CRISPR masowego rażenia

State Victoria Library Collection, CC By

W ciągu ostatniego roku pisałem wielokrotnie na blogu (i poza nim) na temat nowej technologii redagowania genomu – CRISPR/Cas9. Chociaż nie jest to pierwsza taka technologia, ani nie jest to technika najbardziej dokładna w porównaniu z innymi niedawno opracowanymi narządziami (takimi jak tzw. TALENy), to jest to jednak technika obecnie najpowszechniej stosowana.

Dodać tutaj należy, że tempo, w jakim CRISPR/Cas9 trafiło pod laboratoryjne strzechy, jest zatrważające: pierwsze prace opisujące, w jaki sposób można użyć tej techniki do redagowania genomu, opublikowane zostały pod koniec 2012 i na początku 2013 roku, czyli zaledwie trzy lata temu. Dzisiaj wielu naukowców, z którymi zdarza mi się rozmawiać na konferencjach czy wymieniać listy, podkreśla, że w ich laboratoriach prawie każdy badacz stosuje tę technikę w mniejszym lub większym stopniu.

Co wyróżnia tę metodę od innych? Jest znacznie tańsza, znacznie szybciej można zaprojektować i łatwiej i taniej zsyntetyzować niezbędne elementy do niemal każdego eksperymentu. Jest – przynajmniej teoretycznie – znacznie łatwiejsza w użyciu. Jest bardziej specyficzna niż nukleazy z motywem palca cynkowego (tzw. ZFNy). Chociaż jej oryginalna wersja cierpiała nieco na skutek licznych oddziaływań niespecyficznych – tzn. że nukleaza Cas9 cięła nie tylko wybrane miejsce w genomie, ale także inne rejony o podobnej sekwencji – to co najmniej kilka badań opublikowanych w ostatnich miesiącach pokazuje, jak da się temu zaradzić.

Nie powinno być zatem zaskoczeniem, że badacze z zapałem wzięli się za testowanie tej techniki w kontekście terapii genowych – czyli terapii pozwalających na leczenie chorób o podłożu genetycznym (a jest takich chorób wiele) poprzez korektę szkodliwych mutacji. Na początku tego roku pisałem o wstępnych (ale imponujących) wynikach trzech grup pracujących nad korektą genu odpowiedzialnego za dystrofię mięśniową Duchenne’a.

Można zatem CRISPR/Cas9 stosować do naprawy genów, ale można nią też gen uszkodzić lub całkiem usunąć. Ta druga opcja też może mieć działanie terapeutyczne. Podejrzewam, że w przyszłości będzie się ją wykorzystywać do leczenia chorób wywoływanych przez namnażające się powtórzenia w naszym DNA – taka jest na przykład przyczyna choroby Huntingtona, w której rosnąca z pokolenia na pokolenie liczba powtórzeń jednego trinukleotydu w genie kodującym białko huntingtynę prowadzi nie tylko do rozwoju choroby (dotykającej wyłącznie mężczyzn), ale także określa, jak wcześnie zaczną się objawiać symptomy tego schorzenia (im więcej potwórzeń, tym wcześniej ujawnia się choroba). Usunięcie nadmiarowych nukleotydów z pomocą CRISPR/Cas9 może zatem pomóc całym rodzinom dotkniętym tą chorobą.

Możliwości są zatem niesamowite, ale jednocześnie każdy fan science-fiction powinien złapać się za głowę: jeśli bowiem zdarzyło się wam kiedykolwiekj czytać powieść lub oglądać film, których głównym przesłaniem jest, że zagłada ludzkości nastapi nie przez nuklearną wojnę, ale przez manipulacje genami czy to ludzi, czy roślin, czy wreszcie patogenów, to zdacie sobie natychmiast sprawę, że takie scenariusze powoli zaczynają mieć coraz więcej wspólnego z science, a coraz mniej z fiction.

Jak każda bowiem technologia, tak i CRISPR/Cas9 (ale też i pozostałe technologie redagowania genomu) może zostać wykorzystany zarówno do terapii, ulepszania roślin uprawnych, a nawet prób deekstynkcji wymarłych gatunków, jak i do niszczenia gatunków niewymarłych, atakowania plonów, czy wreszcie jako broń bezpośrednio atakująca człowieka (albo przez modyfikacje naszych genów, albo poprzez „zmilitaryzowanie” groźnych patogenów).

Prawda jest taka, że niektóre z tych czarnoscenariuszowych opcji są obecnie bardziej prawdopodobne niż inne. Jestem w stanie sobie na przykład wyobrazić, że jakiś reżim tworzy owadziego szkodnika, który może niszczyć plony w innych krajach. Są już bowiem opublikowane pierwsze prace pokazujące, jak można CRISPR/Cas9 stosować do ochrony przez szkodnikami – nie jest więc jakimś wysiłkiem wyobrażenie sobie, że ktoś próbuje dokonać odwrotnych zmian w genomach szkodników.

Próby stworzenia za pomocą CRISPR/Cas9 broni wydają mi się jednak wciąż dość odległe. Głównie dlatego, że stworzenie patogenów, które mogłyby być tak wykorzystane, byłoby niezwykle trudne i wymagało nie tylko dużej znajomości tej techniki (idącej daleko poza podstawową „ogólnodostępną” opcję), ale także wielu innych metod. A kontrola nad takim patogenem, gdy już zostanie uwolniony, byłaby prawdopodobnie równie trudna – i biorąc pod uwagę to, jak szybko wiele patogenów mutuje, byłoby ją także łatwo stracić.

Wykorzystanie CRISPR/Cas9 do bezpośredniego ataku na ludzi jest jeszcze trudniejsze. Twórca takiej broni musiałby wymyślić, jak CRISPR/Cas9 dostarczyć do naszego organizmu – i to do wielu jego komórek. Musiałby znaleźć gen z wariantem bardzo specyficznym dla atakowanej populacji – a takich jest niewiele, jeśli w ogóle jakiekolwiek (trudno mi sobie wyobrazić, że istnieje jeszcze gdzieś populacja ludzka ze 100% penetracją danego wariantu, który jednocześnie nie występuje w żadnej innej populacji). No i wreszcie pytanie, co to narzędzi może zrobić, jak już do komórki dostanie: CRISPR/Cas9 robi dwie rzeczy. Rozpoznaje specyficzną sekwencją, a potem ją tnie. Jeśli zatem ten w pocie czoła znaleziony gen nie odpowiada za jakieś witalne funkcje naszego organizmu, to bez dalszego rozwoju tego narzędzia – który to rozwój ponownie wymagałby nie lada ekspertyzy w zakresie inżynierii białkowej i wielu innych dziedzin – taka broń nie byłaby bardzo szkodliwa.

Czemu zatem w ogóle dywaguję na ten temat? Otóż, ja mogę nie uważać, że CRISPR/Cas9 ma potencjał zostać użytym do stworzenia biologicznej bronii masowego rażenia, ale nie zgadza się ze mną pan James Clapper.

James Clapper ma zaś przynajmiej w dziedzinie bronii masowego rażenia pewne kwalifikacje: jest bowiem amerykańskim szefem wywiadu. We wtorek opublikowano zaś coroczny raport, którego jest autorem, oceniający stopień zagrożenia na świecie. Raport jest tworzony na podstawie informacji dostarczanej, między innymi, przez kilka poważnych amerykańskich agencji zajmujących się szeroko rozumianym bezpieczeństwem: CIA, NSA i innych.

W raporcie napisano zaś co następuje:

Biorąc pod uwagę szerokie rozpowszechnienie, niski koszt, raz szybki rozwój tej obosiecznej technologii, jej celowe lub przypadkowe nadużycie może mieć daleko idące konsekwencje dla ekonomii oraz bezpieczeństwa narodowego.

Chociaż CRISPR/Cas9 nie zostało tutaj nazwane po imieniu, wspomniany niski koszt i szybkie tempo rozwoju są raczej oczywistymi wskazówkami, że to właśnie to narzędzie mieli na myśli najwyższej rangi amerykańscy szpiedzy.

W raporcie nie ma przedstawionych żadnych potencjalnych scenariuszy opisujących, jak mogłoby dojść do biologicznej katastrofy wywołanej z pomocą redagowania genomu – z drugiej strony dostęp mamy tylko do odtajnionej części raportu, co sugeruje, że istnieje jakaś część utajniona, która być może pozwala sobie na jakieś spekulacje w tym kierunku. Trudno jednak winić Amerykanów za to, że nie chcą bioterrorystom dawać do ręki instrukcji obsługi.

Jest pewnym pocieszeniem być może, że specjaliści w temacie różnorakich bronii masowego rażenia tę nominację dla redagowania genomu przyjęli z pewnym zaskoczeniem. Piers Millet, ekspert od broni biologicznej w Centrum Woodrowa Wilsona w Waszyngtonie podkreśla to, co napisałem kilka paragrafów temu: że żeby stworzyć z pomocą tej techniki „zmilitaryzowanego” patogena, trzeba mieć nieco więcej doświadczenia niż daje magisterka z biotechnologii.

Raport więcej uwagi poświęcił zwłaszcza opcji redagowania ludzkich zarodków – o tym pisałem na blogu oraz w Gazecie Wyborczej w maju i w grudniu ubiegłego roku. Technologicznie jednak takie wykorzystanie redagowania genomu jest tak skomplikowane, że jest marna szansa, że potencjalni bioterroryści czy nawet jakieś „pirackie” państwo będą mieli dość know-how, a także mamony, żeby być w stanie stworzyć broń działającą poprzez redagowanie zarodków.

Na koniec więc dodam, że chociaż z technikami redagowania genomu i tym, jak mogą być wykorzystywane do modyfikacji ludzkich i innych genomów, zdecydowanie wyszliśmy już poza rejony fikcji, to do ich zastosowanie jako potencjalnej broni droga jest znacznie bardziej daleka – i jest spora szansa, że zanim dojdziemy w historii ludzkości do etapu, gdy dałoby się redagowanie genomu tak właśnie wykorzystać, to nie będzie już w ogóle takiej potrzeby.

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