Chirurgie pomocí CRISPR/CAS9

Dříve byli jen chirurgové. Nedávno k nim přibyly ještě ti robotičtí. Ty člověk už jen kontroluje. Jsou zručnější a neklepou se jim tolik ruce při spojování přerušených  tenoučkým tepen, žil, nervů a jiných titěrností. A zvládají to i v místech, kam by se jejich živým kolegům, ruka ani nevešla. Teď se rodina chirurgů rozrůstá o další členy. Ti ve své rozlišovací schopnosti ještě o několik řádů přitvrdili - pracují v režimu nano (na molekulární úrovni). Těmito chirurgy jsou ve skutečnosti enzymatické komplexy, které jsou sestaveny tak, že stříhají a našívají záplaty na vláknech DNA. Nejznámější z nich má jméno i příjmením: CRISPR-Cas9. Jeho pracovní směna začíná tím, že pomocí naváděcího mechanismu si nejprve vyhledá předem vytypované místo v dědičné informaci a pak v něm provede opravu. Že něco takového je možné jsme odkoukali od bakterií. Teď, když už víme jak na to, tak to není nic moc složitého.

 

Jako naváděcí mechanismus slouží krátký řetězec ribonukleové kyseliny. Chová se tak trochu, jako když se pokoušíme slepovat rozbitý hrníček. Tam je také každý střep specifický a nelze ho zaměnit. Rozdíl je jen v tom, že tentokrát hrnek ani nemusí být rozbitý, aby enzym na něm našel místo, kde je ho potřeba vylepšit, nebo kam mu přilepit nové a lepší ouško.

K takovým opravám si náš enzymatický komplex bere do ruky další nástroj ze svého arzenálu - molekulární nůžky. Ve skutečnosti to je protein - enzym nukleáza Cas. Ta se s vláknem dvojité šroubovice zrovna nemazlí a kam ji řetězec ribonukleové kyseliny navede, tam střihne. Tím umožní modifikaci daného místa, případně nahrazení specifických sekvencí. Odborníci hovoří o úpravě templátu.

 

Molekulární chirurgie je tedy o tom, že vědec si předem vytipuje zvolené místo a manuální práci přenechá enzymům. Ty potom s relativně vysokou dávkou přesnosti, příslušnou lokalitu vyhledají a z konkrétního místa něco vystřihnou, nebo ho vylepší vnesením nějaké cizí DNA sekvence.  A protože jde informace zapsané do genů, lze tak jejich činnost  brzdit, nebo akcelerovat, případně buňky podvrženým plánem přemluvit dělat něco, co v plánu dělat neměly.

 

O co jde v případě editovaných čínských dětí?

Z dostupných pramenů se jedná o úpravu genu zodpovědného za tvorbu chemokinu, konkrétně CCR5, který patří do velké skupiny chemokinových receptorů. Na svém povrchu ho vystrkují lymfocyty i některé další buněčné typy. Je to struktura, která se podílí na signalizaci a koordinaci imunitních odpovědí. Nicméně se ukázalo, že vyhovuje tropickým virům, včetně HIV. Slouží jim totiž jako jakýsi heliport, na němž se jim dobře přistává, když zrovna letí kolem.

 

Čínského vědce k editaci genomu přiměl poznatek, že asi sto milionů lidí, převážně evropského původu, má ve svém genomu  variantu membránového receptoru, a níž se virům přistává obtížně a svým nositelům tím propůjčuje vysokou míru odolnosti vůči viru HIV-1 a následně onemocnění zvaného AIDS.  Dá se říci, že provedl zákrok, který jen reprodukuje přírodní genetickou variaci, kterou na Zemi sdílí tolik milionů osob. Pro nás je na tom potěšující, že jde o mutaci primárně evropského původu a že tím, jak se v našich končinách šířila, řadě z nás zajišťuje mocnou odolnost proti infekci HIV-1. Ze statistiky jiných autorů na lidech a pokusů na hlodavcích se dá soudit, že příznivý efekt by zákrok mohl mít i v odolnosti  na další onemocnění.

 

Z potlesku, jakým vědce Dr. Jiankui He přivítali na Mezinárodní konferenci věnované editaci lidského genomu, který se konal v Hong Kongu, nevyplývá, že by odborníci jeho počin houfně odsuzovali. Diskuse po přednášce také byla vedena ve vstřícném duchu.

 

 

 

Závěru, z něhož by vyplývalo, jestli je šíření této odolnosti mezi lidem čínským čin bohulibý, nebo není, se dnes nedočkáte. Nemohou se na tom ujednotit ani odborníci.

 

Co hrozí těm, kteří si nechají genom opravit uměle?

Většinou se argumentuje tím, že molekulární chirurgie ještě není tak přesná, aby nemohlo dojít k přepsání také něčeho jiného, než jen toho chtěného membránového receptoru využívaného viry ke svému zaháčkování a jako výchozí bod svého průniku do nitra buněk.

Dalším argumentem bývá, že když už to tak někdo stvořil, že tak činil s nějakým záměrem a aby to k něčemu sloužilo. Zkrátka, že když to potomkovi zrušíme, uděláme z něj mrzáka. Možná k něčemu odolnějšího, ale mrzáka. A že se mu to někde, kde to ani nečekáme, časem vymstí. Něco pravdy na tom být může, protože struktura CCR5 je exprimována na celé škále buněk. Nezralých lymfocytech (Th0), paměťových a primárních lymfocytech (Th1), monocytech, makrofázích, na neuronech, astrocytech a mikrogliích i na buňkách epitelu, endotelu cév v hladkém svalstvu. A ještě fibroblastech, s funkcí přednostních ligandů k prozánětlivým cytokinům.

 

Pokud by šlo nějakou funkci závažnou,  měly by nyní zplozené upravené čínské děti smůlu.  Změna v genomu je tak říkajíc, na věčné časy. A totéž platí i pro jejich potomky a potomky jejich potomků.

 

Optimisté jsou jiného názoru. A to, že u takto přirozeně postižených individuí, šířících se světem jako běloši s evropským původem, se žádný hendikep zjistit nepodařilo. A pokud přece jen existuje, bude nepodstatný. Úprava genomu by tedy měla nabízet profit, který převažuje. Jinak by přece nositelů „poruchy“ po světě nebylo už více než 100 milionů.

 

Z prostého lidského pohledu je těžké mít Číňanům za zlé, že chtějí být tak trochu jako my, kterým na buňkách chybí struktura fungující smrtelným virům jako „dokovací místo“. Nám šťastlivcům to způsobila mutace, která nás obdařila zvýšenou odolností, aniž bychom se o to museli sami nějak přičinit. Jenže ne všichni běloši se evoluci z tohoto pohledu povedli, některým z nás mutační  sudičky nakloněny nebyly. Pokud by takoví rodiče smolaři u nás zatoužili mít rovněž potomky rezistentní, nezbude jim nic jiného, než si počkat, zaplatit si poznávací zájezd za Čínskou velkou zeď a nechat si tam editovat embryo v některé z tamních klinik. Lze totiž očekávat, že bez ohledu na současný spor tuto možnost začnou tamní kliniky nabízet podobně, jako tomu bylo v Southern University of Science and Technology v jihočínském Šen-čenu. Kšeft je kšeft a etika půjde stranou.

 

Při návratu do vlasti by to ale chtělo si něčím naklonit nejen sudičky, ale i všechny bohy, neboť z požehnaného plodu života rázem bude geneticky modifikovaný organismus a na ty je Evropská unie hodně vysazená. Paragrafy jsou kroucené do zelena, a kdo ví, zda by takové překročení hranic nešlo kvalifikovat jako zvlášť zavržení hodné pašování GMO, které si nezadá s  infekčností. Geneticky modifikovaná substance totiž  časem bude mít snahu se šířit v populaci prostřednictvím vajíček, nebo spermiemi. Úředně by se opatření k nápravě nemusela moc lišit od případů nemocných s tuberkulózou. Ty je v zájmu celku, radno izolovat.

Pokud za dovoz geneticky upravené svítící akvarijní rybky, která v našich končinách nemá šanci přežít ani za přispění globálního oteplení, hrozí viníkovi několika milionová pokuta, kolik by potom asi musela judikatura vyměřit nevhodně obtěžkané mamince, snad raději ani nedomýšlet. Ani to, co by úředníci mohli vymyslet pro její děti v pubertě. Bránit mládí v lásce se nedá, jedině snad kastrací.

V současné době asi ani čínský establishment nemá jasno, jak se k záležitosti  postavit. Na jedné straně Čína v posledních letech zaznamenala drastický nárůst nových případů AIDS a projekt editace genomu naznačoval možnost, jak výhledově tento trend zvrátit. Ani poté, co vědec přednesl výsledky své práce na Mezinárodní konferenci pro editaci genů, která se konala v Hongkongu, se ještě nějakou dobu nic nedělo. Teprve až se na Čínu kvůli tomu snesla kritika ze strany institucí zaměřených na etiku se začaly dít věci. Zpočátku tisk poněkud klamal, že si vědec vymýšlel, aby se stal slavným. Jenže to ututlat nešlo a oficiální tisková agentura Xinhua přišla s tím, že se univerzita od vědcova vyjádření distancuje. A že vědec je od února na zdravotní neplacené dovolené. A také že komise zjišťuje, zda nebyla poručena pravidla výzkumu a pokud ano, že za porušení zákona bude vědec potrestán. Které předpisy by mohly být porušeny, ale zpráva neuvádí. Jisté je, že Dr. He je v  jakémsi domácím vězení a v očekávání, jak se vše vyvine. Oficiálnímu tvrzení, že se vše dělo zcela mimo výzkumný plán a bez vědomí univerzity a že ke klinickým pokusům došlo bez vědomí akademických orgánů, věří asi jen málo kdo.

Také nejnovější zpráva agentury Xinhua stojí za povšimnutí. Uvádí se v ní, že jak dvojčata, tak i další novorozenec, jsou v péči lékařů a že budou pod pravidelným lékařským zdravotním dohledem. Jinými slovy, Čína téměř oficiálně přiznává, že už jde o tři narozené „editované“ osoby.  Do projektu ale bylo přijato párů osm.

Když odhlédneme od politikaření, celou záležitost už teď lze brát jako indicii, že éra editovaných lidí započala. A také že s tím, jak se spektrum možných vylepšení genomu bude rozšiřovat, žádná instituce ani nařízení nebudou schopny tento trend zvrátit. I když odpor veřejnosti je velký, lze se opodstatněně domnívat, že editace genomu začne přinášet více pozitiv, než negativ.

 

Zda počin vědce He Jiankui už je tím, co našemu vylepšování otevřelo stavidla, ukáže až budoucnost. Zatím ale ve většině Evropy a USA, je genetická editace pro reprodukční účely zakázána. V Číně je situace právně poněkud nejasná. Ministerské pokyny zakazují výzkum embryí, který "porušuje etické nebo morální zásady". Zda zákrok v zájmu zdraví dítěte a na přání rodičů bude kvalifikován jako zavržení hodný čin, se brzo dozvíme. Jak autor He presentoval na konferenci, do jeho programu se mohly přihlásit jen páry, kde otec byl HIV- pozitivní a žena neinfikovaná a i přes tuto skutečnost se rozhodly mít dítě. Rodiče byli o možném riziku plynoucím z editace poučeni a měli možnost se rozhodnout, zda dají přednost asistenci s embryem neupraveným, nebo editovaným a vůči infekci odolnějším.

 

Předběžná zpráva vyšetřující etiku projektu ve vědcův prospěch, nevyznívá. Označuje ho za slávy chtivého a vypočítavého manipulátora s lidskou důvěrou a vyhýbajícího se kontrole. Jeho spolupracovník ale vypovídal v jeho prospěch, a že rodiče byli o všem (i rizikách z toho plynoucích) řádně informováni. Zda vše půjde až k soudu, není v tuto chvíli jasné. Univerzitě, jak se zdá, se ze zodpovědnosti podařilo vyzout. Z jeho aktivit udělala soukromou akci, kterou si financoval ze svých zdrojů sám.

Odhadnout se zatím nedá ani výše případného trestu. Osud vědce asi teď bude hodně záležet na tom, zda se u narozených dětí projeví nějaké neduhy. To ale může trvat dlouho.

 

Nynější čínské editované děti poněkud připomínají případ Louise Brownové z Velké Británie – prvního dítěte počatého ve zkumavce. To se psal rok 1978 a vzedmutá vlna hněvu od vědeckých autorit, církevních hodnostářů, včetně vyjádření Vatikánu, se tehdy nesla v duchu nepřirozenosti a zavrženíhodného činu. Nesouhlas byl hodně halasný a celosvětový.  Dnes už se nad neetičností technik IVF a ICSI nikdo ani nepozastaví. Řada párů by bez nich zůstala bezdětnými a z  IVF klinik a Center reprodukce, se stal výnosný byznys. A stejné to zakrátko bude i s centry pro editaci genomu.

 

Striktně vzato, nynější čínské děti nejsou prvními geneticky modifikovanými lidmi planety, jak se teď v mediích často mylně tvrdí. Před dvěma roky se Jordánskému páru, za asistence amerického lékaře John Zhanga z  New Hope Fertility Center, New York, narodil chlapeček. Má genom od tří rodičů. Na svět musel přijít v Mexiku, protože americké veřejné mínění a v souladu s nimi i zákony, genové inženýrství a transplantaci cizích mitochondrií (a jejich genů) nedovolují. Tehdejším hlasatelům etiky navzdory, se i tento chlapeček narodil zdráv a stal se tím prvním dítětem, které by v občanském průkazu mělo mít zapsány dvě biologické matky a jednoho otce. Dnes už jsou i tyto zákroky relativně běžnou záležitostí. I když pro většinu křesťansky smýšlejících obyvatel vyspělých západních zemí se nejednalo o metodu akceptovatelnou, jordánskému páru to nevadilo. Rodiče jsou rádi, že se vědcům podařilo sejmout z jejich rodiny prokletí spočívající v dědičné chorobě, při níž ženiny děti mřely v útrapách jedno za druhým.

 

Podle zpráv od Američana Dr. Williama Hurlbuta ze Stanfordu, který je s čínským vědcem už dva roky v kontaktu a minulý týden se mu s ním podařilo telefonicky spojit, je Dr. He Jiankui  v univerzitním bytě. Dle jeho slov je s ním zacházeno uctivě. Jeho pokoj má hlídat uniformovaná stráž. Z konverzace  vyplynulo, že "on a úřady si myslí, že to je dobrý nápad". Přidělená stráž ho má chránit před médii a všemi, kteří se ho snaží kontaktovat.

 

Zatím nejnovější zpráva je ze stránky jeho zaměstnavatele:  Southern University of Science and Technology. Praví se tam, že Dr. He Jiankui už není jejich zaměstnancem. Jinak řečeno, byl vyhozen. Tuto kauzu se budeme snažit dál sledovat. Nikoli kvůli autorovým oplétačkám s komisemi, ale ze zájmu, jak si jeho editované děti povedou zdravotně. Zda možné poškození jiných genů, které nelze ani u CRISPR/CAS9 zcela vyloučit, se na nich nějak projeví. To bude tím, co urychlí, nebo zbrzdí zavádění editace do širší praxe.

 

Literatura

Marilynn Marchion: China seems to confirm scientist's gene-edited babies clai, The Associated Press., January 21, 2019

Lucia Lopalco: CCR5: From Natural Resistance to a New Anti-HIV Strategy, Virusis doi: 10.3390/v2020574

Southern University of Science and Technology  https://en.wikipedia.org/wiki/University_of_Science_and_Technology_of_ChinaThe He Lab.  https://www.youtube.com/channel/UCn_Elifynj3LrubPKHXecwQ/featured