Nová genetická technika umožňuje mnohem přesnější úpravu lidských embryí než doposud používaný CRISPR. Tým newyorských biochemiků dokázal posunout úspěšnost postupu natolik, že řada expertů vyjadřuje znepokojení z možnosti vzniku „dětí na zakázku“.
Američtí vědci na začátku června oznámili, že poprvé využili přesnou techniku úpravy genomu, která se označuje jako „base editing“ (neboli úprava bází) k úpravě genomu lidských embryí. Odborná komunita na to reaguje kombinací nadšení a zděšení.
Pozitivní reakce se týkají možnosti „opravit“ škodlivé mutace způsobující celou řadu dědičných nemocí ještě u embrya. Negativní komentáře vyjadřují obavy z toho, že by se tato technologie dala zneužít při pokusu o vytvoření embryí s konkrétními vlastnostmi, jako jsou nadprůměrná inteligence, lepší paměť – nebo dokonce k úpravě morálně-volních vlastností.
Švýcarský úspěch v Americe
Za tímto přelomovým výzkumem stojí původně švýcarský biolog Dieter Egli, který po studiu na Harvardu nyní působí na Kolumbijské univerzitě v New Yorku. Vedl tým vědců (mezi nimi je i český biochemik Štěpán Jeřábek), kteří vydali 1. června na preprintovém portálu bioRxi studii o úspěchu v úpravě genomu embryí. To znamená, že práce ještě neprošla recenzním řízením. Ale Egli má tak vynikající pověst a tato studie „se zdá být v pořádku“, takže se o ní (a hlavně jejích dopadech) už začalo živě diskutovat.
Base editing je metoda přesné editace genomu, která umožňuje změnit jediné „písmeno“ v DNA – konkrétně jednu dusíkatou bázi – bez toho, aby bylo nutné DNA přeříznout. Funguje tak, že se ke genomu přiloží speciální enzym (tzv. deamináza) spojený s upravenou verzí Cas9, která DNA nenasekne, ale pouze se k ní přiloží jako vodítko. Enzym pak chemicky přemění jednu bázi na jinou – například cytosin (C) na thymin (T), nebo adenin (A) na guanin (G). Celý proces se odehraje přímo na místě, jemně a bez přerušení řetězce DNA.
Klíčový rozdíl oproti CRISPR-Cas9 spočívá v tom, že klasický CRISPR DNA fyzicky přestřihne (vytvoří tzv. dvouvláknový zlom) a oprava pak závisí na buněčných opravných mechanismech, které jsou nepřesné a mohou způsobit nežádoucí mutace či vložení/vymazání částí sekvence. Base editing tento „střih“ přeskakuje – edituje přímo na místě, bez zlomení řetězce, a proto je podstatně přesnější a bezpečnější. Nevýhodou je ale omezený repertoár: umí měnit jen čtyři typy bází, zatímco CRISPR dokáže provádět libovolné komplexní úpravy genomu – včetně vkládání a mazání větších úseků.
Zdroj: National Library of Medicine
V čem je práce tak přelomová? Úprava genů v embryích není nic nového. Vypadala slibně už před mnoha lety, ale jak se ji vědcům dařilo lépe studovat, pochopili, že mají takové zásahy řadu problémů. Doposud používané metody nebyly dostatečně přesné, což občas vedlo ke ztrátě upravených chromozomů. Kvůli tomu se nedala tato technologie příliš využít v praxi, protože riziko vedlejších neočekávaných dopadů bylo příliš velké.
Vznikla řada zdravotnických společností, které se snažily tuto technologii využít k léčbě dědičných onemocnění. V roce 2023 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) léčbu srpkovité anémie založenou na technologii CRISPR, ale kvůli nedostatkům se obecně genetická úprava embryí zatím nerozšířila tolik, jak se předpokládalo.
Nová metoda ale představuje podle řady expertů, kteří ji už prostudovali, zásadní změnu. „Jde o koncepční posun, který má opravdu potenciál posunout tuto oblast vpřed,“ uvedl pro odborný časopis Nature gynekolog Emre Seli z Yale University. „Zapíše se to do historie v pozitivním smyslu – jako méně bezohledné, opatrnější a etičtější než předchozí pokusy,“ doplňuje pro stejný žurnál genetik Greg Neely z Univerzity v Sydney. Ani jeden z nich se na výzkumu nepodílel. Podobně nadšeně hodnotí výzkum pro New York Times i další vědci. List přitom na studii upozornil jako první.
„Vznik nového světa“
Řada expertů ale vyjádřila obavy ohledně možných důsledků této práce. Například právník ze Stanfordu Hank Greely, který se specializuje na lékařskou etiku moderních technologií, varuje, že by tato studie mohla inspirovat miliardáře k tomu, aby ji využili jako základ pro úpravu genetického kódu „svých“ embryí. „Za pár milionů dolarů by bylo možné zřídit laboratoř pro umělé oplodnění a genetické testování a začít s tím. (…) A výsledkem by mohly být opravdu nemocné děti,“ varuje Greely.
Nebylo by to totiž poprvé, co se někdo pokusil o genetickou úpravu lidských embryí – a nedopadlo to dobře. Roku 2018 to udělal čínský lékař, který se pokusil nelegálně vylepšit embrya, aby jim poskytl ochranu před virem HIV. Nakonec se v důsledku tohoto pokusu narodily dvě dívky, které naopak mohou mít genetické problémy. Lékař nakonec skončil na tři roky za mřížemi.
Nová metoda má být bezpečnější
Nově popsaná úprava bází je nástroj pro úpravu genů, který vědcům umožňuje provádět přesné změny jednotlivých písmen v DNA. Je zároveň pokročilejší než starší CRISPR – není totiž natolik invazivní, co se týká zásahů do DNA. Významně tak snižuje riziko nežádoucích genetických změn, úplně je ale zatím vyloučit nedokáže.
Egliho tým využil úpravu bází na lidských embryích, aby změnil jediné písmenko genetického kódu ve třech genech. Jeden z nich pomáhá regulovat hladinu „špatného“ cholesterolu v krvi, další dva geny se podílejí na produkci fetálního hemoglobinu. Vědci zkoumají, jestli se tyto dva geny dají upravit k léčbě krevních poruch, jako jsou srpkovitá anémie a talasemie.
Celkově úpravy fungovaly uspokojivě a podle všeho lépe než u CRISPRu. Ale u některých buněk se zároveň objevovala „nečekaná nová písmena“. Podle Egliho se podařilo už řadu těchto problémů zmírnit, nicméně tato technologie ještě není připravena pro klinické použití.
Hlavním problémem podle něj je, že při úpravách také mohlo docházet k zastavení buněčného dělení. „Tyto editory bází mohou mít škodlivé účinky na embryo. Proč bychom je používali, když jim úplně nerozumíme?“ říká. V současné podobě „to nelze použít. Je to jasné jako facka,“ dodává.
Výše zmíněné obavy ze zneužití jsou tedy podle něj zatím zcela předčasné a nemá příliš smysl se jimi teď zabývat. Egli bude ve výzkumu pokračovat, našel pro něj finanční podporu u soukromé společnosti Nucleus Genomic – americká federální vláda totiž ze zákona financovat výzkumy na lidských embryích nemůže.
