CRISPR/Cas zgarnia Nagrodę Nobla

No i stało się to, co przewidywano już od kilku lat: noblowski komitet przyznał tegoroczną nagrodę w dziedzinie chemii Jennifer Doudnie i Emmanuelle Charpentier za rozwój metody redagowania genomu za pomocą narzędzia CRISPR/Cas. Ja oczywiście jestem wiadomością niesamowicie podekscytowany i to pomimo faktu, że w ostatnich latach zacząłem dochodzić do przekonania, że Nagrody Nobla są anachroniczne i w pewnym sensie często szkodliwe dla tego, jak nauka postrzegana jest przez laików (tutaj zgadzam się w zasadzie całkowicie z Edem Yongiem).

Niemniej jednak tematyka jest tak bliska memu sercu, że nawet ta rosnąca niechęć do gloryfikacji indywidualnych osiągnięć w nauce nie powstrzyma mnie od cieszenia się, że Królewska Szwedzka Akademia Nauk doceniła znaczenie metod redagowania genomu opartych na CRISPR/Cas. A jest co doceniać.

Zastosowanie metody CRISPR/Cas w komórkach ssaczych zostało zademonstrowane przez Fenga Zhanga z Instytutu Broad oraz Georga Churcha i Prashanta Mali z Uniwersytetu Harvarda zaledwie pół roku po przełomowej pracy Doudny i Charpentier. Była to taką rewelacją, że w podsumowaniu roku 2013 magazyn Science umieścił ją na drugim miejscu listy największych odkryć roku. A warto dodać, że miejsce pierwsze zajęła znacznie wówczas już dojrzalsza immunoterapia przeciwnowotworowa (za którą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny przyznano dwa lata temu).

CRISPR/Cas okazał się taką rewelacją – jako metoda relatywnie tania, łatwiejsza do zaprojektowania niż wcześniejsze techniki redagowania genomu oparte na programowalnych białkach, zamiast programowalnego RNA (ZFNy i TALENy) – że w 2015 zobaczyliśmy pierwsze próby redagowania genów w ludzkich embrionach. Te badania chińskiej grupy doprowadziły do pierwszych publicznych apeli nawołujących do moratorium na stosowanie tych technik w komórkach ludzkiej linii zarodkowej. Zastosowanie CRISPR/Cas do naprawy genów w ludzkich embrionach (lub komórkach rozrodczych) jest jedną z czarniejszych kart krótkiej historii tej techniki. Nieco później w 2015 Thomson Reuters umieścił Doudnę i Charpentier na liście laureatów cytowań – laureaci z tej listy nierzadko później znajdowali się wśród zdobywców Nagrody Nobla.

Nobla w 2015 jeszcze nie było, ale lista publikacji donoszących o nowych to zastosowań metody, które zaledwie pięć lat wcześniej wydawały się kompletnie nieosiągalne, rośnie od 2012 roku w tempie porównywalnym chyba tylko z tegorocznym wysypem prac dotyczących wirusa SARS CoV2. Nie dziwota więc może, że pod koniec 2015 doczekaliśmy się spotkania nazywanego czasem kolejnym Asilomar – pierwszego Międzynarodowego Szczytu dotyczącego Redagowania Ludzkiego Genomu.

Oczywiście CRISPR/Cas stosowań można do wielu rzeczy, nie tylko zmiany genów. Niemal każda (a może po prostu każda?) aplikacja, która wymaga rozpoznania fragmentu DNA lub RNA, a następnie jakiejś jego modyfikacji, może być obecnie wykonana za pomocą jakiejś wersji tej metody – wymagając najczęściej jedynie zastosowania nieco zmodyfikowanego wariantu białka Cas9. Okazuje się, że metodę można wykorzystać też do zwalczania wirusów – co ma sens biorąc pod uwagę, że ten molekularny system odkryto u bakterii, gdzie pełni on rolę mechanizmu obronnego chroniącego je właśnie przez wirusami. W 2016 zaproponowano na przykład wykorzystanie go do terapii HIV. Na terapię nie ma co prawda chyba co liczyć, ale z laboratorium Fenga Zhanga wyszła też znacznie bardziej obiecująca metoda wykorzystująca CRISPR, służąca do diagnostyki wirusowej.

Nie powinno więc być może zaskoczeniem, że trwają zaawansowane prace nad wykorzystaniem podobnych metod do detekcji SARS CoV2. Pojawiły się też wstępne prace sugerujące zastosowanie CRISPR/Cas do terapii antywirusowej w walce z COVID19 (ale tutaj szybko dodam, że wciąż powinniśmy jednak raczej liczyć na szczepionkę; problemem w opracowaniu takich terapii jest to, jak bezpieczenie i efektywnie dostarczyć lek – CRISPR/Cas – do wszystkich zainfekowanych komórek).

Potencjał jest zatem ogromny. I jak to bywa, gdy potencjał jest nie tylko duży, ale łatwo realizowalny, i w oczywisty sposób komercyjny, od wczesnych dni rozwoju tych metod trwa batalia o patenty między Instytutem Broad reprezentującym Fenga Zhanga, a Uniwersytetem Kalifornijskim w Berkeley, gdzie znajduje się laboratorium Jennifer Doudny. A jest o co walczyć, bo szansa na olbrzymią mamonę dla instytucji, która patent ostatecznie dostanie, jest ogromna. Zainteresowanie jest conajmniej dwojakie: z przemysłu biomedycznego, który chętnie wykupiłby licencję, aby metodę stosować w celach terapeutycznych, oraz z przemysłu rolniczego, który zastosowanie metody widzi w modyfikacjach roślin. Walka toczy się oczywiście pomiędzy prawnikami, ale obie instytucje prowadzą też kampanie marketingowe – i jednym z objawów takiej kampanii była publikacja pracy opisującej historę rozwoju techniki przez szefa Instytutu Broada, Erica Landera. O tym, dlaczego była ta praca tak kontrowersyjna, możecie poczytać tutaj.

No więc bitwa o patenty trwa. W Stanach Zjednoczonych na razie górą jest wciąż Instytut Broad, chociaż nie wiadomo, czy klamka już zapadła. Europejski Urząd Patentowy patenty przyznał Doudnie i Charpentier. Ta walka o prawo do większej mamony mocno zniesmacza krytyków uważających, że tych metod nie powinno być wolno patentować, tak jak nie powinno być wolno patentować ludzkich genów. Realiście zwracają uwagę, że biorąc pod uwagę, jak bardzo rozwinęła się ta dziedzina przez ostatnie 8 lat i co dokładnie znajduje się w tych oryginalnych patentach, cała ta dyskusja jest bezprzedmiotowa, bo patentów jest już obecnie dziesiątki, jeśli nie setki, wiele na metody lepsze i skuteczniejsze od tych najpierwsiejszych. I że ktokolwiek wygra tę debatę, zdobędzie zwycięstwo raczej pyrrusowe.

Ten patentowy spektakl odszedł w dalszy cień trzy lata temu. Najpierw w Nature ukazała się praca grupy badaczy amerykańskich opisująca redagowaniu ludzkich embrionów. Praca ostatecznie wzbudziła dużo kontrowersji merytorycznych. Nieco ponad rok później, tuż przed rozpoczęciem drugiego Miedzynarodowego Szczytu dotyczącego Redagowania Ludzkiego Genomu, świat obiegła wiadomość, że w Chinach dokonano modyfikacji ludzkicj zarodków – w tym nie byłoby jeszcze nic dramatycznego, jednak tym razem zarodki te zostały użyte do zapłodnienia metodą in vitro, i na świat przyszła dwójka pierwszych modyfikowanych genetycznie dzieci. O awanturze pisałem wówczas w Gazecie Wyborczej (czytelników i czytelniczki nieposiadających prenumeraty z góry przepraszam), a także pod koniec roku, gdy Nature umieściło He, chińskiego naukowca prowadzącego te badania, na liście 10 osobowości w nauce w roku 2018. Chociaż akurat w przypadku He to wyróżnienie było raczej niechlubne.

Od tamtego czasu niestety przycisnęły mnie obowiązki zawodowe i na blogu tekstów o CRISPR już wiele więcej nie było. Dodam więc tylko zatem, że: doniesień o wojnie patentowej było więcej (doskonale pisze o tym Antonio Regalado z MIT Tech Review), saga wokół He trwała przez praktycznie caly 2019 rok – ponieważ badacz umieszczony został w areszcie domowym przez władze chińskie, które do jego osiągnięć ściągających na Chiny krytykę całego świata, podeszły z mniejszym zrozumieniem niż się może spodziewał, a pod koniec zeszłego roku został skazany na trzy lata więzienia. Pierwszych zatwierdzonych terapii wykorzystujących CRISPR/Cas wciąż nie ma, ale lista zaawansowanych prób klinicznych jest długa, a zaledwie kilka miesięcy temu zobaczyliśmy pierwsze wyniki sugerujące, że szansa na taką terapię w leczeniu raka płuc może już być na horyzoncie.

Królewska Szwedzka Akademia Nauk w uzasadnieniu nadania nagrody napisała, że jest ona przyznana za rozwój metody redagowania genomu. Nagroda jest z całą pewnością zasłużona, ale niewątpliwie wzbudzi wiele kontrowersji. Ćwierkacz już dzisiaj nawoływał fanów Fenga Zhanga, pytając dlaczego nie został on uwzględniony, skoro nagrodę można przyznać trójce badaczy. Inni komentatorzy sugerują, że po prostu nie zasłużył, bo odkrycie Doudny i Charpentier było koncepcyjne, zaś wyniki Zhanga były na poziomie inżynierii – lub innymi słowy, chociaż jego praca opisująca pierwsze zastosowanie w komórkach ssaczych jest przełomowa, jej porównywanie do pracy Doudny i Charpentier, w której zaproponowały w jaki sposób można tę metodę zrealizować, jest jak porównanie stworzenia układu okresowego przez Mendelejewa z odkrywaniem kolejnych pierwiastków. Oba odkrycia są niesamowite, ale jedno wymaga kombinacji zdolności analitycznych i intuicji, a drugie dużej kasy i porządnego akceleratora.

Tegoroczne laureatki Nagrody Nobla w dziedzinie chemii, Emmanuelle Charpentier oraz Jennifer Doudna.

Ja też dostrzegam tu kontrowersję, ale mnie bardziej ubodło nieuwzględnienie Litwina Virginijusa Siksnysa, który w historii CRISPR/Cas o sławę się głównie ociera, a zasługuje na nią niemal tak samo jak Doudna i Charpentier (doceniła to zresztą kapituła Nagrody Kavli, którą cała ta trójka została nagrodzona w 2018 roku). Wiele osób – w tym także ja – chciałoby też zobaczyć nagrodzonych badaczy, którzy pierwsi opisali system CRISPR/Cas u bakterii i dokonali jego charakteryzacji: Yoshizumi Ishino, który odkrył CRISPR zanim jeszcze CRISPR nazywał się CRISPR, Hiszpana Francisco Mojicę, który kontynuował ten kierunek badań i jako pierwszy dokonał pełnej charakteryzacji CRISPR (to także on wymyśli tę nazwę w 2001 roku), oraz wielu innych. Ponieważ jednak nagrodę przyznano za metodę, możliwość nagrodzenia wcześniejszych badań podstawowych pozostaje wciąż otwarta – chociaż trudno wyobrazić sobie, jak dokładnie zostałaby ona uzasadniona biorąc pod uwagę to, że Komitet Noblowski nie przyznaje nagrody w dziedzinie biologii.

Tutaj zakończę na dzisiaj, zainteresowanych tematem odsyłając do znakomitych materiałów przygotowanych przez Komitet Noblowski (a także licznych z pewnością artykułów w polskiej prasie popularnonaukowej). A jeśli uda się wam pozyskać majowy numer Wiedzy i Życia z 2015 roku, możecie też tam poczytać o CRISPR/Cas w artykule niżej podpisanego.

2 Comments

Skomentuj

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

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s