Livet som cell

Siddhartha Mukherjee (2022) The Song of the Cell. The Story of Life

Universum är stort och skrämmande. Mer än 200 miljarder galaxer, mörk materia och energi, partiklar, strålning, svarta hål. Vetenskapen har kommit långt i kartläggning och förståelse av universum, men mycket återstår. Livet är mer begränsat, men troligen finns det liv här och var i universum. Livet är lättare att förstå än universum, men komplexiteten är stor. När jag tänker på mina celler grips jag av skräckblandad förundran. Att det bara fungerar. Så mycket som kan gå fel. Jag tröstar mig med att läsa Siddhartha Mukherjees otroligt spännande bok The Song of the Cell (2022). En människokropp består av ungefär 40 000 miljarder celler och bär på lika många bakterier. En cell är en komplex mekanism med energiförsörjning och mängder av hela tiden pågående, komplexa processer.

Mukherjee skriver om vad vetenskapen vet om cellen med hjälp av berättelser, där forskare ställs inför frågor, uppgifter som de försöker lösa. Det blir ungefär som att läsa en deckare, inte alls som skolans trista läroböcker med sina opersonliga faktasamlingar. Med några snabba penseldrag förmedlar Mukherjee spänningen i forskningen, förväntningarna, men också besvikelserna och det hårda slitet. Forskningen om cellen pågår nu, i laboratorier över hela världen, och hela tiden görs nya upptäckter. Det går bara fortare och fortare.

Mukherjee berättar om ett stort antal patienter, deras läkare och mängder av framstående fysiologer och deras upptäcker. Han tecknar snabbt forskarnas bakgrund och livssituation, tar med oss in i deras laboratorier och leder oss genom deras upptäckter och ger oss så en inblick i cellforskningens historia.

Medicinen har förvandlats genom kunskapen om våra celler. Nuförtiden behandlar vi i allt större utsträckning celler. Vi använder läkemedel, till exempel antibiotika, för att påverka cellerna. Vi överför celler mellan kroppar genom blodtransfusion, eller tar ut dem och för tillbaka dem vid provrörsbefruktning. Vi använder celler för att bilda substanser, till exempel insulin, och vi förändrar generna hos celler genom genteknik.

Mukherjee börjar med att berätta historien om hur cellerna först upptäcktes. Det är en historia som sträcker sig från slutet av 1600-talet till början av 1800-talet när mikroskop-tillverkare och forskare blev alltmer övertygade om cellernas existens. Mukherjee diskuterar också två teorier som stod i vägen för idén att cellerna är livets atomer. Vitalismen menade att livet inte kunde vara alltigenom materiellt. Enligt preformationsteorin var fostret från början en färdigutvecklad miniatyr av den blivande människan, en homunculus.

Under 1800-talet utvecklades kunskapen om cellerna. En av Mukherjees många hjältar var Rudolf Virchow, verksam i Berlin och Würzburg under andra hälften av 1800-talet. Virchow insåg inte bara att cellerna var byggstenar i allt levande utan också att celler bildas ur celler och att sjukdomar har sin grund i cellerna. Mukherjee berättar om hur Ignaz Semmelweis fick läkarna att tvätta händerna i Wien och hur John Snow fann källan till en koleraepidemi i London. Han påminner om hur Louis Pasteur och Robert Koch identifierade bakterier som orsaker till många vanliga sjukdomar.

Mukherjee fascineras av bakterier. Dessa livskraftiga, encelliga varelser dominerar cellernas värld, finns överallt. Några få ger oss sjukdomar, men andra är nödvändiga för vår överlevnad, i vår matsmältning, i vår hud. Hela tiden varvar Mukherjee forskningens landvinningar med exempel från praktiken som läkare. Patienter passerar revy, livsöden berättas, besvikelser och framgångar rapporteras. Det är spännande, filosofiskt och lärorikt på samma gång.

Cellen omges av en cellvägg och cellens inre är otroligt komplex. Våra celler kallas eukaryoter för att de, till skillnad från bakterierna, har kärnor där cellens gener, dess DNA, finns. DNA kopieras i kärnan till mRNA som tar sig till ribosomerna och där styr proteinsyntesen. Mukherjee skriver om George Palade och hans forskning om cellens struktur och proteinsyntesen. 2024 års nobelpristagare i kemi belönades för sina upptäckter om proteinsyntesen. David Baker fick priset för beräkningsmodeller vilka gjort det möjligt att bygga hittills okända proteiner. Demis Hassabis och John Jumper fick priset för att de med AI-modellen AlphaFold2 visat hur man kan förutsäga proteinernas struktur utifrån de ingående aminosyrorna. Artificiell Intelligens har en allt viktigare roll i forskningen om cellen och dess byggstenar.

I ribosomerna bygger mRNA proteiner av de 20 aminosyror som utgör livets byggsats. Proteinerna finner sedan sin plats på olika ställen i cellen. I cellen finns också mitokondrier som producerar den energi cellen behöver. Mitokondrierna har sina egna gener som vi ärver från våra mödrar. Kanske mitokondrierna från början var bakterier som slukades när eukaryoterna bildades för 2,7 miljarder år sedan. Som alltid när Mukherjee berättar om cellens inre blir det spännande, med fascinerande inblickar i arbetet med patienter.

Cellerna förökar sig genom delning, mitos, när embryot utvecklas och växer till. Mitos pågår sedan hela tiden i våra kroppar när celler föryngras. Cancer får vi när delningen sker snabbt utan kontroll. Människor bildar spermier och ägg genom meios, en celldelning som ger halva antalet kromosomer. När sedan spermie och ägg förenas vid befruktningen blir antalet kromosomer det rätta. Mukherjee berättar den spännande historien om hur Robert Edwards i England blir först med en lyckad provrörsbefruktning (IVF). På Netflix finns en film, Joy (2024), som beskriver IVF-uppfinningen. Det är ingen jättebra film, det är mycket bilresor mellan Cambridge och Oldham, men ämnet och skådespelarna, särskilt Bill Nighy som Patrick Steptoe, titthålskirurgen, lyfter filmen.

Sommaren 2017 använde He Jiankui gensaxen CRISPR-Cas9 för att modifiera befruktade ägg från ett kinesiskt par som senare födde tvillingar. Två år senare dömdes He till 3 års fängelse. Han ville bli först med att använda den nya gentekniken på embryon men andra kommer att följa efter. Men det är en sak att bota sjukdomar hos vuxna individer med hjälp av genteknik, något helt annat att, kanske för all framtid, påverka evolutionen genom att manipulera embryon.

Vi människor är multicellulära. Från de första encelliga varelserna på jorden har evolutionen skapat den rikedom av arter vi har idag. Celler har slagit sig samman för att sedan specialisera sig och bilda organismer med olika organ. I embryots utveckling kan vi se denna process igen. Den befruktade äggcellen delar sig upprepade gånger och embryot differentieras och utvecklas till människa genom en komplex process som kallas ”epigenesen”. Den styrs av DNA men under påverkan från omgivningen och Mukherjee berättar om hur på 1960-talet sömnmedlet neurosedyn genom att ingripa i epigenesen orsakade missbildningar hos foster (neurosedynskandalen) och för alltid förändrade läkemedelsindustrins villkor.

Mukherjee lyfter blicken från den enskilda cellen till kroppens olika organ och han börjar med blodet. I sex kapitel berättar han om blodtransfusion, sårläkning, kärlsjukdomar, hjärtinfarkter, kolesterol och vita blodceller, särskilt de som kallas neutrofiler och deras roll i det medfödda immunförsvaret. Det är det medfödda immunförsvaret som aktiveras när vi vaccineras mot olika sjukdomar.

Ormbett aktiverar en annan del av vårt immunförsvar. Betten innehåller gift, antigener, som vi försvarar oss mot genom att våra B-celler bildar antikroppar. Mycket av forskningen handlar idag om dessa celler och användningen av dem för att bekämpa cancer. Mukherjee berättar om denna forskning som bara han kan göra. I thymus, eller brässen, en körtel högt uppe i bröstkorgen bildas T-cellerna. Dessa celler som är mycket viktiga i vårt immunförsvar upptäcktes först på 1970-talet. T-cellerna kom att få hade en central roll i AIDS-epidemin på 1980-talet. HIV är ett virus som angriper T-cellerna, och därigenom hela vårt immunförsvar, och gör oss mottagliga för infektioner. Mukherjee ger oss en levande beskrivning av AIDS-epidemins utveckling och arbetet med HIV-patienter.

Immunförsvaret skyddar oss från angrepp, men hur skiljer det mellan vän och fiende? T-cellerna har en viktig uppgift här och när det går riktigt illa angriper immunförsvaret den egna kroppen i en autoimmun sjukdom. Immunförsvaret har blivit en allt viktigare källa i sjukdomsbekämpningen och äntligen gör vi framsteg, inte minst i behandlingen av olika cancerformer. När de fantastiska forskningsframstegen om immunförsvaret gav oss övermod slog pandemin till i början av 2020 och tog ned oss på jorden igen. Sex miljoner döda i Covid-19 visade hur lite vi trots allt vet om hur immunförsvaret fungerar.

Cellerna bildar organ, hur är det möjligt, hur går det till? Muskelcellerna som bildar hjärtat samarbetar och får tillsammans hjärtat att slå. Nervcellerna i hjärnan bildar kommunikativa nätverk som ger oss tänkande, minne, känsloliv, kontroll. När kommunikationen inte fungerar, när det finns för lite transmittorsubstanser i synapserna, gapen mellan nervcellerna, blir vi deprimerade. Arvid Carlsson i Göteborg utvecklade läkemedel åt Astra som ökade halten transmittorer. På 1980-talet kom Prozac i USA som ökade serotoninhalten i synapserna. Det skrevs böcker om hur Prozac förändrade livet, men tyvärr reagerade inte alla positivt på medlet. Mukherjee försöker bota sin förlamande depression med Prozac, men tyvärr utan resultat. Sedan länge har man försökt bota depressioner med elektrochock av hjärnan och forskning pågår nu med inplanterade elektroder och mer lokal stimulans, en sorts pacemaker i hjärnan.

Alla celler, inte bara de i hjärnan, kommunicerar lokalt med varandra. Men kroppen behöver också kunna reagera som helhet och till det finns hormoner. Bukspottskörteln vållade länge huvudbry, ända tills Paul Langerhans 1869 upptäckte sina öar och Frederick Banting på 1920-talet lyckades extrahera insulin från hundar och kunde börja behandla diabetes. Mukherjees berättelse är spännande som en deckare och innehåller ett mord och ett mordförsök. Insulin är ett hormon som tillverkas i bukspottskörteln men sedan via blodet sprider sig i hela kroppen för att bryta ned socker och producera energi. Nu tar man stamceller och får dem att göra insulin och tanken är att placera dem på lämpligt ställe i kroppen.

Genom benmärgstransplantation kan mottagaren få stamceller och blodsjukdomar botas. Med stamceller kan alla organ förnyas. Stamceller finns i embryon men lagstiftning i många länder förbjuder forskning med dessa celler. Shinya Yamanaka fick nobelpriset 2012 efter att ha utvecklat metoder som förvandlar vanliga hudceller till stamceller. Men stamceller kan också göra oss sjuka. Med mutationer ger de oss cancer, men alla cancrar verkar inte beroende av stamceller. Mukherjee är själv cancerläkare och beskriver våndan av att ha patienter som dör i cancer. Han brottas med cancerns gåta och frustreras av de olika former cancern tar, hur många olika mutationer den kan bero på, och hur olika den drabbar olika människor. Cancercellen är den mest själviska av celler. Den har bara en uppgift: att växa och dela sig.

Mukherjee är cancerläkare och forskare, verksam i New York. Han har patienter och gör viktiga medicinska upptäckter, men han skriver också fantastiska, prisbelönade, böcker. The Song of the Cell är hans fjärde bok. Huvudpoängen i boken är, som titeln vill framhäva, att cellerna visserligen utgör kroppens atomer, men att det mest spännande med dem är hur de samarbetar, hur de bildar organ, hur de sjunger tillsammans.

Avslutningsvis för Mukherjee en kort diskussion om etiskt tvivelaktiga behandlingsmetoder. Han diskuterar Michael Sandels invändningar mot genetiska metoder och säger att han först lät sig övertygas men senare fått anledning att ändra uppfattning. Sandels menar att det är viktigt att acceptera den man är och inte eftersträva perfektion hos sig själv eller sina barn. Mukherjee håller inte längre med och berättar om det helvete patienten William K. med sickelcellanemi lever med. Nu görs försök att med genredigering bota sickelcellanemi och Mukherjee tror att William K. kommer att vilja få behandlingen. Moderna människor måste inte bli perfekta men vi vägrar att acceptera vårt öde. Mukherjee är en modern människa.

Bo Dahlbom