CRISPR je genetická metoda, která může přetvořit lidstvo. A to bez nadsázky, protože změny, které způsobí u jednoho člověka, se zapisují přímo do genů a přenesou se i na další generace. Klíčovou roli v jejím vývoji sehrál Martin Jínek, který byl hostem Hyde Parku Civilizace.
Martin Jínek vymyslel, jak ochočit CRISPR. Nobelovu cenu měl na dosah
Hyde Park Civilizace s Martinem Jínkem o metodě CRISPR (zdroj: ČT24)
Podle Jínka existuje jen málo technologií, které mohou mít pro lidstvo větší význam než právě CRISPR, možná snad umělá inteligence. Na rozdíl od ní ale genetické nůžky přinášejí obrovské pozitivní výsledky už nyní – zatím v léčbě nemocí jako jsou beta-talasémie či srpkovitá anémie. Potenciál do budoucna je ale mnohem větší: od léčby rakovinného bujení, HIV až po cystickou fibrózu. A pod tímhle vším je Martin Jínek podepsaný.
„Je to krásný pocit,“ říká. „Výzkum, který jsme dělali před dvanácti lety, hodně pokročil. Dostali jsme se do fáze, kdy pomocí metody, kterou jsme spolu vyvinuli, můžeme léčit dědičné choroby a rozvíjet molekulární medicínu,“ shrnul.
Zpočátku přitom on ani další autoři netušili, jak velký objev se podařil: „Na počátku určitě ne. To bylo něco, co tak nějak přišlo až později. Ale záhy po tom, co jsme objevili mechanismus, na kterém CRISPR pracuje, jsme si uvědomovali, že by to mohlo mít velký potenciál. Ale že to půjde tak rychle a zajde až tak daleko, to jsme na začátku vůbec netušili.“
Přijít na kloub přírodě
CRISPR-Cas9 funguje jako molekulární nůžky. Může část genetické informace vystřihnout, aby přestala fungovat. A nebo ji nahradí jinou informací, aby tělo vědělo, co má dělat odlišně. Tento mechanismus vznikl v přírodě během stovky milionů let souboje bakterií a virů. Vědci ho pak vlastně jen „ochočili“.
Jínek se k tomu dostal díky své předchozí práci: „Stalo se to tak, že jsem se dostal k projektu v laboratoři profesorky Jennifer Doudnaová. Cílem bylo vyzkoumat, co vlastně dělá protein Cas9 a jak to dělá,“ vzpomíná. „Když se nám podařilo objevit, že opravdu Cas9 stříhá DNA přesně cíleně pomocí takzvaných naváděcích RNA, tak myšlenky o tom, že by se to mohlo použít k genetickému editování, přišly až potom. Ale prvotním záměrem byla snaha přijít věcem na kloub a zjistit, jak vlastně příroda funguje,“ vysvětluje.
Hyde Park Civilizace: biochemička Emmanuelle Charpentierová (zdroj: ČT24)
Tím, že tento klíčový mechanismus popsal, umožnil Jínek, aby dnes CRISPR-Cas9 fungoval. Zařadil se tak po bok velikánů nejenom české vědy. „Těžko se s tím smiřuje, musím říct,“ reaguje na toto tvrzení vědec. „Je to takový zvláštní pocit, ale jsem samozřejmě hrdý na to, že jsem k tomu mohl přispět a že jsem se vlastně takového historického okamžiku ve vědě mohl zúčastnit.“
Nobelovu cenu ale nakonec nedostal – roku 2020 ji za vyvinutí metody CRISPR Cas9 získaly Jennifer Doudnaová a Emmanuelle Charpentierová. Na otázku, jestli ho nemrzí, že cenu nedostal on, dlouhých osm sekund mlčí. Pak odpoví: „Já nevím. Já na to nemám asi dobrou odpověď, ale nemrzí mě to. Jsem velice rád, že jsem se toho mohl zúčastnit a že jsem u takového historického okamžiku mohl být, ale necítím, že bych byl nějak opomenut nebo tak.“
Cesta na vrchol
Martin Jínek se narodil v Třinci, ale od sedmnácti let žil v zahraničí. Za klíčový okamžik mládí, který ho posunul k vědě, považuje střední školu. „Dělal jsem matematické olympiády, chemické olympiády a tak dále. A chemie mě vždycky bavila a přemýšlel jsem, co vlastně dělat dál. Naskytla se mi možnost jít do Anglie na stipendijní pobyt. Nejprve na jeden rok, z toho jednoho roku se vyklubaly dva, a tak už to potom šlo od jednoho k druhému… Vždycky jsem šel za těmi příležitostmi, které se naskytly, a za snem dělat opravdu vědu a dělat ji na co nejvyšší úrovni,“ vzpomíná.
Že pocházel z komunistické země, mu nikdy kariéru nekomplikovalo: „Ve špičkové vědě opravdu lidi nehledí na to, odkud jste. Záleží opravdu na tom, jaké máte výsledky, jaké máte nápady a jak vědu děláte.“
Později mu pomohlo, že se mohl potkávat s těmi největšími osobnostmi světové vědy. Jeho mentorkou na doktorátu byla Elena Contiová, kterou potkal v Evropské laboratoři pro molekulární biologii v Heidelbergu.
„Elena měla takový krásný lidský přístup k tomu, jak vedla skupinu, že na jednu stranu opravdu měla velká očekávání a požadavky a věda se musela dělat dobře a s plným nasazením. Ale na druhou stranu opravdu s takovým lidským přístupem. A to je něco, co vás ovlivní a potom se snažíte vědu dělat co nejlépe. A je to něco, co já se teď snažím taky dělat v mé vlastní výzkumné skupině,“ říká Jínek.
Byla to právě Elena Contiová, kdo mu napsal doporučení, aby ho do své laboratoře přijala už tehdy slavná, ale později světově proslulá Jennifer Doudnaová. „Jennifer byla už v době, když jsem k ní přišel v roce 2007, obrovskou star. Samozřejmě ještě ne v tom oboru genetických modifikací, ale v biochemii nukleových kyselin, ve strukturní biologii měla obrovské renomé. A v její skupině jsem se potkal se strašnou spoustou perfektních lidí, kteří taky pracovali naplno, a to prostředí bylo velice inspirující,“ vzpomíná Jínek.
CRISPR dnes a zítra
V současné době se zaměřuje mimo jiné na takzvaný off-targeting, což je snaha zajistit zcela přesný střih genetické informace, který nebude mít žádné vedlejší účinky. Podle Jínka je tato metoda dostatečně přesná na to, aby se dala využívat k terapeutickým aplikacím. „Ale zároveň si musíme všímat i možnosti, že CRISPR není perfektní, co se přesnosti týče, a musíme mít prostředky k tomu, abychom to jednak zpřesnili a abychom mohli provést kvalitu kontroly toho, co děláme,“ doplňuje.
Kromě toho pracuje také na dalších systémech CRISPR – skákavých genech, které jsou schopny přesouvat se z jednoho místa v genomu na jiné, případně do genomu jiného hostitelského organismu. „A tyto systémy si svým způsobem vypůjčily CRISPR jako naváděcí mechanismus k tomu, aby určovaly, kam budou skákat,“ líčí. Potenciál systémů podle něj tkví v tom, že by umožnily nejenom vypínat nebo přepisovat geny, ale cíleně vkládat dlouhé sekvence. „To znamená vkládat nové geny na určité místo v genomu nějaké buňky nebo nějakého organismu.“
Tohle všechno je základní výzkum. Ten má sám o sobě jen pochopit, jak mechanismy fungují, ale výsledky mají být ryze praktické a měly by pomáhat stovkám milionů lidí. Například při léčbě rakoviny.
Jínek to potvrzuje. „CRISPR v téhle oblasti se používá k tomu, abychom mohli vyrábět geneticky modifikované imunitní buňky, které se pak, opět pomocí CRISPRu, dají naprogramovat tak, aby rozpoznávaly buňky rakovinné a cíleně je ničily.“
Vědci tak vlastně extrémně přesně trénují buňky, konkrétně takzvané T-lymfocyty. „Vezmete je z pacienta, modifikujete je v laboratoři a pak se naprogramují tak, aby rozpoznaly ty buňky, které způsobují leukémii nebo podobná onemocnění,“ popisuje vědec. Nakonec se takto upravené buňky vrátí do těla pacientovi.
„V další generaci této technologie se už vyvíjejí i buňky, které nebudou z pacienta samotného, ale ze zdravých dárců, kde je naprogramujeme tak, aby rozpoznávaly imunitní buňky, ale musíme je programovat i dál a dělat tam další modifikace, aby buňky byly v pacientovi schopné přežít, aby je imunitní systém pacienta neznačil dřív, než ony stihnou zničit rakovinné buňky,“ doplňuje.
Strach z genetických úprav
Některá využití technologie CRISPR vyvolávají u veřejnosti i některých odborníků obavy. Týkají se hlavně genetických vylepšení lidí. „Já myslím, že ty obavy jsou momentálně přehnané. Já bych se opravdu spíše soustředil na potenciální přínos metody a to, co nám v lidské budoucnosti umožní dělat,“ kontruje Jínek.
Podle něj mají dnes využití CRISPRu hlavně dvě kontroverzní roviny. „Jedna je rovina technická. To znamená, je metoda bezpečná a efektivní na to, abychom mohli tyto modifikace v zárodečné linii dělat? A metoda CRISPR, když se samozřejmě neustále zlepšuje a posouvá se dál, ještě nedospěla do stádia, aby byla opravdu pro tyto účely použitelná.“
V druhé rovině jde podle něj o otázku, zda se vůbec má lidstvo pro tento směr vývoje rozhodnout. „Musíme mít taky nějaký společenský koncensus o tom, jestli je opravdu dobrý nápad modifikovat zárodečnou linii. To znamená modifikovat lidi tak, aby modifikace byly potom přenositelné na jejich potomky. A to je něco, kde vlastně zatím ještě neexistuje nějaký koncensus. Jde o to opravdu zapojit do té diskuze nejenom vědce, protože my vědci tohle za lidstvo sami vyřešit nemůžeme. To opravdu bude vyžadovat konsenzus lidí, kteří se na to dívají z jiných pohledů,“ komentuje složitý etický problém Jínek.
Připouští, že to nebude snadné. „Celoplanetární konsenzus asi existovat nebude nikdy, ale spíš jde o to přistoupit k tomu zodpovědně, být si vědom možných rizik a mít nějaký rámec, ve kterém se můžeme pohybovat, nějak nastavit mantinely tak, aby tam byly mechanismy, které budou dohlížet na to, aby se to dělalo co nejbezpečněji.“