Istraživači su prvi put primijenili preciznu tehniku uređivanja genoma zvanu „uređivanje baza" za izmjenu genoma ljudskih embrija. Objava je izazvala uzbuđenje i zabrinutost među istraživačima i bioetičarima. Mnogi smatraju da je rad impresivan korak prema tome da stručnjaci mogu ispravljati mutacije koje uzrokuju bolesti u embrijima. Međutim, strahuju i da bi se tehnologija mogla iskoristiti i za stvaranje embrija s „povoljnim" osobinama. Dieter Egli, razvojni biolog sa Sveučilišta Columbia, i njegovi kolege ovih su dana objavili svoje rezultate na stranici bioRxiv. Studija još nije recenzirana.
Ranija istraživanja upućivala su na to da standardna, ali manje precizna metoda uređivanja gena na embrijima može uzrokovati gubitak uređenih kromosoma – što je tehnologiju činilo neupotrebljivom. Novi rad predstavlja konceptualni pomak koji doista može donijeti napredak na tom području, kaže Emre Seli, ginekolog-porodničar sa Sveučilišta Yale. „Ovo će u povijest ući pozitivno – manje je nepromišljeno, opreznije i etičnije od ranijih eksperimenata", kaže Greg Neely, istraživač genomike sa Sveučilišta u Sydneyju.
No neki su istraživači izrazili zabrinutost zbog posljedica rada. Hank Greely, profesor medicinske etike na Stanfordu, strahuje da bi bogati pojedinci istraživanje mogli iskoristiti kao polazište za uređivanje baza svojih embrija.
„Vjerojatno bi se za nekoliko milijuna dolara mogao osnovati laboratorij za izvantjelesnu oplodnju i laboratorij za genetska ispitivanja i početi s tom djelatnošću. A lako je moguće da bi rezultat toga bila vrlo bolesna djeca"
– kaže Greely. Prema Eglijevim riječima, i oni sami smatraju da bi takva inicijativa bila preuranjena jer je primjena uređivanja baza na embrijima rizičan pothvat.
Korektori genoma
Na području uređivanja genoma i dalje je presudan rad kineskog istraživača He Jiankuija, koji je 2018. koristio CRISPR-Cas9, tehniku uređivanja genoma prve generacije, za uređivanje DNK ljudskih embrija. Zatim je te embrije usadio u dvije žene, koje su kasnije rodile djecu. Njegov je rad izazvao široko zgražanje u stručnim krugovima jer su mnogi smatrali da je tehnologija prerizična za primjenu na ljudima. He je naposljetku proveo tri godine u zatvoru zbog nezakonite medicinske djelatnosti u Kini. U siječnju je, međutim, za The New York Times izjavio da je vrlo ponosan na svoj rad.
Uređivanje baza metoda je uređivanja gena druge generacije koja istraživačima omogućuje precizne izmjene DNK od samo jedne baze. Iako i uređivanje baza može uzrokovati neželjene genetske promjene, mnogo je pouzdanije od starije tehnike CRISPR, koja prereže oba lanca DNK.
Egli i njegov tim primijenili su uređivanje baza na ljudskim embrijima u ranoj fazi kako bi ostvarili izmjenu jedne baze u tri gena. Jedan od njih, gen zvan PCSK9, pomaže u regulaciji razine „lošeg" kolesterola u krvi i već je meta brojnih terapija koje se koriste za smanjenje rizika od srčanog i moždanog udara. Druga dva gena, HBG1 i HBG2, sudjeluju u proizvodnji fetalnog hemoglobina. Istraživači trenutačno ispituju mogu li se ti geni mijenjati radi liječenja krvnih bolesti poput anemije srpastih stanica i talasemije.
Kod PCSK9 tim sa Sveučilišta Columbia napravio je jednu izmjenu: na određenom mjestu u genomu zamijenili su adenin gvaninom, što je rezultiralo isključivanjem gena. Pokazano je da druge, prirodno prisutne varijante gena koje također uzrokuju njegovo isključivanje smanjuju rizik od bolesti koronarnih arterija. Kod HBG1 i HGB2 istraživači su također izveli zamjenu baze A u G. I ona oponaša prirodnu mutaciju koja pomaže u proizvodnji zaštitne vrste hemoglobina, što može ublažiti simptome anemije srpastih stanica i talasemije.
Izmjene se, međutim, nisu ostvarile ravnomjerno u stanicama: neke su stanice dobile nove baze, dok su druge zadržale izvorne, pa je rezultat, stručno rečeno, bio mozaičan. Prema Eglijevim riječima, od završetka pokusa opisanih u rukopisu njegov je tim dodatno razvio svoje postupke kako bi smanjio mozaicizam. Dodao je, međutim, i da tehnologija još nije spremna za kliničku primjenu jer je pri previsokim dozama kratki odsječak mRNK, koji se koristio za unošenje DNK uređivača u stanice, uzrokovao zaustavljanje diobe stanica.
„Ti uređivači baza mogu štetno djelovati na embrij. Pa zašto bismo ih koristili dok to ne razumijemo posve? U sadašnjem se obliku metoda ne može koristiti. To je jasno kao dan i noć"
– kaže stručnjak.
Zabrinutosti i kritike
Nekoliko je istraživača izrazilo zabrinutost zbog posljedica pokusa. Primjerice, i Neely i Fyodor Urnov, koji na Sveučilištu Berkeley proučava molekularne terapije, napominju da se izvantjelesna oplodnja (IVF) i genetski probir već koriste kako bi se spriječilo da parovi na potomke prenesu genetski poremećaj. Kako kaže Urnov: „S praktičnog stajališta, ovaj će preprint utjecati isključivo na brzo rastući pokret uređivanja embrija u svrhu popravka beba."
Drugi strahuju da bi novi rad mogao stvoriti vrlo loš presedan. „Jako sam zabrinut. Svaki ovakav korak normalizira slična istraživanja. Ljudi se naviknu", kaže Stuart Newman, razvojni biolog s New York Medical Collegea.
Prema Eglijevu mišljenju, logičnije je uređivati embrije nego čekati da se dijete rodi, možda i potpuno odraste, pa tek tada ispravljati genetske poremećaje. U potonjem slučaju mutacija se može pojačavati dok ne nastanu milijarde pogrešaka. Kod uređivanja embrija postoji samo jedna kopija, pa je treba ispraviti, kaže. Primarna motivacija istraživanja bolje je razumijevanje procesa popravka DNK u ljudskim embrijima, koji se razlikuje od onog karakterističnog za kasnije životne dobi, dodaje istraživač. Na pitanje što misli o strahovanjima da će tvrtke iskoristiti njegov rad, Egli odgovara da zbog rizika ne bi trebalo slijediti težnje u tom smjeru.
Egli je ipak sklopio suradnju s njujorškom tvrtkom za ispitivanje embrija Nucleus Genomics, koja nudi testove za probir embrija koji se koriste za IVF. Nucleus Genomics svojim klijentima nudi brojna „genetska optimizacijska" ispitivanja, koja uključuju probir na teške genetske bolesti, kao i složeno genetsko modeliranje čiji je cilj predviđanje osobina poput inteligencije i visine. Jedan istraživač tvrtke koautor je nove studije.
Prema Kianu Sadeghiju, osnivaču i izvršnom direktoru tvrtke, dodavanje mogućnosti uređivanja embrija logičan je sljedeći korak za njihove klijente – iako to za sada ostaje samo dalek cilj. „Sve je to dio istog cilja. Pridonijeti tome da pacijenti donose informiranije reproduktivne odluke kako bi im se rodilo zdravije dijete", kaže.
Egli naglašava da je odlučno protiv „poboljšavanja" embrija i da će odgovarajuća istraživanja ukočiti tu praksu:
„Istraživanje je potrebno i zato da pruži informacije za sprječavanje pogrešne uporabe tehnologije."
Prema Sadeghiju, uređivanje embrija bit će prije samo specijalna primjena za one koji se boje da će na djecu prenijeti genetske poremećaje, a nemaju dovoljno zdravih embrija za odabir. Prema njegovu mišljenju, uređivanje embrija radi osobina poput inteligencije i visine trenutačno je neizvedivo. One su, naime, iznimno složene i na njih zajednički utječu brojni geni, pa uređivanje baza ne bi bilo korisno za njih. Osim toga, dodaje stručnjak, klijenti koji bi željeli birati na temelju takvih osobina već sada imaju mogućnost koristiti testove za probir embrija koje tvrtka nudi:
„Njih se već danas primjenjuje u klinikama za IVF."
