Jak gen-dżin wyszedł z butelki i trafił do kliniki?

Po odkryciu, że DNA ma strukturę podwójnej helisy i zmapowaniu genomu człowieka mówiło się, że technologia edytowania DNA to brzask nowej ery genetycznej. W roku 2015 technologia zwana CRISPR, chwalona za demokratyzację edytowania genów dzięki niskim kosztom i łatwości zastosowania, uznana została przez magazyn Science za przełom roku.

Na początku tego miesiąca, w artykule opublikowanym przez czasopismo Nature, opisano, jak amerykańsko-południowokoreański zespół użył technologii CRISPR do wyeliminowania z embrionów mutacji genetycznej powodującej grubienie ścian serca, które często prowadzi do nagłej niewydolności sercowej. Choroba zwana kardiomiopatią przerostową (HCM) dotyka co 500 osoby i została powiązana z przypadkami nagłej śmierci młodych i zasadniczo zdrowych ludzi, w tym niektórych znanych sportowców. Choroba HCM wywoływana jest przez pojedynczy gen i każdy nosiciel tego genu z 50% prawdopodobieństwem przekaże go swoim dzieciom. Nowa technika daje widoki na zatrzymanie przekazywania choroby z pokolenia na pokolenie.

Aby zademonstrować skuteczność jej działania, zespół badawczy wykorzystał spermę ochotnika, który jest nosicielem mutacji genetycznej do zapłodnienia komórek jajowych dawczyni. Kiedy eksperyment przerwano po pięciu dniach rozwoju embrionalnego, 72% embrionów było wolnych od mutacji powodujących chorobę.

Jedną z najważniejszych innowacji w tej technice był moment interwencji. Zespół wstrzyknął substancję edytującą gen Cas9 techniką CRISPR do komórek jajowych w momencie ich zapładniania, pokonując tym sposobem dwie przeszkody, które niweczyły dotychczasowe próby. Pierwsza to tzw. „mozaicyzm”, czyli fakt, iż problematyczna mutacja genetyczna nie jest korygowana we wszystkich komórkach embrionalnych i w niektórych pozostaje nietknięta. Druga polega na tworzeniu tzw. zmian niecelowych, czyli niezamierzonych mutacji powodujących nowe problemy, np. podwyższone ryzyko zachorowania na raka.

Czy powinniśmy tylko dlatego, że potrafimy?

Genomy embrionu ludzkiego były już modyfikowane kilka lat temu w Chinach, gdzie naukowcy odnieśli sukces tylko z niewielką liczbą spośród 86 niezdolnych do życia embrionów. Najnowsza próba jest pierwszą udaną z wykorzystaniem tej techniki poza Chinami. Mimo iż w wielu krajach implantacja zmodyfikowanych genetycznie embrionów jest nadal nielegalna, podnoszą się głosy, że taki postęp nieuchronnie przybliża nas do prób z udziałem człowieka.

Krytycy tego rodzaju edytowania linii zarodkowej zaznaczają, że geny zwykle pełnią więcej niż tylko jedno zadanie w organizmie, więc zmiana tutaj może wywołać niezamierzone konsekwencje gdzie indziej. Ponadto takie skutki mogą zostać niezauważone, ponieważ zmienione geny mogą znaleźć się poza zakresem testów.

Rzeczywiście, wśród szerszej społeczności genetyków brak konsensusu co do tego, że korzyści przeważają nad kwestiami bezpieczeństwa. W jednym z wydań czasopisma Nature z 2015 roku grupa naukowców wzywa do moratorium w sprawie modyfikowania ludzkiej linii zarodkowej. Argumentują, że oprócz „nieprzewidywalnych skutków dla przyszłych pokoleń” obecne technologie mogą wywołać sprzeciw społeczeństwa, który zatrzyma rozwój terapeutycznych zmian genetycznych, które nie mają być dziedziczne.

Poza kwestiami etycznymi dotyczącymi zakresu dopuszczalnych korekt w kontekście chorób, pojawiają się jeszcze obawy przed przyszłością, w której technologia wykorzystywana będzie także do doskonalenia człowieka. Być może ostatnie wieści w sposób nieunikniony ożywiły na nowo w mediach obawy, iż takie badania prowadzą nas jeszcze dalej ścieżką ku „designerskim dzieciom” w świecie podzielonym na tych genetycznie doposażonych i pozostałych.

Najlepszą chyba odpowiedzią dla ekstremistów z obu obozów są same prace badawcze, które wprowadzają intrygujący zwrot w przeplatających się motywach science-fiction i rzeczywistości. Zgodnie z przewidywaniami testowy genom nie potraktował nowego DNA zmodyfikowanego za pomocą technologii CRISPR jako szablonu do włączenia w swój kod celem zastąpienia wadliwego genu. Zamiast tego, zastosowanie techniki uszkodziło zmutowany gen w spermie ojca, powodując skopiowanie zdrowej wersji z komórki matki.
Zatem technika ta sprawdzi się obecnie tylko w przypadkach, w których jedno z rodziców posiada zdrową wersję genu, co raczej oddala wizję selektywnego dobierania z genetycznego menu.

Być może w parze z walką z chorobami prowadzącymi do zawału powinno iść ograniczenie nagłówków skutkujących tym samym problemem.