Dizajniranje ljudi: GMO generacija

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Mnogi od nas rođeni su s osobinama koje pomažu da se bolje natječemo u društvu: ljepota, inteligencija, spektakularan izgled ili fizička snaga. Zbog napretka u genetici, počinje se činiti da ćemo uskoro moći pristupiti nečemu što prije nije bilo podložno – “dizajnirati” ljude i prije nego što su rođeni. Tražiti potrebne osobine, ako nisu dane po prirodi, unaprijed određujući prilike tako potrebne u životu. To radimo s automobilima i drugim neživim predmetima, ali sada kada je ljudski genom dekodiran i već ga učimo uređivati, čini se da smo sve bliži pojavi takozvane "dizajnerske", "projicirane" djece. Čini li se tako ili će uskoro postati stvarnost?

Lulu i Nana iz Pandorine kutije

Rođenje prve djece s modificiranim genomom krajem 2019. izazvalo je ozbiljan odjek u znanstvenoj zajednici i javnosti. He Jiankui, biolog na Southern University of Science and Technology, Kina (SUSTech) - 19. studenog 2018., uoči drugog Međunarodnog samita o uređivanju ljudskog genoma u Hong Kongu, u intervjuu za Associated Press, najavio je rođenje prve djece s uređenim genomom.

Djevojčice blizanke rođene su u Kini. Njihova imena, kao ni imena njihovih roditelja, nisu otkrivena: prva "GMO-djeca" na planeti poznata su kao Lulu i Nana. Prema riječima znanstvenika, djevojčice su zdrave, a miješanje u njihov genom učinilo je blizance imunim na HIV.

Događaj, koji se može činiti kao novi korak u razvoju čovječanstva, ili barem medicine, kao što je već spomenuto, nije izazvao pozitivne emocije kod kolega znanstvenika. Naprotiv, bio je osuđen. Vladine agencije u Kini započele su istragu, a svi eksperimenti s ljudskim genomom u zemlji su privremeno zabranjeni.

He Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Eksperiment, koji javnost nije cijenio, bio je sljedeći. Znanstvenik je od budućih roditelja uzeo spermu i jajašca, s njima izvršio in vitro oplodnju, uredio je genome nastalih embrija metodom CRISPR / Cas9. Nakon što su embriji implantirani u sluznicu ženine maternice, buduća majka djevojčica nije bila zaražena HIV-om, za razliku od oca koji je bio nositelj virusa.

Gen CCR5, koji kodira membranski protein koji koristi virus ljudske imunodeficijencije za ulazak u stanice, prošao je uređivanje. Ako se modificira, osoba s takvom umjetnom mutacijom bit će otporna na infekciju virusom.

Lulu i Nana / © burcualem.com

Mutacija koju je He Jiankui pokušao umjetno stvoriti zove se CCR5 Δ32: nalazi se u prirodi, ali samo u nekoliko ljudi, i dugo je privlačila pozornost znanstvenika. Eksperimenti na miševima 2016. godine pokazali su da CCR5 Δ32 utječe na funkciju hipokampusa, značajno poboljšavajući pamćenje. Njegovi nositelji nisu samo imuni na HIV, već se i brže oporavljaju nakon moždanog udara ili traumatske ozljede mozga, imaju bolje pamćenje i sposobnost učenja od “običnih” ljudi.

Istina, zasad nijedan znanstvenik ne može jamčiti da CCR5 Δ32 ne nosi nikakve nepoznate rizike i da takve manipulacije s genom CCR5 neće uzrokovati negativne posljedice za nositelja mutacije. Sada je poznata jedina negativna posljedica takve mutacije: organizam njegovih vlasnika osjetljiviji je na groznicu Zapadnog Nila, ali ova je bolest prilično rijetka.

U međuvremenu, sveučilište na kojem je kineski znanstvenik radio odreklo se svog zaposlenika. Iz alma mater kažu da nisu znali za eksperimente He Jiankuija, koje su nazvali grubim kršenjem etičkih načela i znanstvene prakse, a on se njima bavio izvan zidova ustanove.

Treba napomenuti da sam projekt nije dobio nezavisnu potvrdu i nije prošao recenziju, a njegovi rezultati nisu objavljeni u znanstvenim časopisima. Sve što imamo su samo izjave znanstvenika.

He Jiankuijev rad prekršio je međunarodni moratorij na takve eksperimente. Zabrana je uspostavljena na zakonodavnoj razini u gotovo svim zemljama. Kolege genetičara slažu se da korištenje CRISPR/Cas9 tehnologije za uređivanje genoma kod ljudi nosi ogromne rizike.

No, ključna točka kritike je da rad kineskog genetičara nema ništa inovativno: nitko prije nije poduzimao takve eksperimente zbog straha od nepredvidivih posljedica, jer ne znamo kakve probleme modificirani geni mogu stvoriti njihovim nositeljima i potomcima.

Kao što je britanska genetičarka Maryam Khosravi rekla na svom Twitter računu: "Ako možemo nešto učiniti, to ne znači da to moramo učiniti."

Inače, u listopadu 2018., čak i prije šokantne izjave kineskog znanstvenika, ruski genetičari iz Nacionalnog medicinskog istraživačkog centra za porodništvo, ginekologiju i perinatologiju imena Kulakova također su objavili uspješnu promjenu gena CCR5 pomoću genomske CRISPR/Cas9 urednik i dobivanje embrija koji nisu podložni učincima HIV-a. Naravno, oni su uništeni, tako da nije došlo do rađanja djece.

40 godina prije

Brzo naprijed četiri desetljeća. U srpnju 1978. u Velikoj Britaniji rođena je Louise Brown – prvo dijete rođeno kao rezultat vantjelesne oplodnje. Tada je njezino rođenje izazvalo veliku buku i ogorčenje, te je otišlo roditeljima "bebe iz epruvete", te znanstvenicima, koji su dobili nadimak "liječnici Frankensteina".

Louise Brown. U djetinjstvu i sada / © dailymail.co.uk

Ali ako je taj uspjeh neke uplašio, drugima je dao nadu. Dakle, danas na planeti postoji više od osam milijuna ljudi koji svoje rođenje duguju metodi IVF-a, a mnoge predrasude koje su tada bile popularne su raspršene.

Istina, postojala je još jedna zabrinutost: budući da metoda IVF-a pretpostavlja da se "spreman" ljudski embrij stavlja u maternicu, on može biti genetski modificiran prije implantacije. Kao što vidimo, nakon nekoliko desetljeća dogodilo se upravo to.

IVF postupak / © freepik.com

Može li se dakle povući paralela između dva događaja – rođenja Louise Brown i kineskih blizanki Lule i Nane? Vrijedi li raspravljati da je Pandorina kutija otvorena i vrlo brzo će se moći "naručiti" dijete stvoreno prema projektu, odnosno dizajnerskom. I što je najvažnije, hoće li se promijeniti odnos društva prema takvoj djeci, kao što se danas praktički promijenio prema djeci “iz epruvete”?

Selekcija embrija ili genetska modifikacija?

Međutim, uređivanje genoma nije jedina stvar koja nas približava budućnosti u kojoj će djeca imati unaprijed planirane kvalitete. Lulu i Nana svoje rođenje duguju ne samo tehnologijama za uređivanje gena CRISPR/Cas9 i IVF-u, već i preimplantacijskoj genetskoj dijagnostici embrija (PGD). Tijekom svog eksperimenta, He Jiankui je koristio PGD uređenih embrija za otkrivanje himerizma i pogrešaka izvan cilja.

A ako je uređivanje ljudskih embrija zabranjeno, onda preimplantacijska genetska dijagnostika, koja se sastoji u sekvenciranju genoma embrija za neke nasljedne genetske bolesti, i naknadnom odabiru zdravih embrija, nije. PGD je svojevrsna alternativa prenatalnoj dijagnostici, samo bez potrebe za prekidom trudnoće ako se otkriju genetske abnormalnosti.

Stručnjaci ističu da će se prva "legitimna" dizajnerska djeca dobiti upravo odabirom embrija, a ne kao rezultat genetske manipulacije.

Tijekom PGD-a, embriji dobiveni in vitro oplodnjom podvrgavaju se genetskom pregledu. Postupak uključuje uklanjanje stanica iz embrija u vrlo ranoj fazi razvoja i „čitanje“njihovih genoma. Čita se cijela ili dio DNK kako bi se utvrdilo koje varijante gena nosi. Nakon toga, budući roditelji će moći birati koje će embrije implantirati u nadi trudnoće.

Preimplantacijska genetska dijagnoza (PGD) / ©vmede.org

Preimplantacijsku genetsku dijagnozu već koriste parovi koji vjeruju da nose gene za određene nasljedne bolesti kako bi identificirali embrije koji nemaju te gene. U SAD-u se takvo testiranje koristi u oko 5% slučajeva IVF-a. Obično se izvodi na embrijima starim od tri do pet dana. Takvi testovi mogu otkriti gene koji nose oko 250 bolesti, uključujući talasemiju, ranu Alzheimerovu bolest i cističnu fibrozu.

Samo danas PGD nije baš atraktivan kao tehnologija za dizajniranje djece. Postupak dobivanja jajnih stanica je neugodan, nosi rizike i ne daje potreban broj stanica za selekciju. No, sve će se promijeniti čim bude moguće dobiti više jajašca za oplodnju (na primjer, iz stanica kože), a istovremeno će se povećati brzina i cijena sekvenciranja genoma.

Bioetičar Henry Greeley sa Sveučilišta Stanford u Kaliforniji kaže: "Gotovo sve što možete učiniti s uređivanjem gena, možete učiniti i odabirom embrija."

Je li DNK sudbina?

Prema riječima stručnjaka, u idućim desetljećima u razvijenim zemljama napredak u tehnologijama za čitanje genetskog koda zabilježenog u našim kromosomima dat će sve većem broju ljudi priliku da sekvenciraju svoje gene. Ali korištenje genetskih podataka za predviđanje kakva će osoba postati embrij teže je nego što zvuči.

Istraživanje genetske osnove ljudskog zdravlja svakako je važno. Ipak, genetičari su učinili malo da razbiju pojednostavljene ideje o tome kako geni utječu na nas.

Mnogi ljudi vjeruju da postoji izravna i nedvosmislena veza između njihovih gena i osobina. Raširena je ideja o postojanju gena koji su izravno odgovorni za inteligenciju, homoseksualnost ili, na primjer, glazbene sposobnosti. No i na primjeru spomenutog gena CCR5, čija promjena utječe na funkcioniranje mozga, vidjeli smo da nije sve tako jednostavno.

Postoje mnoge - uglavnom rijetke - genetske bolesti koje se mogu točno prepoznati specifičnom mutacijom gena. U pravilu doista postoji izravna veza između takvog sloma gena i bolesti.

Najčešće bolesti ili medicinske predispozicije - dijabetes, bolesti srca ili određene vrste raka - povezane su s nekoliko ili čak mnogim genima i ne mogu se sa sigurnošću predvidjeti. Osim toga, ovise o mnogim čimbenicima okoliša – na primjer, o prehrani osobe.

Ali kada su u pitanju složenije stvari poput osobnosti i inteligencije, ovdje ne znamo puno o tome koji su geni uključeni. Međutim, znanstvenici ne gube pozitivan stav. Kako se povećava broj ljudi čiji su genomi sekvencirani, moći ćemo saznati više o ovom području.

U međuvremenu, Euan Birney, direktor Europskog instituta za bioinformatiku u Cambridgeu, dajući naslutiti da dekodiranje genoma neće odgovoriti na sva pitanja, napominje: "Moramo se pobjeći od ideje da je vaša DNK vaša sudbina."

Dirigent i orkestar

Međutim, to nije sve. Za našu inteligenciju, karakter, građu i izgled nisu zaslužni samo geni, već i epigeni – specifične oznake koje određuju aktivnost gena, ali ne utječu na primarnu strukturu DNK.

Ako je genom skup gena u našem tijelu, onda je epigenom skup oznaka koje određuju aktivnost gena, svojevrsni regulatorni sloj koji se nalazi, takoreći, na vrhu genoma. Kao odgovor na vanjske čimbenike, on zapovijeda koji geni trebaju raditi, a koji spavati. Epigenom je dirigent, genom je orkestar, u kojem svaki glazbenik ima svoju ulogu.

Takve naredbe ne utječu na DNK sekvence; one jednostavno uključuju (izražavaju) neke gene i isključuju (potiskuju) druge. Dakle, ne rade svi geni koji se nalaze na našim kromosomima. Manifestacija jedne ili druge fenotipske osobine, sposobnost interakcije s okolinom, pa čak i brzina starenja ovise o tome koji je gen blokiran ili deblokiran.

Najpoznatiji i, kako se vjeruje, najvažniji epigenetski mehanizam je metilacija DNA, dodavanje CH3-skupine DNA enzimima - metiltransferazama citozinu - jednoj od četiri dušične baze u DNA.

Epigenom / ©celgene.com

Kada se metilna skupina veže na citozin, koji je dio određenog gena, gen se isključuje. No, začudo, u takvom "uspavanom" stanju gen se prenosi na potomstvo. Takav prijenos karaktera koje su živa bića stekla tijekom života naziva se epigenetsko nasljeđe, koje traje nekoliko generacija.

Epigenetika - znanost koja se zove mala sestra genetike - proučava kako uključivanje i isključivanje gena utječe na naše fenotipske osobine. Prema mnogim stručnjacima, upravo u razvoju epigenetike leži budući uspjeh tehnologije za stvaranje dizajnerske djece.

Dodavanjem ili uklanjanjem epigenetskih "oznaka" možemo se, bez utjecaja na sekvencu DNK, boriti s obje bolesti nastale pod utjecajem nepovoljnih čimbenika, te proširiti "katalog" planiranih dizajnerskih karakteristika djeteta.

Jesu li Gattaki scenarij i drugi strahovi stvarni?

Mnogi strahuju da ćemo od uređivanja genoma - kako bismo izbjegli ozbiljne genetske bolesti - prijeći na poboljšanje ljudi, a tu nije daleko do pojave nadčovjeka ili grananja čovječanstva u biološke kaste, kako je predvidio Yuval Noah Harari.

Bioetičar Ronald Greene s Dartmouth Collegea u New Hampshireu vjeruje da tehnološki napredak može učiniti "ljudski dizajn" dostupnijim. U sljedećih 40-50 godina, kaže on, “vidjet ćemo korištenje uređivanja gena i reproduktivnih tehnologija za poboljšanje ljudi; moći ćemo odabrati boju očiju i kose za svoje dijete, želimo poboljšati sportske sposobnosti, vještine čitanja ili računanja, itd."

Međutim, pojava dizajnerske djece ispunjena je ne samo nepredvidivim medicinskim posljedicama, već i produbljivanjem društvene nejednakosti.

Kao što bioetički znanstvenik Henry Greeley ističe, 10-20% ostvarivo zdravstveno poboljšanje kroz PGD, uz dobrobiti koje bogatstvo već donosi, moglo bi dovesti do sve većeg jaza u zdravstvenom statusu bogatih i siromašnih - kako u društvu tako i među zemljama.

A sada se u mašti pojavljuju strašne slike genetske elite, poput onih prikazanih u distopijskom trileru Gattaca: napredak tehnologije doveo je do činjenice da se eugenika prestala smatrati kršenjem moralnih i etičkih normi, a proizvodnja idealnih ljudi je stavljena na tok. U ovom svijetu čovječanstvo je podijeljeno na dvije društvene klase - "valjane" i "nevaljane". Prvi su, u pravilu, rezultat posjeta roditelja liječniku, a drugi su posljedica prirodne oplodnje. Sva su vrata otvorena za "dobre", a "nepodobni", u pravilu, su izvan broda.

Snimka iz filma "Gattaca" (1997, SAD)

Vratimo se našoj stvarnosti. Napomenuli smo da još nije moguće predvidjeti posljedice uplitanja u sekvencu DNK: genetika ne daje odgovore na mnoga pitanja, a epigenetika je zapravo u ranoj fazi razvoja. Svaki pokus s rođenjem djece s modificiranim genomom značajan je rizik koji se dugoročno može pretvoriti u problem za takvu djecu, njihove potomke i, moguće, cijelu ljudsku vrstu.

Ali napredak tehnologije na ovom području, spasivši nas, vjerojatno od nekih problema, dodat će nove. Pojava dizajnerske djece, savršene u svakom pogledu, koja će, sazrijevši, postati članovi društva, može stvoriti ozbiljan problem u vidu produbljivanja društvene nejednakosti već na genetskoj razini.

Postoji još jedan problem: na razmatranu temu nismo gledali očima djeteta. Ljudi su ponekad skloni precijeniti sposobnosti znanosti, a iskušenje da potrebu za mukotrpnom brigom o svom djetetu, njegovom odgoju i studiranju zamijene plaćanjem računa u specijaliziranoj klinici može biti veliko. Što ako dizajnerski klinac, u kojeg je uloženo toliko novca i koji ima tolika očekivanja, ne ispuni te nade? Ako, unatoč inteligenciji programiranoj u genima i spektakularnom izgledu, ne postane ono što su htjeli učiniti? Geni još nisu sudbina.