Nobelist Edmond Fischer: vähk alistatakse pigem varem kui hiljem

Foto: Raigo Pajula

Teaduses ei saa ennustada, kust ja kunas tuleb läbimurre, mis osutub revolutsiooniliseks. Eestis viibiv Nobeli preemia laureaat Edmond Fischer on veendunud, et teaduses on lisaks nutikusele erakordne roll ka õnnel ja optimismil. Haruldast külalist võõrustas ja küsitles Postimehe toimetuses Marti Aavik.

Kirjeldage palun oma Nobeli preemia pälvinud avastust – fosforülatsiooni reaktsiooni – ja selle laiemat tähendust lugejatele, kes küllap on unustanud enamiku sellest, mida neile koolis bioloogia ja keemia kohta õpetati.

See on häbematult lihtne! Keegi poleks sellele mingit tähelepanu pööranud, kui poleks välja tulnud, et see reaktsioon on oluline rakus toimuvate protsesside reguleerimisel.

Avastasime koos kolleeg Ed Krebsiga, et paljud ensüümid, millega me töötasime, eksisteerisid kahes vormis. Ühes vormis on nad inaktiivsed ja teises aktiivsed. Tuli välja, et see on valdav ensüümide regulatsiooni mehhanism. Alustasime ühe konkreetse ensüümiga. Nüüd teame, et sama mehhanism töötab ainevahetuse reguleerimisel, geenide aktiveerimisel, immuunsüsteemis ja loomulikult raku arengus, raku tsüklites jne.

Ma võrdleks seda mehhanismi valgusfooriga. Kui fooris põleb roheline tuli, võivad kõik läbi sõita. Kui lülitada sisse punane, siis kõik peatuvad, välja arvatud itaallased ja minu naine, kui tal on kiire. Põhimõtteliselt töötab meie avastatud bioloogiline süsteem samamoodi. Vahe on selles, et valgusfoor töötab põhimõttel «kõik või mitte midagi» – kas roheline või punane –, aga bioloogilises süsteemis võivad olla mängus kõik spektri värvid. Justkui iga valgusfoori reguleeriks värvimodulaator.

Tähtis on, et valgusfoori reguleerivad ensüümid – üks grupp rohelise ja teine punase sisselülitamiseks. Kui nende omavaheline tasakaal kaob, järgneb katastroof. Normaalses olukorras on tasakaal väga hea ja rakk töötab, nagu see peabki töötama. 70 protsendile kõigist vähiliikidest saab omistada põhjuse, et valke sisse lülitav ensüüm on muteerunud ja lukustunud «rohelist tuld sisse lülitama».

Kujutlege linna, kus kõik foorituled on rohelised. Rakk hakkab käituma nagu hullumeelselt kihutav auto, mille gaasipedaal on kinni kiilunud või pidurid ei tööta. Loomulikult on vähk palju keerukam nähtus, aga põhimõtteliselt nii see töötab.

Kui te 1950ndate alguses fosforülatsiooni reaktsiooni avastasite, kas te kujutasite siis ette, kui suure ja universaalse tähendusega see mehhanism bioloogias on?

Absoluutselt mitte! Meil polnud vähimatki aimu, kui levinud see reaktsioon organismis on ning millise fundamentaalse tähtsusega seetõttu. Küll aga teadsime, et see on huvitav ja oluline süsteem, ning tegelesime seetõttu asjaga edasi.

Aga me poleks suutnudki tollal kujutleda imelisi asju, mis juhtuma hakkasid, ega suurepäraseid arenguid, mis järgnesid sellel põllul töötades.

ISI andmebaas näitab enam kui 400 000 fosforülatsiooni mainivat teadusartiklit ning üsna kindlasti pole andmebaas täielik…

Jah, ja meie avaldasime esimese ja teise artikli kogu valdkonnas 1955. aastal. Praegu ilmub fosforülatsiooni käsitlevaid töid aastas 30 000 – 40 000.

Millised on teie avastuse praktilised kasutusvõimalused?

Ümberpööratav fosforülatsiooni reaktsioon on osaline paljude haiguste tekkes. Loomulikult on sel osa diabeedis, Alzheimeri ja Parkinsoni tõves, leukeemias jne. Sel on roll bakteriaalsetes haigustes, nagu koolera ja katk, ning ka viirushaiguste puhul. Eriti oluline roll on fosforülatsioonil vähi tekkes.

Pea kõik farmaatsiafirmad on huvitatud katsetest blokeerida üht või teist fosforülatsioonis osalevat ensüümi. Vähk on muidugi palju keerukam, muteerunud ensüüm on terve seeria üksikute mutatsioonide tulemus ja need on leidnud aset aastate vältel. Lõpuks viib nende mutatsioonide summa kasvaja tekkeni, arenguni ja metastaaside tekkeni. Tagajärjeks on väljakujunenud haigus.

Üks vähiravi suund on vähirakke toitva verevoolu katkestamine. Kasvamiseks vajavad ka vähirakud verevoolu. Kui see läbi lõigata, siis kasvaja sureb. Normaalsed rakud pole surematud, vaid teevad kindlal ajal harakiri. Vähirakud seda ei tee, vaid on leidnud viisi, kuidas olla surematud. Kui suudaksime kontrollida rakusurma väga komplitseeritud mehhanismi, mida me nimetame apoptoosiks, siis saaksime ka vähkkasvajad kontrolli alla.

Aga vaadake, ma tõesti usun teadusesse, ma olen optimist. Mul pole kahtlustki, et varem või hiljem… Pigem varem kui hiljem oleme võimelised panema kogu informatsiooni kokku ja saavutama kontrolli paljude vähivormide üle. Ma ei tea, kas see juhtub homme või viie aasta pärast, aga juhtub see kindlasti.

Olete rääkinud, et bioloogia ja elu tundma õppimise poole oli teil tõmme juba lapsepõlves. Milliseid seoseid näete reaal- ja eluteaduste ning humanitaaria ja kunstide vahel?

Mõlemad on asendamatud. Mõlemad on inimmõistuse püüdluste tulemus. Mind on alati tõmmanud muusika poole. Nooruses õppisin kaheksa aastat Genfi konservatooriumis klaverit, mitte professionaalide, vaid harrastajate harus. Ma poleks kunagi saanud kontserdipianistiks, sest sellel alal on vaja olla nagu Boris Becker tennises – virtuoos juba 14- või 15-aastaselt – ja sellist talenti mul polnud. Aga ma olen muusikat alati väga-väga nautinud. Ma isegi ei suutnud mõelda muusikaga raha teenimisest, see tundus kuidagi vürtspoodnikulik idee.

Teadus köitis mind seepärast, et teadus edeneb väga süstemaatilisel moel. Iga eksperiment, mille teed, annab vihje järgmiseks küsimuseks ja iga küsimus, mille esitad, annab aluse järgmiseks eksperimendiks. Teadus kasvab välja teadusest.

Mulle on teaduse juures väga köitev, et sa ei tea kunagi, kus järgmine suur läbimurre toimub, sa ei saa seda ennustada. Teaduses ei saa suurt avastust tellida ega osta. Kuluta kui palju miljoneid dollareid tahes, ei saa sa ikkagi avastust ennustada, sest sa ei tea, millal ja kust see tuleb. Sellest on ajaloos väga palju näiteid.

Mendel, kes avastas pärilikkuse reeglid, esitas küsimuse Moraavia kloostris lillherneid kasvatades. Ta märkas, et seemnetest kasvavad eri värvi õitega lillherned. Olen kindel, et inimesed olid sama märganud sajandite vältel, aga keegi polnud juurelnud, miks. Mendel oli piisavalt nupukas, et seemned sorteerida ja pidada väga hoolikalt arvet selle üle, mis toimus. Selle info põhjal lõi ta pärilikkuse reeglid, mida me tunneme mendeliaanliku geneetikana, Mendeli seadustena.

Wilhelm Röntgenit huvitas, mis juhtub elektriga, kui see läbib vaakumtoru. Ühel päeval avastas ta, et eemal olev fluorestseeruv ekraan oli valgustatud. Ta hakkas mõtlema, mis müstilised kiired seda teha võisid. Ta nimetas need x-kiirteks, nagu matemaatikas tähistatakse tundmatut, teadmata, millega oli tegu. Ta avastas, et x-kiired suudavad tungida läbi elusa aine.

Need on tõenäoliselt meditsiini ajaloo kaks suurimat avastust. Kui National Institutes of Health USAs või Eesti Teadusfondi meditsiiniharu oleks sellel ajal olemas olnud ja kas Mendel või Röntgen oleks taotlenud uuringuks raha, siis oleks olnud neil üks võimalus miljonist raha saada, sest mis seoses võiks elektriga mängimine või herneste kasvatamine meditsiiniga olla… Ometi on tegu meditsiini ajaloo suurimate avastustega.

Röntgen polnud esimene, kes vaatles x-kiirgust. Briti füüsik Crookes ehitas vaakumtorusid, suurepäraseid, muuseas. Ühel päeval tuli üks üliõpilastest ta juurde ja ütles: «Professor, kui ma teie vaakumtoru käivitasin, olid ruumis mõned fotoplaadid, kõik need on valgustatud.» Crookes hakkas üliõpilasega pahandama, et kas ta ei tea, kui palju fotoplaadid maksavad, ja et järgmine kord tuleb need kindlasti ruumist ära viia. Crookes ei esitanud kunagi küsimust, mis kiired fotoplaadid ära valgustasid.

Niisiis ei piisa üksnes vaatluste tegemisest, vaid sa pead olema piisavalt nutikas, et oluline ära tunda. Üks esimestest x-kiirte avastajatest oli venelane, aga ta polnud nii selge sõnaga kui Röntgen, kes kirjutas väga hästi. Nüüd me nimetame x-kiiri röntgenikiirteks.

Britt William Thomson, kellest sai esimene lord Kelvin, sai tuntuks tänu oma töödele termodünaamika alal ja absoluutse nulli määratlemisele, tegi ka kolm väga ekslikku ennustust. Ta ütles, et raadiolainetel pole mingit tähtsust, et ükski õhust raskem masin ei hakka kunagi lendama ja x-kiiri ei eksisteeri ning tõenäoliselt on tegu Röntgeni teaduspettusega. Kelvin oli palju osavam termomeetri kui kristallkuuli käsitsemisel.

Kelvin ütles ka, et Darwini evolutsiooniteooria ei saa paika pidada, sest evolutsiooniks pole maakeral lihtsalt aega olnud – Maa vanuseks arvas Kelvin mõnisada miljonit aastat. Vaesel Darwinil polnud sellist reputatsiooni, et end vis-à-vis Kelvini vastu kaitsta. See oli jõhker, väga jõhker rünnak.

Kelvin esines 1901. aastal kõnega, milles ta ütles, et kõik, mis füüsikas on avastada, on juba avastatud ja edaspidine töö seisneb üksnes üha täpsemates mõõtmistes. 1901. aastal!

Kas näete praegu samasuguseid teadust pärssivaid mõtlemisbarjääre teadlaste endi keskel või siis ühiskonnast pärinevaid?

Nii tihti öeldakse, et teadlased ei räägi kunagi avalikkusega. See pole tõsi. Oleme väga valmis avalikkusele teadusest rääkima, aga me ei valda kunsti rääkida ülikeerulistest asjadest lihtsalt.

Prantsuse filosoof Paul Valéry ütles kunagi, et mis on liiga lihtne, on vale ja mis on liiga keeruline, sellest ei saada aru. See on teie töö, head ajakirjanikud, kes oskavad kõndida kitsal purdel, mis lahutab liiga lihtsat sellest, mis on publikule mõistmiseks liiga keeruline.

Milliseid küsimusi te isiklikult bioloogias ja biokeemias praegu oluliseks peate?

Arvan, et see on tähtis küsimus, sest isiklikult mulle pakub teaduses palju rohkem huvi see, mida me ei tea, kui see, mida me teame. Muidugi imetlen seda, mida teadus on meile sajanditega õpetanud meist endist kui inimolenditest ja meie keskkonnast – muljetavaldav –, aga huvitavamad on sajad suured saladused.

Olen nüüdseks olnud pensionär enam kui 20 aastat. Paljud mu kolleegid on väga mures, mis neist pensionil olles saab ja mis neil siis teha on.

Ma olen ülimalt rõõmus, et olen pensionil, sest olen saanud vabaduse lugeda, mida iganes tahan. Mulle meeldib lugeda selliseid ajakirju nagu Science ja Nature. Ma ei loe üksnes teadus­artikleid, vaid ka seda kergemat osa ajakirjanumbri algusest. Enne, kui olin seotud teadusliku uurimisega, pidin kontsentreeruma sellele, mis oli oluline mu tegevuse jaoks.

Lugesin artiklit ja mõtlesin, et pean rääkima kaastöötajale, et peame proovima kirjeldatud lähenemist, katsetama seda ja teist. Nüüd pole mingit seesugust vastutust. Mul pole isegi kohustust meelde jätta, mida ma lugesin. Võin lugeda artiklit kvantfüüsikast, ehkki ma ei taipa sellest midagi, ja mõistatada, mida need inimesed püüavad välja uurida.

Vaadake, ma olen Valencia teadusmuuseumi nõuandva teadlaste kogu liige. Neil on ekstravagantne, ilusa arhitektuuriga hoone, millesarnast me Ameerikas ei suuda ehitada, sest me pole piisavalt rikkad. Aasta aasta järel – koosolekud on kord aastas – räägin neile, et teil on imeline muuseum, mis räägib meile, kuidas teadus on arenenud sajandite vältel, aga kui ma oleksin muuseumis kõndiv laps, oleksin palju rohkem huvitatud sellest, mida me ei tea. Kuidas maakeral elu tekkis? Mis on tumeaine ja tumeenergia olemus?

Ainuüksi meie oma galaktikas on tõenäoliselt 500 miljonit planeeti, mis on oma tähest sama kaugel kui Maa Päikesest – mitte liiga lähedal või liiga kaugel. Pole kahtlustki, et Linnutee galaktikas on mujalgi elu kui planeedil Maa. Linnutee on kõigest üks sadadest miljarditest galaktikatest – pole vähimatki kahtlust, et universumis on väga palju elu.

Ma arvan, et sedasorti asjadega saab luua õige seikluse tunde, mis köidaks lapsi. Inimesi köidab väga teaduslik fantastika, nagu «Tähesõjad», sest see ergutab nende fantaasiat. Olgu, see on ulme, ent tõeline teadus on küllap sama põnev kui fantastika. («Tõenäoliselt veelgi põnevam, sest teadus astub ulmest sammu edasi,» ütles professor Fischeri kaaslane – M. A.) Absoluutselt!

Aga siiski, milline on suurim küsimus? Teie arvates.

Kindlasti ei ole ühte küsimust, on sajad. Küsida minu käest praegu, mida teadus loob 20 või 60 aasta pärast, on sama, nagu sundida Ameerika kodusõja ratsaväekindralit tegema plaane III maailmasõja jaoks. (Üldine naer.) Kodusõja kindral ütleks, et andke mulle 10 000 hobusega ratsavägi ja ma garanteerin teile, et ma suudan Wa­shingtoni kaitsta.

Küsin siis teisiti: milline on kõige huvitavam küsimus bioloogias?

Kõik on huvitav. Ma arvan, et ei tasu tulevikku ennustada, sest see oleks lord Kelvini moodi rumal. Võin siiski natuke rääkida, milline saab meditsiin olema lähitulevikus. Lihtsalt sellepärast, et me teame juba praegu palju paremini, kuidas rakk töötab, mis on raku põhilised struktuurid ja mehhanismid, ja saame ratsionaalsemalt planeerida, kuidas olemasolevat teadmist meditsiinis rakendada.

Arvuteid hakatakse palju igapäevasemalt kasutama tervise jälgimiseks, enamikust troopilistest haigustest saame võitu jne. Personaalne meditsiin saab vähemalt läänemaailmas reaalsuseks, sest iga inimese genoomi kaardistamise hind on juba alla läinud ja odavneb veelgi. See annab võimaluse näiteks ühe vähiliigi kohta kindlalt öelda, et see ravim aitab teid, see mitte ja kolmas oleks hoopis kahjulik. Praegu kasutame veel kõigi jaoks ühte ravimit katse ja eksituse meetodil.

Olen päris kindel, et tänu embrüonaalsete tüvirakkude kasutamisele saab võimalikuks organite kasvatamine. Praegu püütakse mitmes riigis tüviraku-­uuringuid poliitilistel ja usulistel põhjustel takistada. Minu arvates on ebaeetiline tüvirakke mitte kasutada. Igas viljakuskliinikus hoitakse külmutatuna sadu tuhandeid viljastatud munarakke, millest enamikku ei kasutata kunagi eesmärgipäraselt, sest need on lihtsalt aegunud. Kliinikud põletavad neid ahjus ühes kõigi muude haiglajäätmetega. Öelda nüüd, et nii varases faasis embrüoid pole võimalik kasutada isegi mitte inimeste ravimiseks – just see on skandaalne!

Ma usun siiski, et üha rohkem ja rohkem inimesi saab neist enamasti religioossetest tõketest üle. Näiteks 500 aastat tagasi oli inimese surnukeha lahkamine absoluutselt keelatud. Samas võisid nad su kinni võtta, sind nagu pihvi pannil praadida ja see polnud siis inimkeha pühaduse rüvetamine. Tänapäeval on lahkamine enesestmõistetav, kui surma põhjus pole teada. Ma arvan, et samamoodi kaovad aegamööda praegused piirangud.

Tüvirakkudest võib kasvatada terve südame või näiteks pankrease rakke, mis toodavad insuliini. Võib kasvatada ajurakke, mis võivad olla abiks Parkinsoni ja Alzheimeri tõve ravimisel. Võib kasvatada närviraku, mis parandaks vigastatud selgroo. Tõsi, me ei tea siiani päris täpselt, kuidas öelda neile rakkudele, et kasvage sinna, kuhu me tahame, ja saage selleks, mida meie tahame. Mängus on hormoonid, neurofaktorid, tsütokiinid jne, aga seda ongi vaja uurida. Selleks on vaja kasutada inimese embrüonaalseid tüvirakke. On skandaalne, et niisugusele eesmärgile ollakse poliitilistel või religioossetel põhjustel vastu.

Mõelge sellele, et iga kord, kui uus tehnoloogia on tulnud kasutusele – olgu see röntgen või MRI või PET –, on see aidanud analüüsida, mis toimub selles terapeutilises või patoloogilises olukorras.

Tõenäoliselt lastaks mind ajalehest lahti, kui ma ei küsiks, mida tundsite ja mõtlesite, kui saite Nobeli preemia.

Võin vastata küll. See tuli väga suure üllatusena, innustavana, ent sellisena, mis tabab sind ikkagi siis, kui sa pole valvel. Ma mõtisklesin, miks. Kui poleks Nobeli preemiat, poleks miski olnud mu elus teisti. Oleksin jätkanud töötamist. On kummaline saada auhind selle eest, mida sa niikuinii teed.

Mõned inimesed on väga häiritud ja segaduses pärast Nobeli preemia saamist (järgnevad konkreetsed näited Nobeli laureaatidest, kes on oma kogemust isiklikult professor Fischeriga jaganud, ent nende nimed jäävad siinkohal avaldamata – M. A.), sest valitsused loovad nobelisti ümber kummalise palagani.

Olen mõttes võrrelnud Nobeli saamist sportlaste olümpiakullaga. Sportlasehakatisele räägivad vanemad, et pead treenima ja tööd tegema. Ta pingutab ühe eesmärgi nimel, ta unistus on pääseda ühel päeval olümpiale. Ta töötab aastaid nagu hull ühe eesmärgi nimel ja kui ta tuleb tagasi, kuldmedal kaelas, siis, pagan, ta saab aru, mille eest talle see anti.

Nobeli preemiaga pole nii. Sa teed oma tööd ja kui nad sind ühel päeval välja valivad, siis sa ei saa aru, miks. Miks nad valisid minu ja Ed Krebsi, mitte mõnda neist suurepärast tööd teinud inimestest, keda me ise olime preemia jagajatele soovitanud?

Teiseks pole sa oma töös kunagi üksi. Me alustasime Ed Krebsiga kahekesi laua ääres, otsides vastust lihtsale küsimusele. Kui töö algas, olid meile abiks laborandid, kui töö edenes, siis üliõpilased ja doktorandid. Meid õnnistati suurepäraste kaastöötajatega, kelleta me poleks kunagi suutnud seda tööd teha.

Kui töö sai üha tuntumaks, liitusid meie tööga sajad inimesed üle terve ilma. Nobeli preemiat tuleks mõista pigem kui kiitust kollektiivsele tööle. Võib juhtuda nagu golfis hole in one, et keegi teeb midagi olulist juhtumisi üksinda, aga enamasti see pole nii. Sajad inimesed harivad põldu ja siis juhtub midagi. Juhus mängib teaduses erakordselt suurt rolli.

Kas pärast preemia saamist tuli plahvatuslikult juurde neid, kes tahtsid teie uurimistööd rahastada?

Vastupidi. Meil oli ka ses osas piisavalt õnne, et saime Nobeli paar aastat pärast pensionile jäämist. Samas on mul endiselt uurimisprojekte, millele taotlen National Institutes of Health’ilt raha. Kui sul juba on Nobeli preemia, siis muutud väga ettevaatlikuks, sest sa lihtsalt ei taha loll välja paista. Teadust rahastavad agentuurid USAs ei hooli keda kuraditki sellest, kas sul on Nobeli preemia või mis iganes kulinad rinnal kõlkumas, vaid annavad raha sinu uuringu kvaliteedi põhjal.

Isegi erarahastajad?

Jah, ja nii see peakski olema.
Nobeli preemia muidugi muudab su elu, ent mitte kardinaalselt, vaid paljudes väikestes asjades. Näiteks poleks ma siin, kui ma poleks World Cultural Councili president, ja ma poleks president, kui ma poleks nobelist... («Võib-olla oleksid, sest me hindame ka inimlikku külge ja soovi suhteid luua,» täiendas professor Fischeri kaaslane.) … ja minu intellekti ja suurepärast välimust ning eelkõige tagasihoidlikku loomust. (Üldine naer.)

Kas teil on varasemaid kontakte Eesti või eestlastega?

Absoluutselt mitte ühtegi. Ainus, mida tean, on see, et Eesti on lame nagu pannkook ja Šveits on täis mägesid.

Vaadake ka videosalvestust Edmond Fischeri loengust Tartu Ülikooli Chemicumis.
Soovitame lugeda portaalist novaator.ee Tartu Ülikooli teaduri Darja Lavõgina populaarteaduslikku kirjutist «Mees, kelle avastused tõid loodusteadustesse uue ajastu» (07.11.2011).