Pionirske terapije zasnovane na uređivanju gena već se koriste u kliničkoj praksi, spašavajući živote i ublažavajući patnje ljudi oboljelih od teških nasljednih bolesti. Međutim, sve veći broj pacijenata koji primaju ove terapije i dalje se suočava s rizikom da mutacije koje uzrokuju njihove bolesti prenesu na svoju djecu, piše CNN.
Naučni konsenzus – kao i zakoni u 70 država – dugo su polazili od stava da je previše opasno koristiti ovu moćnu tehnologiju za uređivanje ljudske zametne linije, odnosno za izmjene DNK ljudskih embrija s ciljem sprečavanja genetskih bolesti i njihovog prenošenja na buduće generacije.
Novo istraživanje, međutim, pokazalo je da je sada moguće uređivati DNK ljudskih embrija s dosad nezabilježenom preciznošću, što sugerira da bi uređivanje ljudske zametne linije moglo postati moguće u relativno bliskoj budućnosti. Ipak, naučnici upozoravaju da i dalje postoje velike prepreke prije nego što se ova tehnologija bude mogla sigurno primjenjivati na održivim ljudskim embrijima.
„Prije šest godina smatrao sam da je primjena uređivanja gena na ljudskim embrijima potpuno nezamisliva“, rekao je Amander Clark, profesor molekularne, ćelijske i razvojne biologije na Univerzitetu Kalifornije u Los Angelesu (UCLA) i direktor UCLA Centra za reproduktivnu nauku, zdravlje i obrazovanje.
„Ovaj rad ponovo otvara mogućnost da bi uređivanje gena u terapijske svrhe jednog dana moglo biti primijenjeno na embrijima nastalim vantjelesnom oplodnjom“, rekao je Clark, koji nije učestvovao u istraživanju.
Laboratorijska istraživanja na ljudskim embrijima, koji se uglavnom doniraju nakon postupaka vantjelesne oplodnje (IVF), strogo su regulirana u većini država i u pravilu su dozvoljena samo tokom prvih 14 dana nakon nastanka embrija. Također nije jasno koliko javnost podržava ideju genetski modificiranih beba. Osim pitanja medicinske sigurnosti, mnogi izražavaju zabrinutost zbog etičkih dilema koje otvara mogućnost stvaranja takozvanih „dizajniranih beba“, čiji bi geni bili mijenjani ili birani kako bi im se dale poželjne osobine.
Preciznije uređivanje DNK
Tehnologija za uređivanje gena poznata kao CRISPR-Cas9 danas se koristi u laboratorijama širom svijeta i revolucionirala je naučna istraživanja, omogućivši naučnicima da mijenjaju gene živih organizama za potrebe biotehnologije i medicine. Godine 2020. dvojica naučnika koji su razvili ovu tehnologiju dobili su Nobelovu nagradu za hemiju, a 2023. godine američka Agencija za hranu i lijekove (FDA) odobrila je prve dvije genske terapije za liječenje anemije srpastih ćelija.
Međutim, CRISPR-Cas9 ima i ozbiljne nedostatke. Prilikom uređivanja DNK stvara prekid na obje niti DNK, a istraživanja su pokazala da kod ljudskih embrija to može izazvati velike neželjene promjene, uključujući čak i gubitak cijelog hromozoma.
Upravo je mogućnost nepoznatih zdravstvenih posljedica bila jedan od razloga zbog kojih je naučna zajednica osudila kineskog istraživača He Jiankuija, koji je 2018. godine objavio da su rođene dvije djevojčice čije je embrije genetski modificirao pomoću CRISPR-Cas9 tehnologije kako bi bile otporne na HIV. Zbog toga je 2019. osuđen na tri godine zatvora, a u međuvremenu je pušten na slobodu.
Mijenjanje jednog slova DNK
Noviji i znatno precizniji oblik CRISPR tehnologije, poznat kao base editing (uređivanje baza), omogućava promjenu samo jednog „slova“, odnosno jedne baze DNK.
Ova metoda prvi put je korištena u kliničkom ispitivanju 2022. godine, kada su ljekari njome izmijenili imune ćelije britanske tinejdžerke oboljele od leukemije nakon što su iscrpljene sve druge mogućnosti liječenja. Nakon toga terapiju je primilo još osmero djece i dvoje odraslih, a prošle godine pomoću iste tehnologije liječena je i beba rođena s teškim genetskim poremećajem poznatim kao nedostatak enzima CPS1.
Sada su dvije nove studije ovu tehniku primijenile na ljudskim embrijima u najranijim fazama razvoja, koji su donirani za naučna istraživanja nakon IVF postupaka. Oba istraživačka tima utvrdila su da veća preciznost značajno smanjuje vjerovatnoću neželjenih hromozomskih promjena.
Kathy Niakan, profesorica reproduktivne fiziologije i direktorica Centra Loke za istraživanje trofoblasta na Univerzitetu Cambridge, koristila je ovu tehniku kako bi proučila funkciju ključnog gena u razvoju ljudskog embrija. Njeno istraživanje pokazalo je da gen NANOG ima presudnu ulogu u formiranju prvih embrionalnih ćelija iz kojih se razvijaju fetus i posteljica. Studija je objavljena 25. juna u časopisu Nature.
Niakan je naglasila da uređivanje baza predstavlja veliki napredak u odnosu na klasični CRISPR-Cas9 jer nosi mnogo manji rizik od neželjenih promjena na hromozomima.
„Uređivanje baza može precizno promijeniti jednu nukleotidnu bazu u ljudskom genomu koji sadrži oko tri milijarde baznih parova. To je zaista izvanredno dostignuće“, rekla je.
U odvojenoj studiji Dietrich Egli, vanredni profesor razvojne biologije na Univerzitetu Columbia, koristio je ovu tehnologiju kako bi u tek oplođena jajašca unio dvije različite genetske mutacije – jednu povezanu s regulacijom holesterola, a drugu s fetalnim oblikom hemoglobina. Odabrao ih je jer su već dobro proučavane u terapijama koje se ne prenose na potomstvo. Egli je rekao da je studija uslovno prihvaćena za objavljivanje u recenziranom naučnom časopisu.
Iako obje studije predstavljaju korak prema mogućnosti nasljednog uređivanja gena, Egli upozorava da je klinička primjena još veoma daleko. I dalje postoje najmanje dva velika problema.
I njegov tim i tim Kathy Niakan otkrili su da su neki uređeni embriji pokazivali pojavu poznatu kao mozaicizam, kada željena genetska promjena nije prisutna u svim ćelijama. Također su zabilježeni i tzv. off-target efekti, odnosno neželjene izmjene drugih gena, što predstavlja poseban rizik jer se iz jednog embrija razvijaju sve ćelije ljudskog tijela.
„Ovo je veoma dugo stepenište s mnogo različitih stepenica i vjerovatno nekoliko odmorišta između. Tek smo napravili prve korake, ali sada možemo ozbiljno razgovarati o prednostima i rizicima nastavka ovog puta“, rekao je Egli.
Etičke dileme i „dizajnirane bebe“
Helen O'Neill, vanredna profesorica reproduktivne i molekularne genetike na University College Londonu, smatra da uređivanje genoma ljudskih embrija ima veliku naučnu vrijednost jer omogućava bolje razumijevanje najranijih faza razvoja ljudskog života.
„To nam može pomoći da shvatimo zašto se veliki broj embrija nastalih vantjelesnom oplodnjom ne razvija pravilno, ne implantira se ili prestaje napredovati iako izgledaju potpuno uredno“, rekla je.
Dodala je da bi u budućnosti ova tehnologija mogla pomoći malom broju pacijenata s teškim nasljednim bolestima za koje postojeće genetsko testiranje embrija nije dovoljno.
Prema njenim riječima, rasprava o uređivanju embrija često se pogrešno svodi isključivo na strah od „dizajniranih beba“, čime se zanemaruje stvarna naučna i medicinska vrijednost ove tehnologije.
S druge strane, profesorica religije i etike na Univerzitetu u Chicagu Laurie Zoloth upozorava da ovo istraživanje ponovo otvara ozbiljna etička pitanja. Smatra da uređivanje ljudskih embrija, osim u naučne svrhe, za sada treba ostati zabranjeno prije svega zbog sigurnosnih razloga. Podsjeća da već postoje načini da se spriječi rađanje djece s teškim genetskim poremećajima – genetskim testiranjem roditelja i embrija prije implantacije.
Zoloth ističe da problem mozaicizma nije riješen, da dugoročne posljedice nisu poznate te da je nemoguće ispitati sigurnost postupka bez stvarne trudnoće i rođenja djeteta.
Ona upozorava i na šire filozofske i teološke dileme koje otvara mogućnost stvaranja djece s unaprijed odabranim osobinama.
Prema njenom mišljenju, iako bi bilo opravdano uređivati embrije kako bi se spriječile smrtonosne bolesti poput Tay-Sachsovog sindroma, vrlo lako bi moglo doći do prelaska granice između liječenja i poboljšavanja ljudskih osobina, što bi moglo dovesti do scenarija nalik filmu Gattaca, u kojem društvo vrednuje ljude prema njihovoj genetskoj „savršenosti“.
„Može li nas ovaj put odvesti u budućnost koja će biti još nepravednija, gdje će djeca najbogatijih imati pažljivo odabrane gene, dok djeca siromašnih neće imati priliku ravnopravno se takmičiti u demokratskom društvu?“, zapitala se.
Istovremeno je upozorila da naučnici i bioetičari ne bi smjeli zabranjivati istraživanja, već uspostaviti jasna pravila koja će istovremeno štititi i nauku i društvo.
„Ne želimo zabraniti istraživanje. Zato je važno postaviti jasne zaštitne granice za novu nauku“, zaključila je.