Raziskovalci so prvič uporabili natančno tehniko urejanja genoma, imenovano »urejanje baz«, za spreminjanje genoma človeških zarodkov. Objava je med raziskovalci in bioetiki vzbudila navdušenje in zaskrbljenost. Mnogi menijo, da je delo osupljiv korak k temu, da bodo strokovnjaki lahko v zarodkih popravljali mutacije, ki povzročajo bolezni. Vendar se bojijo tudi, da bi tehnologijo lahko uporabili za ustvarjanje zarodkov z »ugodnimi« lastnostmi. Dieter Egli, razvojni biolog z univerze Columbia, in njegovi sodelavci so pred dnevi svoje rezultate objavili na strani bioRxiv. Študija še ni bila recenzirana.
Prejšnje raziskave so nakazovale, da standardna, a manj natančna metoda urejanja genov na zarodkih lahko povzroči izgubo urejenih kromosomov – to pa je tehnologijo naredilo neuporabno. Novo delo pomeni konceptualni premik, ki lahko na tem področju res prinese napredek, pravi Emre Seli, porodničar-ginekolog z univerze Yale. »To bo v zgodovino vstopilo pozitivno – manj nepremišljeno, previdneje in etičneje kot prejšnji poskusi,« pravi Greg Neely, raziskovalec genomike z univerze v Sydneyju.
Nekateri raziskovalci pa so izrazili zaskrbljenost glede posledic dela. Hank Greely, profesor medicinske etike na Stanfordu, se boji, da bi premožni posamezniki raziskavo lahko uporabili kot izhodišče za urejanje baz v svojih zarodkih.
»Verjetno bi bilo mogoče z nekaj milijoni dolarjev ustanoviti laboratorij za oploditev in vitro in laboratorij za genetsko testiranje ter začeti s to dejavnostjo. In zlahka se zgodi, da bi bili rezultati tega zelo bolni otroci«
– pravi Greely. Po Eglijevih besedah tudi sami menijo, da bi bila taka pobuda prezgodnja, saj je uporaba urejanja baz na zarodkih tvegano početje.
Popravljavci genoma
Na področju urejanja genoma je še vedno odločilno delo kitajskega raziskovalca He Jiankuija, ki je leta 2018 uporabil prvo generacijo tehnike urejanja genoma, imenovano CRISPR-Cas9, za urejanje DNK človeških zarodkov. Nato je te zarodke vsadil v dve ženski, ki sta pozneje otroke tudi rodili. Njegovo delo je v strokovnih krogih povzročilo splošno ogorčenje, ker so mnogi menili, da je bila tehnologija preveč tvegana za uporabo na ljudeh. He je na Kitajskem na koncu zaradi nezakonite medicinske dejavnosti tri leta preživel v zaporu. Januarja pa je za The New York Times izjavil, da je na svoje delo zelo ponosen.
Urejanje baz je metoda urejanja genov druge generacije, ki raziskovalcem omogoča natančne spremembe DNK za eno samo bazo. Čeprav lahko tudi urejanje baz povzroči neželene genetske spremembe, je veliko zanesljivejše od starejše tehnike CRISPR, ki prereže obe verigi DNK.
Egli in njegova ekipa sta urejanje baz uporabila na človeških zarodkih v zgodnji fazi, da bi izvedla spremembo ene same baze v treh genih. Eden od njih, gen PCSK9, pomaga uravnavati raven »slabega« holesterola v krvi in je že tarča številnih zdravljenj, ki se uporabljajo za zmanjšanje tveganja za srčni infarkt ali možgansko kap. Drugi dva gena, HBG1 in HBG2, sodelujeta pri proizvodnji fetalnega hemoglobina. Raziskovalci trenutno preučujejo, ali je mogoče te gene spreminjati za zdravljenje krvnih bolezni, kot sta srpastocelična anemija in talasemija.
Pri PCSK9 je ekipa z univerze Columbia izvedla eno samo spremembo: na določenem mestu v genomu so adenin zamenjali z gvaninom, kar je povzročilo izklop gena. Dokazano je, da druge, naravno prisotne različice gena, ki prav tako povzročijo njegov izklop, zmanjšujejo tveganje za koronarno bolezen. Pri HBG1 in HGB2 so raziskovalci prav tako izvedli spremembo baze iz A v G. Tudi ta posnema naravno mutacijo, ki pomaga pri nastajanju zaščitne vrste hemoglobina, ki lahko ublaži simptome srpastocelične anemije in talasemije.
Spremembe pa se v celicah niso izvedle enakomerno: nekatere so dobile nove baze, druge so obdržale prvotne, zato je bil rezultat, strokovno rečeno, mozaičen. Po Eglijevih besedah je njegova ekipa od zaključka poskusov, opisanih v rokopisu, svoje postopke dodatno izboljšala, da bi zmanjšala mozaičnost. Dodal pa je tudi, da tehnologija še ni pripravljena za klinično uporabo, ker je pri previsokih odmerkih kratek odsek mRNK, s katerim so urejevalnik DNK vnesli v celice, povzročil zaustavitev delitve celic.
»Ti urejevalniki baz lahko škodljivo vplivajo na zarodek. Zakaj bi jih torej uporabljali, dokler tega popolnoma ne razumemo? V sedanji obliki metode ni mogoče uporabljati. To je tako jasno kot dan in noč«
– pravi strokovnjak.
Skrbi in kritike
Več raziskovalcev je izrazilo zaskrbljenost glede posledic poskusa. Na primer, tako Neely kot Fyodor Urnov, ki na univerzi Berkeley preučuje molekularne terapije, ugotavljata, da se oploditev in vitro (IVF) in genetsko presejanje že zdaj uporabljata za preprečevanje, da bi pari na potomce prenesli genetsko motnjo. Kot pravi Urnov: »S praktičnega vidika bo ta predtisk vplival izključno na hitro rastoče gibanje urejanja zarodkov, ki je usmerjeno v popravljanje dojenčkov.«
Drugi se bojijo, da bi lahko novo delo ustvarilo zelo slab precedens. »Zelo me skrbi. Vsak tak korak normalizira podobne raziskave. Ljudje se navadijo,« pravi Stuart Newman, razvojni biolog z New York Medical College.
Po Eglijevem mnenju je urejanje zarodkov bolj logično kot čakanje, da se otrok rodi, morda celo povsem odraste, in šele nato popravljanje genetskih motenj. V slednjem primeru se lahko mutacija stopnjuje, dokler ne nastane milijarde napak. Pri urejanju zarodka obstaja le en izvod, zato ga je treba popraviti, pravi. Primarna motivacija raziskave je boljše razumevanje procesa popravljanja DNK v človeških zarodkih, ki se razlikuje od tistega v poznejših starostnih obdobjih, dodaja raziskovalec. Na vprašanje, kaj meni o skrbeh, da bodo podjetja njegovo delo izkoristila, Egli odgovarja, da se zaradi tveganj ne bi smelo prizadevati v tej smeri.
Egli pa je sklenil sodelovanje s podjetjem Nucleus Genomics iz New Yorka, ki se ukvarja s pregledovanjem zarodkov in ponuja teste za presejanje zarodkov, uporabljenih pri IVF. Nucleus Genomics svojim strankam ponuja številne preiskave »genetske optimizacije«, ki vključujejo presejanje za hude genetske bolezni, pa tudi kompleksno genetsko modeliranje, katerega cilj je napovedovanje lastnosti, kot sta inteligenca in višina. Eden od raziskovalcev podjetja je soavtor nove študije.
Po besedah Kiana Sadeghija, ustanovitelja in izvršnega direktorja podjetja, je vključitev možnosti urejanja zarodkov za njihove stranke logičen naslednji korak – čeprav za zdaj ostaja le oddaljen cilj. »Vse to je del istega cilja. Prispevati k temu, da pacienti sprejemajo bolj informirane reproduktivne odločitve, da se jim rodi zdravejši otrok,« pravi.
Egli poudarja, da je odločno proti »izboljševanju« zarodkov in da bodo ustrezne raziskave to prakso zavirale:
»Raziskave so potrebne tudi zato, da zagotovijo informacije za preprečevanje napačne uporabe tehnologije.«
Po Sadeghijevem mnenju bo urejanje zarodkov prej le posebna uporaba za tiste, ki se bojijo, da bodo na otroke prenesli genetske motnje, in nimajo dovolj zdravih zarodkov za izbiro. Po njegovem urejanje zarodkov zaradi lastnosti, kot sta inteligenca in višina, trenutno ni izvedljivo. Te so namreč izjemno kompleksne in nanje skupaj vpliva številne gene, zato urejanje baz za njih ne bi bilo koristno. Poleg tega, dodaja strokovnjak, imajo njegove stranke, ki bi želele izbirati na podlagi takih lastnosti, že zdaj možnost uporabe testov podjetja za presejanje zarodkov:
»Te se v klinikah IVF že danes uporabljajo.«
