 lat: 20-25 lat potrzebne do wydania na świat potomstwa i kolejne 20 niezbędne do jego wychowania. Można zatem powiedzieć, że każdy z nas dostaje ciało na minimum 45 lat – o tym, co dzieje się później, decydujemy już sami. Możemy dożyć i 120 lat, ale przecież niewielu to się udaje. Jeżeli naprawdę kochasz samochód, który kupiłeś, możesz jeździć nim całe życie. Traktuj swoje ciało w ten sam sposób.

MP: Takie podejście przydałoby się wszystkim w tych niepewnych, pandemicznych czasach, w których żyjemy. Czy uważa Pan, że lepsze zrozumienie roli witaminy D w naszym organizmie, pozwoli nam lepiej walczyć z COVID-19?

CC: Nasz układ odpornościowy może być wytrenowany przez witaminę D na wiele różnych sposobów. Jeżeli zatem zapewnimy naszemu organizmowi odpowiedni poziom witaminy D, zapewnimy mu silny układ odpornościowy skuteczny do zwalczania różnych patogenów, także SARS-CoV-2. Witamina D nie ochroni nas przed zachorowaniem na COVID-19, nie jest żadną tarczą, ale może ochronić nas przed ciężką postacią choroby, dzięki dobrze wykształconemu układowi odpornościowemu. Podobnie jest ze szczepionkami. Z kolei choroby autoimmunologiczne to całkowite przeciwieństwo infekcji. Nasz organizm reaguje w niewłaściwy sposób na jakiś czynnik i sam siebie atakuje. Witamina D pomaga wyciszyć ten proces.

MP: Ile witaminy D powinniśmy zażywać, aby tę równowagę zachować?

CC: Każdy z nas ma inne potrzeby, inne predyspozycje. Suplementacja witaminy D u każdego powinna wyglądać nieco inaczej. Dzięki specjalistycznym badaniom, możemy dowiedzieć się, jaka dawka jest odpowiednia dla nas. Jeżeli nie chcemy tego robić, rekomenduję przyjmowanie niskiej dawki witaminy D, która według moich badań i tak wynosi pięć razy więcej niż sugestie farmaceutów. Nie zaszkodzimy sobie tym, a zaspokoimy zapotrzebowanie naszego organizmu na ten związek.

MP: Czym jeszcze będzie się Pan zajmował w Olsztynie?

CC: Będę zajmował się głównie analizą regulacji genów w skali całego genomu człowieka, mając na uwadze zmiany w jego epigenomie i transkryptomie. Zależy mi też na ścisłej współpracy i integracji badań prowadzonych w dwóch oddziałach Instytutu: Biologii Rozrodu i Nauk o Żywności, która pozwoli nam poszerzyć te badania również o aspekty zmian na poziomie metablomicznym i proteomicznym.  Kluczowym elementem działań będzie wspomniany już projekt cyfrowych bliźniaków, czyli modeli zdrowych i chorych osób, które będą testowane pod kątem doboru diety, aktywności fizycznej i leków. Wszystko to w ramach utworzonego w instytucie Centrum Doskonałości w obszarze nutrigenomiki.