Nasze magazyny
Kluczem jest zrozumienie, na czym polega edycja genów. Najłatwiej wyjaśnić to na przykładzie... edytora tekstów, w którym można swobodnie przestawiać, wycinać czy wklejać zarówno litery, jak i całe wyrazy bądź zdania. Otóż naukowcy potrafią dzisiaj modyfikować na podobnej zasadzie informację genetyczną. Dzięki technologii CRISPR, nazywanej molekularnymi nożycami, udaje się przeciąć w dokładnie wyznaczonym miejscu DNA, by usunąć jego fragment lub przenieść go w inne miejsce. W odróżnieniu od metod modyfikacji genetycznych stosowanych w produkcji GMO, wykorzystywanie CRISPR nie musi się wiązać z wprowadzeniem do modyfikowanego genomu obcego genu (np. do genomu rośliny – genu bakterii).
Można powiedzieć, że CRISPR naśladuje naturalny mechanizm występujący u niektórych organizmów jednokomórkowych, które zaatakowane przez wirus wycinają fragment jego kodu genetycznego i przyklejają go do swojego, by w przyszłości móc rozpoznać wroga (tyle że mamy tu dwóch uczestników zdarzenia, niejako biorcę genu i jego dawcę, co nie jest konieczne w przypadku edycji genów za pomocą CRISPR). Naukowcy rozszyfrowali ten naturalny mechanizm i wykorzystują go obecnie w terapii chorób genetycznych, jak chociażby dystrofii mięśniowej Duchenne'a. Znalazł też zastosowanie w leczeniu prenatalnym - niedawno ogłoszono sukces w łagodzeniu objawów hydrodysplazji ektodermalnej u kilkorga małych pacjentów przed ich narodzinami. Edycja genów jest też przedmiotem zainteresowania naukowców działających na ludzkich embrionach zgodnie z zasadami bioetyki, według których zarodki wykorzystywane w laboratorium nie mogą być przetrzymywane dłużej niż 14 dni.
Dotychczas nikt nie odważył się "wyhodować" człowieka z embriona poddanego modyfikacji genetycznej Dlatego tak wielkie poruszenie na całym świecie wywołał komunikat zespołu chińskich naukowców pod kierownictwem He Jiankui, któremu udało się przeprowadzić edycję genów u dwóch żeńskich zarodków. Co więcej, została złamana zasada "14 dni". Komunikat zawiera bowiem informację, że eksperyment zakończył się powodzeniem: dziewczynki - bliźniaczki - przyszły na świat w listopadzie 2018 r. To zbulwersowało środowisko naukowe. Postronni specjaliści żądają dowodów na istnienie dziewczynek (autorzy eksperymentu jedynie powiadomili o jego przeprowadzeniu w mediach internetowych), a uczelnia, na której pracuje He Jiankui, oznajmiła, że nie ma nic wspólnego z tym badaniem1. Dlaczego chińscy eksperci spotkali się z taką niechęcią, skoro CRISPR jest już zatwierdzoną metodą leczenia różnych schorzeń?
Odpowiedź jest prosta: żaden z embrionów wykorzystanych w eksperymencie nie był obciążony jakąkolwiek wadą genetyczną, co usprawiedliwiałoby w opinii świata nauki zastosowanie CRISPR. He Jiankui postanowił po prostu "wyhodować" ludzi odpornych na HIV, czyli na wirus, który trwale osłabia układ odpornościowy, co prowadzi do wielu problemów zdrowotnych, w tym nowotworów i AIDS2. Zjadliwość tego patogenu jest bardzo duża, a trafiwszy raz do organizmu człowieka, zadomawia się w nim na dobre. Dotychczas udało się potwierdzić zaledwie jeden przypadek całkowitego wyleczenia. Dlatego też, chociaż działanie chińskich naukowców ma na celu pokonanie wirusa, obrana przez nich metoda wydaje się niezgodna z etyką zawodową i rodzi pytania o granice ingerencji w DNA człowieka.
CRISPR: nieuczciwe praktyki naukowca?
He Jiankui twierdzi, że chciał doprowadzić do narodzin dzieci całkowicie odpornych na HIV i wolnych od tego wirusa - dawcy nasienia biorący udział w badaniu byli nosicielami HIV, czyli istniało ryzyko, że przekażą go potomstwu. Dlatego zanim przeprowadzono zapłodnienie (metodą in vitro), całkowicie wyeliminowano HIV z nasienia ochotników1,2. Podczas konferencji w Hongkongu He Jiankui ujawnił ponadto, że za pomocą technologii CRISPR zmutował u zarodków gen CCR5 w taki sposób, by uniemożliwić przenikanie HIV do komórki (mutacje CCR5 występują naturalnie u niewielkiej liczby osób, które dzięki temu są chronione przed licznymi odmianami HIV)3.
Wiele wskazuje też na to, że naukowiec postąpił niezgodnie z zasadami etyki, ponieważ z udostępnionej przez niego w internecie ankiety wynika, że osoby biorące udział w badaniu w razie rezygnacji miały ponieść karę finansową. Ale nie to budzi najwięcej kontrowersji. Technologia CRISPR wykorzystywana do ingerowania w DNA osób już narodzonych zmienia jedynie konkretny odcinek łańcucha DNA i wydaje się, że nie ma to żadnych nieoczekiwanych następstw. Inaczej może być w przypadku embrionów. Chodzi o embrionalne komórki macierzyste, które mają zdolność do różnicowania się w kierunku poszczególnych tkanek organizmu. Zdarza się jednak, że ten proces zakłóca sama natura, co prowadzi do powstawania tzw. potworniaków (np. zębów na jajnikach) lub nieuleczalnych chorób, w tym postępującego kostniejącego zapalenia mięśni.
Nic więc dziwnego, że sceptycznie nastawieni do eksperymentu naukowcy są zaniepokojeni tym, co zrobił He Jiankui. Obawiają się, że CRISPR może powodować nieplanowane mutacje genów w dowolnych odcinkach DNA. I chociaż chiński naukowiec zapewnia, że jego eksperyment nie wymknął się spod kontroli, jest jeszcze za wcześnie, by ogłosić pełne zwycięstwo: możliwe, że mutacje dadzą o sobie znać później.
Kontrowersje wokół badań kierowanych przez chińskiego naukowca podsyca to, że w przypadku jednego z embrionów nie udało się przeprowadzić pełnej mutacji genu odpowiedzialnego za wpuszczanie wirusa do organizmu. Większość naukowców uznałaby to za wystarczający powód do przerwania eksperymentu, tymczasem He Jiankui umieścił ten zarodek obok siostrzanego i doprowadził do narodzin obu dziewczynek1.
CRISPR kontra HIV: opinie na temat eksperymentu
Zdaniem Robina Lovell-Badgera z Francis Crick Institute w Wielkiej Brytanii mutacje genu powiązanego z aktywnością HIV w organizmie zdarzają się w populacji chińskiej rzadko, nie wiadomo więc, jakie konsekwencje pociągnie za sobą ingerencja w DNA dziewczynek. Natomiast według George'a Churcha z Uniwersytetu Harvarda odrzucenie takiej metody profilaktyki sprawi jedynie, że zejdzie ona do podziemia medycznego, co z pewnością wpłynie na jakość badań i - co się z tym wiąże - bezpieczeństwo pacjentów poddawanych edycji genów.
Chiński wiceminister ds. nauki i technologii Xu Nanping oświadczył wprost, że badanie He Jiankui jest bezczelnym pogwałceniem regulacji prawnych obowiązujących w Chinach. Naukowiec uspokaja zaś opinię publiczną: we krwi pępowinowej dziewczynek nie wykryto żadnych niepokojących zmian. Jednocześnie zaznacza, że bliźniaczki będą poddawane testom przez wiele lat, zanim naukowcy upewnią się, że wszystko przebiegło po ich myśli. Sporo pytań pozostaje jednak bez odpowiedzi. Kim są rodzice dziewczynek? W której placówce medycznej lub naukowej przeprowadzono ten eksperyment? Skąd He Jiankui miał pieniądze, skoro uniwersytet, na którym jest zatrudniony, zaprzecza, by cokolwiek wiedział o badaniach? Czy uczestnicy badania zostali poinformowani o możliwych zagrożeniach związanych z edycją genów? To rodzi kolejne wątpliwości co do uczciwości autorów pracy. Minister Xu Nanping zarządził więc przerwanie badań i przesłuchanie uczestniczących w nich naukowców1.
Jaki zatem argument przemawia na korzyść eksperymentu He Jiankui? Wydaje się, że żaden. Czy chiński naukowiec jest przedstawicielem medycznej awangardy, przecierającym szlaki dla przyszłych pokoleń naukowców, czy też bliżej mu do groźnych eksperymentatorów gotowych zrobić wszystko dla sławy? Czas pokaże. Tymczasem niech planowanie przyszłości dzieci ograniczy się do marzeń rodziców, kim będą ich pociechy, kiedy dorosną. Dodajmy, że He Jiankui to 34-letni naukowiec, który wrócił do Chin ze Stanów Zjednoczonych, gdzie studiował i rozpoczynał karierę naukową.
Julia Cember
Bibliografia
- "The CRISPR bombshell", New Scientist, 8 December 2018
- Clare Wilson, A brave new world?, New Scientist, 8 December 2018
- https://www.nature.com/articles/d41586-018-07573-w
