Ważą się losy nowej technologii modyfikowania genów

20131212132427-0_0

Pod koniec lat sześćdziesiątych ubiegłego stulecia znakomity biochemik, profesor na Uniwersytecie Stanforda, Paul Berg, postanowił nawiązać współpracę z wirusologiem z Instytutu Salka, Renato Dulbecco, w którego laboratorium odbył krótki staż. W trakcie tego stażu zapoznał się z małpim wirusem SV40 i postawił hipotezę, że wirus ten może być wykorzystany jako wektor do przenoszenia genów bakteryjnych. Aby ją zweryfikować, Berg zrekrutował dwoje współpracowników i zabrał się do pracy.

Jednym ze współpracowników Berga w tym przedsięwzięciu była doktorantka Janet Mertz, której pomysł nie do końca się podobał. Przyczyną jej niepokojów było to, że o wirusie SV40 wiadomo było już wówczas, że jeśli umieści się go w hodowli komórek ludzkich, to w komórkach tych często dochodzi do przemian nowotworowych. Pomimo więc tego, że był to wirus wyizolowany z małp, istniała szansa, że może on oddziaływać bezpośrednio na komórki ludzkie. W lecie 1971 roku Mertz wzięła udział w warsztatach przeprowadzonych w Cold Spring Harbor Laboratory w Nowym Jorku, gdzie swoimi wątpliwościami podzieliła się z innymi uczestnikami.

Wielu badaczy zarówno prywatnie jak i publicznie wyraziło swoje zaniepokojenie planowanymi przez Berga eksperymentami. W trakcie ostatniego wykładu warsztatów w CSHL mikrobiolog Robert Pollack miał ponoć powiedzieć, że nikt nie powinien mieć prawa do przeprowadzania tego typu eksperymentów, skutków których dla ludzkiego zdrowia nie jesteśmy w stanie przewidzieć, w tajemnicy i bez składu i ładu, tylko po to, aby móc sobie zagwarantować palmę pierwszeństwa ogłoszeniem wyników na konferencji.

Ostatecznie Berg postanowił opóźnić przeprowadzenie tych doświadczeń. Zamiast tego po powrocie do swojego laboratorium skontaktował się z Robertem Pollackiem i poprosił o pomoc w zorganizowaniu konferencji na temat zagrożeń związanych z wirusami powodującymi raka. Konferencja odbyła się rok później w Asilomar i zapoczątkowała serię spotkań, które doprowadziły do drugiej konferencji w Asilomar w 1975 roku poświęconej badaniom nad rekombinowanym DNA.

Na spotkanie, znane jako Asilomar II, które odbyło się w lutym 1975 roku, zaproszono międzynarodową elitę biologii molekularnej – 90 badaczy amerykańskich oraz 60 naukowców z 12 innych krajów. Skutkiem konferencji była lista zaleceń, w jaki sposób powinno się prowadzić pewne rodzaje eksperymentów z wykorzystaniem rekombinowanego DNA – te wytyczne stały się podwalinami etycznych zasad, którymi kierują się dzisiaj badacze wykorzystujący inżynierię genetyczną.

Chociaż uczestnicy konferencji w Asilomar zdefiniowali dobrze, w jaki sposób modyfikowane mogą być geny różnych organizmów – głównie wirusów i bakterii – to nie przewidzieli jednego: że technologia rozwinie się tak bardzo, że pewnego dnia będziemy w stanie modyfikować nie tylko geny mikroorganizmów, ale także nasze własne. To jednak stało się możliwe w ostatniej dekadzie wraz z rozwojem technik redagowania genomu, a zwłaszcza w ostatnich trzech latach dzięki odkryciu nowej metody zwanej CRISPR/Cas.

Z możliwościami zastosowania CRISPR/Cas wiąże się tyleż nadziei, ileż obaw. Naukowcy pracujący nad rozwojem tej technologii uznali problem za na tyle palący, że na początku tego roku zwołali konferencję na wzór spotkania w Asilomar – tym raza w Napa, w Kalifornii. Rezultatem tej konferencji był apel wystosowany w piśmie Science, w którym badacze nawoływali do rozwagi i do bardziej dogłębnych dyskusji, zanim technologię zacznie stosowań się szerzej u ludzi. Największy niepokój budzi tutaj możliwość zastosowania tej techniki w ludzkich komórkach rozrodczych – zmiany wprowadzone w tych komórkach byłyby bowiem dziedziczne, co oznacza, że jeszcze nieznane nam konsekwencje takich modyfikacji odczułyby także kolejne pokolenia naszych potomków.

W ciągu 2015 roku podobnych apeli w międzynarodowej prasie naukowej ukazało się znacznie więcej. Możnaby pomyśleć, że świat naukowy wpadł w panikę i straszy nas na wyrost. Możnaby – gdyby nie to, że w kwietniu świat obiegła wieść, że modyfikacji ludzkich embrionów z pomocą CRISPR/Cas już dokonano. W pracy opublikowanej w branżowym piśmie Protein & Cell grupa chińskich badaczy opisała zastosowanie tej techniki do redakcji zmutowanego genu odpowiedzialnego za rzadką formę anemii. Chociaż zarodki zastosowane w badaniu były genetycznie wadliwe do takiego stopnia, że nigdy nie miałyby szansy przetrwać, badanie i tak wywołało liczne kontrowersje.

Chociaż do od czasu publikacji minęło już ponad pół roku, praca ta pozostaje jedyną, w której pokazano, że ludzkie zarodki można modyfikować za pomocą techniki CRISPR/Cas. Nie oznacza to jednak, że badacze osiedli na laurach. Tylko w tym roku opisano wykorzystanie tej metody do modyfikacji genetycznych (często, chociaż nie zawsze, dziedzicznych) u psów, które stosować potem można do badań jako model chorób ludzkich. U roślin – w 2015 badaczom udało się zmodyfikować między innymi ziemniaka, pomidora oraz jęczmień. U owadów – zaledwie miesiąc temu ukazało się badanie opisujące, jak redagowanie genomu może być wykorzystane do modyfikacji komarów przenoszonących zarodźca malarii tak, aby na tego pierwotniaka stały się oporne. Chociaż metodę zademonstrowano już na komórkach ludzkich, nie  ma jeszcze prac opisujących jej zastosowanie terapeutyczne u ludzi in vivo. Ale długo pewnie nie będziemy na to czekać, zwłaszcza że widzieliśmy już zastosowanie do tego pokrewnych technik TALEN i ZFN.*

Tempo rozwoju tej technologii jest zatrważające, a jej potencjalne zastosowanie jest ogracznione tylko możliwościami naszej wyobraźni. Tutaj pojawia się jednak jeden problem: ten niesamowity rozwój i te bezkresne możliwości istnieją w prawniczej i regulacyjnej próżni. Innymi słowy, prawdodawstwo na całym świecie w sposób dramatycznie nie nadąża za rozwojem nauki.

Biorąc to wszystko pod uwagę nie powinno być zaskoczeniem, że CRISPR/Cas doczekało się swojego Asilomar – spotkanie, które odbyło się właśnie w Waszyngtonie jest dla redagowania genomu tym, czym dla badań nad rekombinowanym bakteryjnym DNA było Asilomar II. Między tymi spotkaniami jest jednak jedna dramatyczna różnica. Podczas gdy na Asilomar II zaproszono jedynie 16 dziennikarzy, którzy mieli prawo obserwować spotkanie tylko pod warunkiem, że nic na jego temat nie opublikują do czasu zakończenia konferencji, spotkanie w Waszyngtonie jest wzorem transparentności. Wykłady były transmitowane na żywo w internecie, spotkanie było zaś organizowane tak, aby zapewnić jak najszerszy dostęp publiczności.

A było co oglądać. Skład paneli dyskusyjnych powalić może na kolana każdego fascynata nauki – na konferencji obecni byli praktycznie wszyscy badacze, którzy mieli jakikolwiek wkład w rozwój technologii CRISPR/Cas (a wbrew pozorom jest tych osób sporo). Obok odkrywców CRISPR/Cas – Jennifer Doudna’y, Emmanuelle Charpentier oraz Fenga Zhanga – w trakcie wykładów mieliśmy okazję już pierwszego dnia wysłuchać chociażby Keith Jounga, który jest pionierem innej technologii redagowania genomu (tzw. programowalnych nukleaz z motywem palców cynkowych), George’a Churcha, którego możecie kojarzyć z jego planów wskrzeszania mamutów, czy Erica Landera, który kierował projektem sekwencjonowania ludzkiego genomu.

Chociaż pierwsze wykłady powoli wprowadzały nas w świat CRISPR/Cas, już na początku spotkania kilkoro prelegentów wyłożyło skomplikowaną kawę na ławę. Alta Charo z Uniwersytetu w Wisconsin zrecenzowała dla publiczności światowy stan prawny regulacji dotyczących modyfikowania ludzkiego genomu. I okazało się, że chociaż takie regulacje już istnieją w niektórych krajach (w Stanach Zjednoczonych, Unii Europejskiej, Japonii czy Korei), to po pierwsze są one niesamowicie różnorodne, a po drugie osoby, które je zaprojektowały, nie zawsze były w stanie przewidzieć zastosowania, na które pozwala nam dzisiaj CRISPR/Cas.

Kwestie legislacyjne ciągnąć się pewnie będą jeszcze latami, co nie oznacza, że do pewnego stopnia regulować nie może się samo środowisko naukowe. Stąd też już pierwszego dnia rozgorzała dyskusja na temat redagowania genomów komórek linii rozrodczej. Dyskutancji postawili nas przed ciekawym problemem: technikę CRISPR/Cas można stosować do leczenia embrionów z ciężkich chorób dziedzicznych (takich, jak wspomniana wcześniej rzadka forma anemii). I o ile część z nas może się czuć nieswojo z takim wykorzystaniem tej technologii, jeśli zastosowanie to zdefiniujemy sobie jako formę terapii, łatwiej będzie nam zaakceptować ją na gruncie moralnym. Jednocześnie jednak technikę CRISPR/Cas stosować można też do „ulepszania” naszych genów, do tworzenia „dezajnerskich” dzieci: zdrowszych, bardziej inteligentnych, szybciej rozwijających się. I taką aplikację moralnie trudno jest już uzasadnić.

I tutaj właśnie pojawia się dylemat: nie posiadamy narzędzi, które pozwoliłyby nam rozpoznać, która zmiana w genomie ma cel terapeutyczny, a która kosmetyczny. Czy oznacza to, że powinniśmy zakazać stosowania technologii w celach terapeutycznych tylko po to, żeby jednocześnie ograniczyć zastosowania kosmetyczne? Czy może pozwolić na jedno i drugie zgodnie z zasadą, że zmiany kosmetyczne nikomu nie zaszkodzą, a zmiany terapeutyczne na pewno komuś pomogą?

Implikacje tej decyzji nie dotyczą jednak tylko medycyny. Łatwo bowiem sobie wyobrazić, jak takie kosmetyczne zastosowanie redagowania genomu doprowadzić może do rozwarstwienia społecznego. Ba, jeśli rozwarstwienie to zachodzić będzie nie na poziomie ekonomicznym, ale biologicznym, zaryzykować można nawet stwierdzenie, że możemy sami na sobie wymusić specjację (wyodrębnienie nowego gatunku). Taki proces nie jest czymś, co bylibyśmy w stanie zaobserwować w skali czasowej ludzkiego życie. Ale czy jest to możliwe?

Gdybyście czterdzieści lat temu zapytali uczestników Asilomar II, czy kiedyś będziemy mieli narzędzia do tego, aby wyleczyć chorą dziewczynkę majstrując w jej własnych genach, aby naprawić szkodliwą mutację, prawdopodobnie usłyszelibyście jakiś komentarz na temat tego, że niektóre pomysły to nauka, inne zaś to science-fiction.

Czy możliwe jest, że CRISPR/Cas kiedyś doprowadzi do powstania nowego gatunku człowieka? Spotkanie w Waszyngtonie odpowiedzi nam na to pytanie nie udzieli – jego uczestnicy zajmują się nieco bardziej przyziemnymi sprawami, i próbują zidentyfikowac problemy, które CRISPR/Cas może nam pomóc rozwiązać teraz, a nie za 1000 lat. Ja zaś powiem tylko tyle: niektóre pomysły to nauka, inne zaś to science-fiction.

*Wcześniejsza wersja tego tekstu nieprawidłowo donosiła o zastosowaniu technologii CRISPR do wyleczenia z białaczki kilkuletniej dziewczynki – o czym media doniosły wcześniej w tym roku. W istocie w terapii tej pacjentki zastosowano technikę TALEN. Za pomyłkę przepraszam. H/t @szescstopni.

3 Comments

  1. „Jednocześnie jednak technikę CRISPR/Cas stosować można też do „ulepszania” naszych genów, do tworzenia „dezajnerskich” dzieci: zdrowszych, bardziej inteligentnych, szybciej rozwijających się. I taką aplikację moralnie trudno jest już uzasadnić.”

    Czy aby na pewno tak trudno to uzasadnić ? Czy jest jakiś rodzić, który by tego nie chciał dla swoich dzieci? Jedynym problem jest ewentualna dostępnosć takiego zabiegu, choć wszsytkie nowości są napierw drogie i malo dostępne ale przy rozsądnym podejściu do tematu udałoby się doprowadzić do popularyzacji i spadku ceny.

    Liked by 1 osoba

    1. No chyba owszem trudno. Bo co z tego, że każdy rodzic może tego chcieć dla swoich dzieci, jeśli nie każdego rodzica będzie stać. Fajnie jest oczywiście rozważać, jak to będzie, gdy technika stanie się tak tania, że każdego będzie stać, ale prawda jest taka, że nigdy nie będzie na to stać wszystkich. Tak jak dzisiaj wielu ludzi nie stać na inne powszechne luksusy, od wyjścia do kina poczynając a na wczasach w Egipcie kończąc.

      Dodać natomiast muszę też, że argument jest, jak na razie, raczej czysto akademicki, ponieważ metoda nie jest jeszcze na tyle bezpieczne, żebyśmy mogli ją stosować w embrionach nawet w celach terapeutycznych. A gdy już będzie – wciąż pozostanie kwestia tego, czy rozumiemy, co takie zmiany w genach mogą zrobić, czy naprawienie genu powodującego jedną chorobę nie wywoła innej.

      Tutaj dobrym aktualnym przykładem jest na przykład gen CCR5, który jest szeroko badany pod kątek terapii genowej u ludzi zarażonych wirusem HIV. Wynika to stąd, że gdybyśmy byli w stanie usunąć (czy też inaczej wyłączyć) ten gen, to taki pacjent stałby się na wirusa odporny, ponieważ wirus wykorzystuje ten receptor do rozpoznawania komórek, które chce atakować. Czyli wszystko cacy. Tyle tylko, że usunięcie tego genu spowodowałoby, że taki pacjent były tuzin razy bardziej wrażliwy na atak przez wirusa Zachodniego Nilu. Spod deszczu pod rynnę.

      Nie zrozum mnie źle. Technologia jest niesamowita. Ale po prostu za mało wiemy na razie o nas samych, aby na serio rozważać jej „kosmetyczne” zastosowania, niezależnie od tego, jak bardzo dumnymi jesteśmy rodzicami.

      Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s