Přichází Gattaca II: Revoluce CRISPR a genové hrátky s krvinkami | E15.cz

Přichází Gattaca II: Revoluce CRISPR a genové hrátky s krvinkami

Přichází Gattaca II: Revoluce CRISPR a genové hrátky s krvinkami
ilustrační foto, zdroj: http://bit.ly/2bCmFB1
• 
22. srpna 2016 • 19:00

Honbu za genovou terapií odstartoval v časopise Science roku 1972 článek „Genová terapie lidských genetických chorob?“. Autoři v něm poprvé v historii naznačili, že pomocí dodané DNA bude nejspíš možné opravovat chyby v lidském genetickém kódu. Přichází Gattaca?

Následovala desetiletí pokusů, experimentů, nadějných výsledků i zklamání, které dopadaly na vědeckou komunitu jako ledová sprcha po sauně. Zemřely miliony laboratorních zvířat i dva lidští pacienti, kteří se rozhodli propůjčit se vědeckému
výzkumu.

Doktorandka biofyzikální chemie Šárka Pokorná: Dobrá věda musí být kreativní
 

Co je to vlastně genová terapie? Ze slovníkové definice vyplývá, že jde o terapii, která se snaží neduhy lidského organismu vyléčit dodáním nové a lepší nukleové kyseliny, tedy DNA nebo RNA. Pokud se budeme definice striktně držet, lze za první genovou terapii považovat i očkování oslabenou virovou vakcínou někdy v 50. letech, protože oslabený mikroorganismus si pořád nese svou i cizí DNA. Nebo to může být jakákoliv transplantace orgánů, která do organismu příjemce vnáší nejen nový funkční celek, ale i DNA původního majitele.

Asi tušíte, že v genové terapii jde přece jen o něco trochu jiného – o cílenou opravu nebo odstranění chybného genu za pomocí exogenní nukleové kyseliny. Ne o imunitní reakci, ani o dodání orgánu, ale o opravu chyby v základním jazyce, kterým si buňky předávají návod na vytváření funkčních proteinů. Taková oprava je ještě složitější, než se na první pohled zdá.

Přichází Gattaca I: Revoluce CRISPR a genové hrátky s krvinkami
 

Už jenom způsob, jak dopravit správný gen coby nástroj, který má nechtěnou variantu genu opravit, do buněk. Zprvu se zdálo, že vhodné budou jako způsob dopravy virové částice. Jak už víme z minulého dílu naší minisérie, viry nejsou nic jiného než kousky nukleové kyseliny (DNA nebo RNA) obalené v proteinovém obalu. Vědci se pokoušeli jejich nukleovou kyselinu „vyšpárat“ a nahradit připravenou DNA, tedy dokonalou variantou genu, který ve své chybné variantě způsobuje nějakou zákeřnou nemoc.

Jenže imunitní systém na vir, i když má tělu ve výsledku pomoci, pochopitelně zaútočí. A i kdyby se vir probil zástupem útočících protilátek, narazil by na další problém – kam že má správnou DNA doručit? Do všech buněk? Nebo má opravit jen některé orgány? A jak vir pozná, které buňky má napadnout a vyléčit jako první?

Autofagie: Když se buňka sama požírá
 

Nutno dodat, že ani buňky samotné své uzdravení vědcům zrovna neulehčují (jak moc se v tom podobají lidským pacientům!). Některé se třeba už vůbec nedělí, a když do nich dostanete zdravý gen, zanedlouho zemře společně s buňkou. Jiné se ještě dělí, ale ne vždy se podaří začlenit do nich gen správně. Efektivita mírně řečeno kolísá a často léčba vyžaduje opakování celé procedury, pokud má být zaznamenán alespoň nějaký úspěch.

Cena klesá, debata chybí

Tento kolísající úspěch přitom nestojí jen fůru trpělivosti, času a jistou míru smrtelného rizika, ale také peníze. Například Glybera, lék na deficit lipoproteinové lipázy způsobující těžké a velmi bolestivé záněty slinivky břišní, byl se svou cenou 1,6 milionu dolarů na pacienta (přes 38 milionů korun) vyhlášen v roce 2013 nejdražším lékem na světě. A ani zlevnění léku na „pouhý“ 1 milion dolarů (téměř 24 milionů korun) v loňském roce zástupu pacientů, kteří by genovou terapii mohli potřebovat, na úsměvu nepřidalo.

I přes všechny překážky, které vědce ještě čekají, už dnes téměř nikdo nepochybuje o tom, že nemoci, které jsou způsobeny poruchou v jednom nebo několika genech, bude možné v budoucnu „opravit“. Technické problémy se daří postupně překonávat a dá se čekat, že i cena za pár let spadne na únosnější hladinu. Ostatně dnes stojí přečtení lidského genomu asi 1 000 dolarů (zhruba 21 tisíc korun), zatímco před deseti lety stálo první přečtení sekvence genomů 300 milionů dolarů (v přepočtu přes 7 miliard korun).

Sílí také hlasy, které volají po veřejné i odborné etické diskusi. Ta by měla nastolit morálně přijatelné hranice, za které už v opravách nepůjdeme. Je správné opravit DNA člověku, který trpí smrtelnou nemocí. Je ale v pořádku opravovat poruchy v embryu? A co rovnou ve spermii nebo vajíčku? Kde vlastně leží hranice „eticky opravitelné nemoci“? Budeme léčit cystickou fibrózu, při které pacienti umírají ještě před třicítkou na vážné infekce plic, nebo Huntingtonovu chorobu, která svého nositele odsoudí k neléčitelné demenci už po čtyřicítce?

Hranice mezi nemocí a výhodou totiž může být někdy až překvapivě tenká. Ukázal to například světoznámý skladatel Paganini, který pravděpodobně trpěl Marfanovým syndromem, geneticky podmíněnou poruchou pojivové tkáně, která mu v jeho době mohla snadno způsobit předčasnou smrt kvůli vážným poruchám cévní soustavy. Jenže k chorobě také patří ďábelsky dlouhé a ohebné prsty, přesně takové, jaké je možné roztančit po strunách či klávesách v neuvěřitelně pekelném rytmu krásných Paganiniho skladeb, na nichž si nejeden geneticky zdravý hudebník vylámal zuby. Tedy pokud někdo takový „geneticky zdravý“ existuje, protože každý z nás si nese v průměru 2 až 3 geneticky přenosné defekty.

Možná si teď říkáte, že být nejlepším virtuosem všech dob za riziko předčasného úmrtí nestojí, nebo možná že stojí. Kdo má ale rozhodovat o tom, co je únosné riziko a co už ne? Rodič, který vybírá, jaké geny se mají upravit a jaké nechat? Vědecký konsenzus? Dítě samo, protože nikdo nechce být jen splněným snem svých rodičů, ovšem s rizikem, že případný problém v dospělosti už nepůjde napravit? Co je správné?

Nikdo si nejspíš nepřeje, aby genové inženýrství zašlo příliš daleko. Ale taky nikdo nechce, aby miliony lidí umíraly zbytečně jen proto, že se bojíme použít technologii, kterou máme v kapse. Otevřít debatu je potřeba už teď, i když ještě nemáme všechny technologie připravené.

Kde začíná nemoc?

Plodně debatovat se ovšem dá jen tehdy, pokud věcem, o kterých mluvíme, alespoň trochu rozumíme. Vraťme se tedy ke genům. Všechny zmíněné úspěchy i pády genové terapie zatím měly jednu věc společnou: mluvili jsme o opravách v jednom jediném místě, kde na signál nereaguje jeden receptor nebo kde jeden nefunkční enzym způsobil hromadění toxických látek, které chybně zpracoval. Stačí opravit jedno místo a celá skládačka lidského organismu by mohla opět šlapat jako švýcarské hodinky.

Jenže pravidla genetiky jsou složitější. Dokonce se setkáváme v „jasných případech“ zmíněné cystické fibrózy s příklady lidí, kteří byli nositeli defektní varianty genu, ale o své smrtelně nebezpečné chorobě se dozvěděli až z genetického testu. Jde sice o extrémně vzácné případy, ale i tak nám připomínají, jak překvapivá umí být kouzla přírody. A co teprve tam, kde jeden gen nestačí.

A pak ještě jedna otázka: pokud je gen část sekvence DNA, jejímž produktem je RNA, která dokáže syntetizovat protein, může protein vytvořit komplexní lidské vědomí? Může jeden protein, klidně rozstříhaný a upravený, vytvořit komplexní znaky jako intelekt nebo výtvarný talent? Znaky, které je těžké definovat i z filosofického hlediska a které má přitom k dispozici tisíce slov?

Tušíte správně – těžko. V podstatě všechny nejvytouženější vylepšení lidských bytostí od uměleckých talentů po ultraracionální mozky nejsou jen produktem několika genů. Jsou produktem komplexního jazyka, jazyka genů, z epigenetických značek chemicky umístěných na DNA nebo přilehlých proteinech. Tedy značek, které buňkám diktují, které geny smí zapnout a které nikoliv.

Máme tak proteiny regulující DNA, RNA regulující DNA nebo DNA regulující DNA. To všechno je pod vlivem prostředí, ať už tím myslíme koktejl hormonů v krvi, plodovou vodu nebo výchovu a sociální a kulturní vlivy.

Je to spletitá síť vzájemně se ovlivňujících faktorů, které společně vytvářejí to, co jsme. Tuhle síť ale nevylepší jedno střihnutí CRISPR nůžkami, naopak ji může jedna genetická chyba velmi snadno zbortit, jak vidíme například u některých dědičných variant mentální retardace.

A ano, můžeme vést debaty o tom, jestli má na to, kým jsme, větší vliv genetika nebo prostředí. Ale žádný gen pro chytrost, regeneraci nebo talent neexistuje a ani nejlepší tým genetiků s nejlepší laboratoří a neomezenými prostředky vám nezaručí, že z „geneticky našlapaného“ dítěte nevyroste nevzdělatelný floutek. Na tom se ještě dlouho nic nezmění, pokud vůbec někdy. Protože produktem genů jsou „jen“ proteiny. Proteiny, které vám mohou život usnadnit, znepříjemnit nebo dokonce znemožnit. Ale pořád do značné míry závisí na vás, co si se svými proteiny v životě počnete.

Šárka Hamplová: Proč jsou ploštice důležitější než čtenářská gramotnost?
 

Autor: Eliška Selingerová
 
>
Newsletter
Využijte služby
zasílání zpráv do vaší
e-mailové schránky!