Oblikovanje ljudi: generacija GSO

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Mnogi od nas se rodimo z lastnostmi, ki pomagajo pri boljšem tekmovanju v družbi: lepota, inteligenca, spektakularen videz ali fizična moč. Zaradi napredka v genetiki se začenja videti, da bomo kmalu lahko dostopali do nečesa, čemur prej ni bilo podrejeno – do »oblikovanja« ljudi, še preden so se rodili. Zahtevati potrebne lastnosti, če jih ne daje narava, ki vnaprej določajo priložnosti, ki so tako potrebne v življenju. To počnemo z avtomobili in drugimi neživimi predmeti, a zdaj, ko je človeški genom dekodiran in se ga že učimo urejati, se zdi, da smo vse bližje nastanku tako imenovanih »oblikovalcev«, »projiciranih« otrok.. Se zdi tako ali bo kmalu postalo resničnost?

Lulu in Nana iz Pandorine skrinjice

Rojstvo prvih otrok s spremenjenim genomom konec leta 2019 je povzročilo resen odmev v znanstveni skupnosti in javnosti. He Jiankui, biolog na južni univerzi za znanost in tehnologijo na Kitajskem (SUSTech) - 19. novembra 2018, na predvečer drugega mednarodnega vrha o urejanju človeškega genoma v Hongkongu, je v intervjuju za Associated Press sporočil rojstvo prvih otrok z urejenim genomom.

Dvojčki sta se rodili na Kitajskem. Njihova imena, pa tudi imena staršev, niso bila razkrita: prva "GSO-otroka" na planetu sta znana kot Lulu in Nana. Po mnenju znanstvenika sta dekleta zdrava, zaradi vmešavanja v njihov genom pa sta dvojčka postala imunska na HIV.

Dogodek, ki se morda zdi nov korak v razvoju človeštva ali vsaj medicine, kot že omenjeno, med znanstvenikovimi kolegi ni povzročil pozitivnih čustev. Ravno nasprotno, bil je obsojen. Vladne agencije na Kitajskem so začele preiskavo in vsi poskusi s človeškim genomom v državi so bili začasno prepovedani.

He Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Poskus, ki ga javnost ne ceni, je bil naslednji. Znanstvenik je od bodočih staršev vzel spermo in jajčeca, z njimi izvedel oploditev in vitro, z metodo CRISPR / Cas9 je uredil genome nastalih zarodkov. Po vsaditvi zarodkov v maternično sluznico ženske bodoča mati deklet ni bila okužena z virusom HIV, za razliko od očeta, ki je bil nosilec virusa.

Gen CCR5, ki kodira membranski protein, ki ga virus človeške imunske pomanjkljivosti uporablja za vstop v celice, je bil urejen. Če se spremeni, bo oseba s tako umetno mutacijo odporna na okužbo z virusom.

Lulu in Nana / © burcualem.com

Mutacija, ki jo je He Jiankui poskušal ustvariti umetno, se imenuje CCR5 Δ32: najdemo jo v naravi, vendar le pri nekaj ljudeh, in je že dolgo pritegnila pozornost znanstvenikov. Poskusi na miših leta 2016 so pokazali, da CCR5 Δ32 vpliva na delovanje hipokampusa, kar znatno izboljša spomin. Njegovi nosilci niso le imuni na HIV, ampak tudi hitreje okrevajo po možganski kapi ali travmatski možganski poškodbi, imajo boljši spomin in učne sposobnosti kot »navadni« ljudje.

Res je, zaenkrat noben znanstvenik ne more zagotoviti, da CCR5 Δ32 ne nosi nobenih neznanih tveganj in da takšne manipulacije z genom CCR5 ne bodo povzročile negativnih posledic za nosilca mutacije. Zdaj je znana edina negativna posledica takšne mutacije: organizem njegovih lastnikov je bolj dovzeten za mrzlico Zahodnega Nila, vendar je ta bolezen precej redka.

Medtem se je univerza, kjer je delal kitajski znanstvenik, odrekla svojemu uslužbencu. Alma mater je povedala, da za eksperimente He Jiankuija, ki so jih poimenovali kot huda kršitev etičnih načel in znanstvene prakse, niso vedeli, on pa se je z njimi ukvarjal zunaj zidov ustanove.

Treba je opozoriti, da sam projekt ni prejel neodvisne potrditve in ni prestal strokovnega pregleda, njegovi rezultati pa niso bili objavljeni v znanstvenih revijah. Vse, kar imamo, so le izjave znanstvenika.

He Jiankuijevo delo je kršilo mednarodni moratorij na takšne poskuse. Prepoved je zakonsko določena v skoraj vseh državah. Kolegi genetika se strinjajo, da uporaba tehnologije za urejanje genoma CRISPR/Cas9 pri ljudeh prinaša ogromna tveganja.

Toda ključna točka kritike je, da delo kitajskega genetika nima nič inovativnega: takih poskusov se še nihče ni lotil zaradi strahu pred nepredvidljivimi posledicami, saj ne vemo, kakšne težave lahko spremenjeni geni povzročijo svojim nosilcem in potomcem.

Britanska genetika Maryam Khosravi je na svojem Twitterju zapisala: "Če lahko nekaj naredimo, to še ne pomeni, da moramo to storiti."

Mimogrede, oktobra 2018, še pred šokantno izjavo kitajskega znanstvenika, so tudi ruski genetiki iz Nacionalnega medicinskega raziskovalnega centra za porodništvo, ginekologijo in perinatologijo po Kulakovu napovedali uspešno spremembo gena CCR5 z uporabo genoma CRISPR / Cas9. urednik in pridobivanje zarodkov, ki niso podvrženi učinkom HIV. Seveda so bili uničeni, tako da ni prišlo do rojstva otrok.

40 let prej

Hitro naprej štiri desetletja. Julija 1978 se je v Veliki Britaniji rodila Louise Brown - prvi otrok, rojen kot posledica in vitro oploditve. Nato je njeno rojstvo povzročilo veliko hrupa in ogorčenja ter odšlo k staršem "otroka iz epruvete" in znanstvenikom, ki so jih poimenovali "zdravniki Frankensteina".

Louise Brown. V otroštvu in zdaj / © dailymail.co.uk

Toda če je ta uspeh nekatere prestrašil, je drugim dal upanje. Tako je danes na planetu več kot osem milijonov ljudi, ki so se rodili po metodi IVF, in številni predsodki, ki so bili takrat priljubljeni, so bili razblinjeni.

Res je, obstajala je še ena skrb: ker metoda IVF predvideva, da je "pripravljen" človeški zarodek nameščen v maternico, je lahko pred implantacijo gensko spremenjen. Kot vidimo, se je po nekaj desetletjih zgodilo prav to.

IVF postopek / © freepik.com

Ali je torej mogoče potegniti vzporednico med obema dogodkoma – rojstvom Louise Brown ter kitajskima dvojčicama Lula in Nana? Ali je vredno trditi, da je Pandorina škatla odprta in zelo kmalu bo mogoče "naročiti" otroka, ustvarjenega po projektu, torej oblikovalskem. In kar je najpomembneje, se bo spremenil odnos družbe do takšnih otrok, kot se je danes tako rekoč spremenil do otrok »iz epruvete«?

Selekcija zarodkov ali genska sprememba?

Vendar urejanje genoma ni edina stvar, ki nas približuje prihodnosti, kjer bodo otroci imeli vnaprej načrtovane lastnosti. Lulu in Nana dolgujeta svoje rojstvo ne le tehnologijam za urejanje genov CRISPR / Cas9 in IVF, temveč tudi predimplantacijski genetski diagnostiki zarodkov (PGD). Med svojim eksperimentom je He Jiankui uporabil PGD urejenih zarodkov za odkrivanje himerizma in napak zunaj cilja.

In če je urejanje človeških zarodkov prepovedano, potem predimplantacijska genetska diagnostika, ki je sestavljena iz sekvenciranja genoma zarodkov za nekatere dedne genetske bolezni, in kasnejše selekcije zdravih zarodkov ni. PGD je nekakšna alternativa prenatalni diagnostiki, le brez potrebe po prekinitvi nosečnosti, če se odkrijejo genetske nepravilnosti.

Strokovnjaki poudarjajo, da bodo prve "legitimne" oblikovalske otroke pridobili prav s selekcijo zarodkov in ne kot posledica genetske manipulacije.

Med PGD so zarodki, pridobljeni z oploditvijo in vitro, podvrženi genetskemu pregledu. Postopek vključuje odstranitev celic iz zarodkov v zelo zgodnji fazi razvoja in »branje« njihovih genomov. Celotna ali del DNK se prebere, da se ugotovi, katere različice genov nosi. Po tem bodo bodoči starši lahko izbrali, katere zarodke bodo vsadili v upanju na nosečnost.

Preimplantacijska genetska diagnoza (PGD) / ©vmede.org

Predimplantacijsko genetsko diagnozo že uporabljajo pari, ki verjamejo, da nosijo gene za nekatere dedne bolezni, da bi identificirali zarodke, ki teh genov nimajo. V ZDA se takšno testiranje uporablja v približno 5 % primerov IVF. Običajno se izvaja na tri do pet dni starih zarodkih. Takšni testi lahko odkrijejo gene, ki nosijo približno 250 bolezni, vključno s talasemijo, zgodnjo Alzheimerjevo boleznijo in cistično fibrozo.

Le danes PGD kot tehnologija oblikovanja otrok ni preveč privlačna. Postopek pridobivanja jajčec je neprijeten, prinaša tveganja in ne zagotavlja potrebnega števila celic za selekcijo. Toda vse se bo spremenilo, takoj ko bo mogoče pridobiti več jajčec za oploditev (na primer iz kožnih celic), hkrati pa se bosta povečala hitrost in cena sekvenciranja genoma.

Bioetik Henry Greeley z univerze Stanford v Kaliforniji pravi: "Skoraj vse, kar lahko storite z urejanjem genov, lahko naredite s selekcijo zarodkov."

Je DNK usoda?

Po mnenju strokovnjakov bo v prihodnjih desetletjih v razvitih državah napredek pri tehnologijah za branje genske kode, zapisane v naših kromosomih, dajal vedno več ljudem možnost zaporedja svojih genov. Toda uporaba genetskih podatkov za napovedovanje, kakšna oseba bo postal zarodek, je bolj zapletena, kot se sliši.

Raziskave genetskih osnov zdravja ljudi so vsekakor pomembne. Kljub temu so genetiki naredili malo, da bi razblinili poenostavljene ideje o tem, kako geni vplivajo na nas.

Mnogi ljudje verjamejo, da obstaja neposredna in nedvoumna povezava med njihovimi geni in lastnostmi. Zamisel o obstoju genov, ki so neposredno odgovorni za inteligenco, homoseksualnost ali na primer glasbene sposobnosti, je zelo razširjena. A tudi na primeru omenjenega gena CCR5, katerega sprememba vpliva na delovanje možganov, smo videli, da ni vse tako preprosto.

Obstaja veliko – večinoma redkih – genetskih bolezni, ki jih je mogoče natančno prepoznati s specifično gensko mutacijo. Praviloma res obstaja neposredna povezava med tako razpadom gena in boleznijo.

Najpogostejše bolezni ali zdravstvene nagnjenosti – sladkorna bolezen, srčne bolezni ali nekatere vrste raka – so povezane z več ali celo številnimi geni in jih ni mogoče z gotovostjo napovedati. Poleg tega so odvisni od številnih okoljskih dejavnikov – na primer od prehrane osebe.

Ko pa gre za bolj zapletene stvari, kot sta osebnost in inteligenca, tukaj ne vemo veliko o tem, kateri geni so vpleteni. Vendar pa znanstveniki ne izgubijo pozitivnega odnosa. Ker se povečuje število ljudi, katerih genomi so bili sekvencirani, bomo lahko izvedeli več o tem področju.

Medtem Euan Birney, direktor Evropskega inštituta za bioinformatiko v Cambridgeu, ki namiguje, da dekodiranje genoma ne bo odgovorilo na vsa vprašanja, ugotavlja: "Pobegniti moramo od ideje, da je vaša DNK vaša usoda."

Dirigent in orkester

Vendar to še ni vse. Za našo inteligenco, značaj, postavo in videz niso odgovorni le geni, ampak tudi epigeni – specifične oznake, ki določajo aktivnost genov, ne vplivajo pa na primarno strukturo DNK.

Če je genom skupek genov v našem telesu, potem je epigenom niz oznak, ki določajo aktivnost genov, neke vrste regulativni sloj, ki se nahaja tako rekoč na vrhu genoma. Kot odgovor na zunanje dejavnike pove, kateri geni naj delujejo in kateri naj spijo. Epigenom je dirigent, genom je orkester, v katerem ima vsak glasbenik svojo vlogo.

Takšni ukazi ne vplivajo na zaporedja DNK; preprosto vklopijo (izrazijo) nekatere gene in izklopijo (zatirajo) druge. Tako ne delujejo vsi geni, ki so na naših kromosomih. Manifestacija ene ali druge fenotipske lastnosti, sposobnost interakcije z okoljem in celo hitrost staranja je odvisna od tega, kateri gen je blokiran ali deblokiran.

Najbolj znan in, kot se domneva, najpomembnejši epigenetski mehanizem je metilacija DNK, dodajanje skupine CH3 z encimi DNK - metiltransferazami citozinu - eni od štirih dušikovih baz v DNK.

Epigenom / ©celgene.com

Ko je metilna skupina vezana na citozin, ki je del določenega gena, se gen izklopi. Toda presenetljivo je, da se v takem "mirujočem" stanju gen prenese na potomce. Takšen prenos znakov, ki so jih živa bitja pridobila v življenju, imenujemo epigenetsko dedovanje, ki traja več generacij.

Epigenetika - znanost, imenovana mala sestra genetike - preučuje, kako vklop in izklop genov vpliva na naše fenotipske lastnosti. Po mnenju mnogih strokovnjakov je prav v razvoju epigenetike prihodnji uspeh tehnologije za ustvarjanje oblikovalskih otrok.

Z dodajanjem ali odstranjevanjem epigenetskih "oznak" se lahko brez vpliva na zaporedje DNK borimo z obema boleznima, ki sta nastali pod vplivom neugodnih dejavnikov, in razširimo "katalog" načrtovanih oblikovnih značilnosti otroka.

Ali je scenarij Gattaki in drugi strahovi resnični?

Mnogi se bojijo, da bomo z urejanjem genoma - da bi se izognili resnim genetskim boleznim - prešli na izboljšanje ljudi, in tam ni daleč pred pojavom nadčloveka ali razvejanjem človeštva v biološke kaste, kot je napovedal Yuval Noah Harari.

Bioetik Ronald Greene z Dartmouth Collegea v New Hampshiru verjame, da lahko tehnološki napredek naredi "človeško oblikovanje" bolj dostopno. V naslednjih 40-50 letih, pravi, »bomo videli uporabo urejanja genov in reproduktivnih tehnologij za izboljšanje ljudi; svojemu otroku bomo lahko izbrali barvo oči in las, želimo izboljšane atletske sposobnosti, bralne ali računske sposobnosti itd.«

Vendar pa je pojav oblikovalskih otrok poln ne le nepredvidljivih zdravstvenih posledic, temveč tudi poglabljanje družbene neenakosti.

Kot poudarja bioetični znanstvenik Henry Greeley, bi lahko 10-20-odstotno dosegljivo izboljšanje zdravja s PGD, poleg koristi, ki jih že prinaša bogastvo, povzročilo vse večjo vrzel v zdravstvenem stanju bogatih in revnih – tako v družbi kot med državami..

In zdaj se v domišljiji porajajo strašne podobe genetske elite, kot so tiste, ki so prikazane v distopičnem trilerju Gattaca: napredek tehnologije je pripeljal do dejstva, da je evgenika prenehala veljati za kršitev moralnih in etičnih norm, in proizvodnja idealnih ljudi je postavljena na tok. V tem svetu je človeštvo razdeljeno na dva družbena razreda – »veljavno« in »neveljavno«. Prvi so praviloma posledica obiska staršev pri zdravniku, drugi pa so posledica naravne oploditve. Vsa vrata so odprta za "dobre", "neprimerni" pa so praviloma čez krov.

Posnetek iz filma "Gattaca" (1997, ZDA)

Vrnimo se v našo realnost. Ugotovili smo, da še ni mogoče predvideti posledic posega v zaporedje DNK: genetika ne daje odgovorov na številna vprašanja, epigenetika pa je pravzaprav v zgodnji fazi razvoja. Vsak poskus z rojstvom otrok s spremenjenim genomom je veliko tveganje, ki se lahko dolgoročno spremeni v težavo za takšne otroke, njihove potomce in morda celotno človeško vrsto.

Toda napredek tehnologije na tem področju, ki nas je rešil, verjetno nekaterih težav, bo dodal nove. Pojav v vseh pogledih popolnih oblikovalskih otrok, ki bodo, ko bodo dozoreli, postali člani družbe, lahko ustvari resen problem v obliki poglabljanja družbene neenakosti že na genetski ravni.

Druga težava je: na obravnavano temo nismo gledali skozi oči otroka. Ljudje včasih precenjujejo zmožnosti znanosti in skušnjava, da bi potrebo po skrbni skrbi za svojega otroka, njegovo vzgojo in študij nadomestili s plačilom računov v specializirani kliniki. Kaj pa, če oblikovalski otrok, v katerega je bilo vloženega toliko denarja in ki ima toliko pričakovanj, ne izpolni teh upov? Če kljub v genih programirani inteligenci in spektakularnemu videzu ne postane to, kar so želeli? Geni še niso usoda.