Mnoho z nás sa narodilo s vlastnosťami, ktoré pomáhajú lepšie súťažiť v spoločnosti: krása, inteligencia, nádherný vzhľad alebo fyzická sila. Vďaka úspechu genetiky sa začína zdať, že sa čoskoro staneme dostupnými pre niečo, čo predtým nepodliehalo - „navrhnúť“ľudí už pred ich narodením. Pýtať sa na potrebné vlastnosti, ak nie sú dané prírodou, predurčujúce príležitosti tak nevyhnutné v živote. Robíme to pomocou automobilov a iných neživých predmetov, ale teraz, keď bol ľudský genóm dekódovaný a my sa už učíme, ako ho upravovať, sa zdá, že sa blížime k vzniku takzvaných „návrhárskych“, „projektovaných“detí. Vyzerá to tak, alebo sa to čoskoro stane realitou?
Lulu a Nana z Pandorinej skrinky
Narodenie prvých detí s upraveným genómom koncom roka 2019 spôsobilo vážnu rezonanciu vo vedeckej komunite i medzi verejnosťou. He Jiankui, biológ z Southern University of Science and Technology, China (SUSTech) - 19. novembra 2018, v predvečer druhého medzinárodného summitu o úpravách ľudského genómu v Hongkongu, v rozhovore pre Associated Press oznámil narodenie vôbec prvých detí so upraveným genómom.
Dvojčatá sa narodili v Číne. Ich mená a mená ich rodičov neboli zverejnené: prvé „deti s GMO“na planéte sú známe ako Lulu a Nana. Podľa vedca sú dievčatá zdravé a vďaka zásahu do ich genómu sa dvojčatá stali imunnými voči HIV.
Táto udalosť, ktorá sa môže javiť ako nový krok vo vývoji ľudstva, alebo prinajmenšom ako medicína, ako už bolo spomenuté, nevyvolala medzi kolegami vedca pozitívne emócie. Naopak, bol odsúdený. Vládne agentúry v Číne začali vyšetrovanie a všetky experimenty s ľudským genómom v krajine boli dočasne zakázané.
On Jiankui.
Experiment, ktorý verejnosť neocenila, bol nasledujúci. Vedec vzal spermie a vajíčka od budúcich rodičov, vykonal s nimi fertilizáciu in vitro a upravil genómy výsledných embryí pomocou metódy CRISPR / Cas9. Po implantácii embryí do výstelky ženskej maternice nebola budúca matka dievčat nakazená vírusom HIV - na rozdiel od otca, ktorý bol nositeľom vírusu.
Propagačné video:
Bol upravený gén CCR5, ktorý kóduje membránový proteín používaný vírusom ľudskej imunodeficiencie na vstup do buniek. Ak dôjde k jeho úprave, bude človek s takouto umelou mutáciou rezistentný voči infekcii vírusom.
Lulu a Nana.
Mutácia, ktorú sa He Jiankui pokúsil vytvoriť umelo, sa nazýva CCR5 Δ32: nachádza sa tiež v prírode, ale iba u niekoľkých ľudí, a dlho priťahuje pozornosť vedcov. Pokusy na myšiach v roku 2016 ukázali, že CCR5 Δ32 ovplyvňuje funkciu hipokampu, čo významne zlepšuje pamäť. Jeho nosiče sú nielen imunné voči HIV, ale aj rýchlejšie sa zotavujú po mozgovej príhode alebo traumatickom poranení mozgu, majú lepšiu pamäť a schopnosti učiť sa ako „bežní“ľudia.
Zatiaľ však žiadny vedec nemôže zaručiť, že CCR5A32 neprináša žiadne neznáme riziká a že také manipulácie s génom CCR5 nebudú mať nepriaznivé následky pre nosič mutácie. Teraz je známy jediný negatívny dôsledok takejto mutácie: organizmus jeho majiteľov je náchylnejší na západonílsku horúčku, ale táto choroba je dosť zriedkavá.
Univerzita, na ktorej čínsky vedec pracoval, sa medzitým zriekla svojho zamestnanca. Alma mater uviedla, že nevedeli o experimentoch He Jiankuiho, ktoré nazývali hrubým porušením etických princípov a vedeckej praxe, a zaoberal sa nimi mimo múrov inštitúcie.
Je potrebné poznamenať, že samotný projekt nezískal nezávislé potvrdenie a neprešiel peer review a jeho výsledky neboli publikované vo vedeckých časopisoch. Všetko, čo máme, sú len výroky vedca.
Práca Jiankuiho porušila medzinárodné moratórium na takéto experimenty. Zákaz je ustanovený na legislatívnej úrovni takmer vo všetkých krajinách. Kolegovia genetika sa zhodujú, že použitie technológie genomickej úpravy CRISPR / Cas9 u ľudí so sebou nesie obrovské riziká.
Kľúčovým bodom kritiky je však to, že práca čínskeho genetika nemá nič inovatívne: zatiaľ nikto takéto experimenty nepodnikal zo strachu z nepredvídateľných následkov, pretože nevieme, aké problémy môžu modifikované gény spôsobiť pre ich nositeľov a potomkov.
Ako povedala britská genetička Maryam Khosraviová na svojom twitterovom účte: „Ak niečo dokážeme, neznamená to, že to musíme urobiť.“
Mimochodom, v októbri 2018, ešte pred šokujúcim vyhlásením čínskeho vedca, ruskí genetici z Národného lekárskeho výskumného centra pôrodníctva, gynekológie a perinatológie pomenované po Kulakove, tiež oznámili úspešnú zmenu génu CCR5 pomocou genomického editora CRISPR / Cas9 a získanie embryí, ktoré nepodliehajú účinkom HIV. Prirodzene, boli zničené, aby neprišlo k narodeniu detí.
40 rokov predtým
Rýchly posun vpred o štyri desaťročia. V júli 1978 sa Louise Brown narodila vo Veľkej Británii - prvé dieťa narodené v dôsledku oplodnenia in vitro. Potom jej narodenie spôsobilo veľa hluku a rozhorčenia a išlo k rodičom „dieťaťa zo skúmavky“a vedcom, ktorí ich prezývali „Frankensteinovi lekári“.
Louise Brown. V detstve a teraz.
Ak však tento úspech niektorých vystrašil, iným dal nádej. Takže dnes na planéte žije viac ako osem miliónov ľudí, ktorí sa vďačia za narodenie metódou IVF, a mnohé z vtedy populárnych predsudkov boli rozptýlené.
Je pravda, že tu bola ešte jedna obava: keďže metóda IVF predpokladá, že do maternice je vložené „pripravené“ľudské embryo, môže byť pred implantáciou geneticky modifikované. Ako vidíme, po niekoľkých desaťročiach sa to stalo presne.
Postup IVF.
Dá sa teda medzi týmito dvoma udalosťami - narodením Louise Browna a čínskych dvojičiek Luly a Nany - urobiť paralela? Stojí za to namietať, že Pandorina skrinka je otvorená a veľmi skoro bude možné „objednať“si dieťa vytvorené podľa projektu, teda dizajnérskeho. A čo je najdôležitejšie - zmení sa postoj spoločnosti k takýmto deťom, pretože sa to dnes prakticky zmenilo k deťom „zo skúmavky“?
Výber embrya alebo genetická modifikácia?
Nielen úprava genómu nás však približuje k budúcnosti, v ktorej budú mať deti vopred naplánované kvality. Lulu a Nana vďačia za vznik nielen technológiám úpravy génov CRISPR / Cas9 a IVF, ale aj predimplantačnej genetickej diagnostike embryí (PGD). Počas svojho experimentu He Jiankui použil PGD upravených embryí na detekciu chimérizmu a chýb mimo cieľa.
A ak je zakázaná úprava ľudských embryí, potom to nie je predimplantačná genetická diagnostika, ktorá spočíva v sekvenovaní genómu embryí pre niektoré dedičné genetické choroby, a následný výber zdravých embryí. PGD je akousi alternatívou k prenatálnej diagnostike, iba bez nutnosti prerušenia tehotenstva v prípade genetických abnormalít.
Počas PGD sú embryá získané oplodnením in vitro podrobené genetickému skríningu. Postup zahŕňa extrakciu buniek z embryí vo veľmi skorom štádiu vývoja a čítanie ich genómov. Číta sa celá alebo časť DNA, aby sa určilo, ktoré varianty génov nesie. Potom si budúci rodičia budú môcť vybrať, ktoré embryá sa majú implantovať v nádeji, že otehotnie.
Preim. lantational genetická diagnostika (PGD).
Preimplantačnú genetickú diagnostiku už používajú páry, ktoré sa domnievajú, že nesú gény pre určité dedičné choroby, na identifikáciu embryí, ktorým tieto gény chýbajú. V USA sa takéto testovanie používa asi v 5% prípadov IVF. Spravidla sa vykonáva na tri až päť dní starých embryách. Takéto testy dokážu zistiť gény, ktoré nesú asi 250 chorôb, vrátane talasémie, skorej Alzheimerovej choroby a cystickej fibrózy.
Iba dnes nie je PGD príliš atraktívna ako technológia pre návrh detí. Postup získavania vajec je nepríjemný, prináša riziká a neposkytuje potrebný počet buniek na selekciu. Všetko sa ale zmení, akonáhle bude možné získať viac vajíčok na oplodnenie (napríklad z kožných buniek), a zároveň sa zvýši rýchlosť a cena sekvenovania genómu.
Bioetik Henry Greeley zo Stanfordskej univerzity v Kalifornii tvrdí: „Takmer všetko, čo môžete urobiť s úpravou génov, môžete urobiť s výberom embrya.“
Je DNA Destiny?
Podľa odborníkov dá v budúcich desaťročiach vo vyspelých krajinách pokrok v technológiách čítania genetického kódu zaznamenaného v našich chromozómoch čoraz väčšiemu počtu ľudí príležitosť na sekvenovanie svojich génov. Ale použitie genetických údajov na predpovedanie toho, akým človekom sa embryo stane, je ťažšie, ako sa zdá.
Mnoho ľudí verí, že medzi ich génmi a vlastnosťami existuje priame a jednoznačné spojenie. Rozšírená je myšlienka existencie génov priamo zodpovedných za inteligenciu, homosexualitu alebo napríklad hudobné schopnosti. Ale aj na príklade spomínaného génu CCR5, ktorého zmena ovplyvňuje mozog, sme videli, že všetko nie je také jednoduché.
Existuje veľa - väčšinou zriedkavých - genetických chorôb, ktoré je možné presne rozpoznať pomocou konkrétnej génovej mutácie. Spravidla existuje skutočne priama súvislosť medzi takýmto rozpadom génov a chorobou.
Najčastejšie choroby alebo lekárske predpoklady - cukrovka, srdcové choroby alebo určité druhy rakoviny - sú spojené s niekoľkými alebo dokonca s mnohými génmi a nemožno ich s istotou predpovedať. Okrem toho závisia od mnohých faktorov životného prostredia - napríklad od stravy človeka.
Ale pokiaľ ide o zložitejšie veci, ako je osobnosť a inteligencia, tu nevieme veľa o tom, o ktoré gény ide. Vedci však nestrácajú pozitívny prístup. Keď sa zvýši počet ľudí, ktorých genómy boli sekvenované, budeme sa môcť o tejto oblasti dozvedieť viac.
Euan Birney, riaditeľ Európskeho ústavu pre bioinformatiku v Cambridgi, ktorý medzitým naznačuje, že dekódovanie genómu neodpovie na všetky otázky, poznamenáva: „Musíme sa dostať preč od myšlienky, že vaša DNA je váš osud.“
Dirigent a orchester
To však nie je všetko. Za našu inteligenciu, charakter, fyziku a vzhľad zodpovedajú nielen gény, ale aj špecifické značky pre epigény, ktoré určujú aktivitu génov, ale neovplyvňujú primárnu štruktúru DNA.
Ak je genóm súborom génov v našom tele, potom je epigenóm súborom značiek, ktoré určujú aktivitu génov, akousi regulačnou vrstvou umiestnenou akoby na vrchu genómu. V reakcii na vonkajšie faktory velí, ktoré gény by mali fungovať a ktoré majú spať. Epigenóm je dirigent, genóm je orchester, v ktorom má každý hudobník svoju časť.
Takéto príkazy neovplyvňujú sekvencie DNA, jednoducho zapnú (vyjadria) niektoré gény a iné vypnú (potlačia). Nie všetky gény, ktoré sa nachádzajú na našich chromozómoch, teda fungujú. Prejav konkrétnej fenotypovej vlastnosti, schopnosť interagovať s prostredím a dokonca aj rýchlosť starnutia závisia od toho, ktorý gén je blokovaný alebo odblokovaný.
Najznámejším a, ako sa verí, najdôležitejším epigenetickým mechanizmom je metylácia DNA, pridanie skupiny CH3 pomocou DNA enzýmov - metyltransferáz k cytozínu - jednej zo štyroch dusíkatých báz v DNA.
Epigenóm.
Keď je metylová skupina pripojená k cytozínu génu, gén sa vypne. Ale prekvapivo sa v takomto „nečinnom“stave gén prenáša na potomka. Takýto prenos postáv získaných živými bytosťami počas života sa nazýva epigenetické dedičstvo, ktoré pretrváva niekoľko generácií.
Epigenetika - veda nazývaná malá sestra genetiky - študuje, ako zapínanie a vypínanie génov ovplyvňuje naše fenotypové vlastnosti. Podľa mnohých odborníkov spočíva budúci úspech technológie na vytváranie detí návrhárov práve vo vývoji epigenetiky.
Pridaním alebo odstránením epigenetických „značiek“môžeme bez ovplyvnenia sekvencie DNA bojovať proti obom chorobám, ktoré vznikli pod vplyvom nepriaznivých faktorov, a rozšíriť „katalóg“plánovaných detských charakteristík dieťaťa.
Je scenár Gattaki a ďalšie obavy skutočné?
Mnohí sa obávajú, že od úpravy genómu - s cieľom vyhnúť sa závažným genetickým chorobám - prejdeme k zlepšovaniu ľudí, a nie sme ďaleko od vzniku nadčloveka alebo rozvetvenia ľudstva do biologických kást, ako predpovedá Yuval Noah Harari.
Bioetik Ronald Greene z Dartmouth College v New Hampshire je presvedčený, že vďaka technologickému pokroku môže byť „ľudský dizajn“prístupnejší. V nasledujúcich 40 - 50 rokoch hovorí: „Uvidíme, ako sa pomocou technológií na úpravu génov a reprodukčných technológií zlepšia ľudia; môžeme si pre svoje dieťa zvoliť farbu očí a vlasov, chceme zlepšenie športových schopností, čitateľských alebo numerických schopností a podobne. “
Vznik detí návrhárov je však plný nielen nepredvídateľných zdravotných následkov, ale aj prehlbovania sociálnej nerovnosti.
Ako zdôrazňuje bioetický vedec Henry Greeley, dosiahnuteľné zlepšenie zdravotného stavu prostredníctvom PGD o 10-20%, okrem výhod, ktoré už bohatstvo prináša, by mohlo viesť k zväčšeniu priepasti v zdravotnom stave bohatých a chudobných - v spoločnosti aj medzi krajinami.
A teraz vo fantázii existujú strašné obrazy genetickej elity, ako je tá, ktorá je vyobrazená v dystopickom trileri „Gattaca“: pokrok technológie viedol k tomu, že eugenika sa už nepovažuje za porušenie morálnych a etických noriem a produkcia ideálnych ľudí sa dostáva do praxe. Na tomto svete je ľudstvo rozdelené na dve spoločenské triedy - „platnú“a „neplatnú“. Prvé sú spravidla výsledkom návštevy rodičov u lekára a druhé sú výsledkom prirodzeného oplodnenia. Všetky dvere sú otvorené „dobre“a „nevhodné“sú spravidla cez palubu.
Stále z filmu „Gattaca“(1997, USA).
Vráťme sa do našej reality. Zaznamenali sme, že zatiaľ nie je možné predpovedať dôsledky interferencie so sekvenciou DNA: genetika neposkytuje odpovede na mnohé otázky a epigenetika je v skutočnosti v ranom štádiu vývoja. Každý experiment s narodením detí s upraveným genómom predstavuje významné riziko, ktoré sa z dlhodobého hľadiska môže zmeniť na problém pre takéto deti, ich potomkov a prípadne aj celý ľudský druh.
Pokrok technológie v tejto oblasti, ktorý nás zachránil pravdepodobne pred nejakými problémami, však prinesie nové. Vznik dokonalých vo všetkých ohľadoch návrhárskych detí, ktoré po dozretí stanú členmi spoločnosti, môže spôsobiť vážny problém v podobe prehĺbenia sociálnej nerovnosti už na genetickej úrovni.
Je tu ďalší problém: nepozerali sme sa na posudzovanú tému očami dieťaťa. Ľudia majú niekedy tendenciu preceňovať schopnosti vedy a pokušenie nahradiť potrebu starostlivej starostlivosti o svoje dieťa, jeho výchovu a štúdium platením účtov na špecializovanej klinike môže byť veľké. Čo ak návrhárske dieťa, do ktorého sa investuje toľko peňazí a ktoré má toľko očakávaní, tieto nádeje nesplní? Ak sa napriek inteligencii naprogramovanej v génoch a veľkolepému vzhľadu nestane tým, čo chceli robiť? Gény ešte nie sú osudom.