Projektování lidí: generace GMO

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Mnoho z nás se rodí s vlastnostmi, které pomáhají lépe konkurovat ve společnosti: krása, inteligence, velkolepý vzhled nebo fyzická síla. Vzhledem k pokroku v genetice se začíná zdát, že brzy budeme mít přístup k něčemu, čemu dříve nepodléhalo – „designovat“lidi ještě před jejich narozením. Ptát se na potřebné vlastnosti, pokud nejsou dány přírodou, předurčující příležitosti tak potřebné v životě. Děláme to s auty a jinými neživými předměty, ale teď, když je lidský genom dekódován a už se ho učíme upravovat, zdá se, že se blížíme ke vzniku tzv. „designérských“, „projektovaných“dětí. Vypadá to tak, nebo se to brzy stane skutečností?

Lulu a Nana z Pandořiny skříňky

Narození prvních dětí s upraveným genomem na konci roku 2019 vyvolalo vážný ohlas ve vědecké komunitě i mezi veřejností. He Jiankui, biolog na Southern University of Science and Technology, Čína (SUSTech) – 19. listopadu 2018, v předvečer druhého mezinárodního summitu o úpravách lidského genomu v Hong Kongu, v rozhovoru pro Associated Press oznámil narození vůbec prvních dětí s upraveným genomem.

Dvojčata se narodila v Číně. Jejich jména, stejně jako jména jejich rodičů, nebyla zveřejněna: první „GMO-děti“na planetě jsou známé jako Lulu a Nana. Podle vědce jsou dívky zdravé a zásah do jejich genomu učinil dvojčata imunní vůči HIV.

Událost, která se může zdát jako nový krok ve vývoji lidstva, nebo alespoň medicíny, jak již bylo zmíněno, nevyvolala mezi vědcovými kolegy pozitivní emoce. Naopak byl odsouzen. Vládní agentury v Číně zahájily vyšetřování a všechny experimenty s lidským genomem v zemi byly dočasně zakázány.

He Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Veřejností nedoceněný experiment byl následující. Vědec odebral spermie a vajíčka budoucím rodičům, provedl s nimi in vitro fertilizaci, upravil genomy výsledných embryí metodou CRISPR / Cas9. Po implantaci embryí do výstelky dělohy ženy nebyla budoucí matka dívek infikována virem HIV, na rozdíl od otce, který byl přenašečem viru.

Gen CCR5, který kóduje membránový protein používaný virem lidské imunodeficience ke vstupu do buněk, prošel úpravami. Pokud dojde k jeho úpravě, člověk s takovou umělou mutací bude odolný vůči infekci virem.

Lulu a Nana / © burcualem.com

Mutace, kterou se He Jiankui pokusil uměle vytvořit, se nazývá CCR5 Δ32: vyskytuje se v přírodě, ale jen u pár lidí, a dlouho přitahuje pozornost vědců. Experimenty na myších v roce 2016 ukázaly, že CCR5 Δ32 ovlivňuje funkci hipokampu a výrazně zlepšuje paměť. Jeho nositelé jsou nejen imunní vůči HIV, ale také se rychleji zotavují po mrtvici nebo traumatickém poranění mozku, mají lepší paměť a schopnosti učení než „obyčejní“lidé.

Je pravda, že zatím žádný vědec nemůže zaručit, že CCR5 Δ32 nenese žádná neznámá rizika a že takové manipulace s genem CCR5 nebudou mít pro nositele mutace negativní důsledky. Nyní je znám jediný negativní důsledek takové mutace: organismus jeho majitelů je náchylnější k západonilské horečce, ale toto onemocnění je poměrně vzácné.

Univerzita, kde čínský vědec působil, se mezitím zřekla svého zaměstnance. Alma mater uvedla, že nevěděli o He Jiankuiho experimentech, které označili za hrubé porušení etických principů a vědecké praxe, a zabýval se jimi mimo zdi instituce.

Je třeba poznamenat, že samotný projekt nezískal nezávislé potvrzení a neprošel recenzním řízením a jeho výsledky nebyly publikovány ve vědeckých časopisech. Vše, co máme, jsou jen výroky vědce.

Práce He Jiankui porušila mezinárodní moratorium na takové experimenty. Zákaz je stanoven na legislativní úrovni téměř ve všech zemích. Kolegové genetika se shodují, že použití technologie úpravy genomu CRISPR / Cas9 u lidí s sebou nese obrovská rizika.

Klíčovým bodem kritiky je ale to, že práce čínského genetika nemá nic inovativního: nikdo předtím takové experimenty neprovedl ze strachu z nepředvídatelných následků, protože nevíme, jaké problémy mohou modifikované geny svým nositelům a potomkům způsobit.

Jak uvedla britská genetička Maryam Khosravi na svém twitterovém účtu: "Pokud něco můžeme udělat, neznamená to, že to musíme udělat."

Mimochodem, v říjnu 2018, ještě před šokujícím prohlášením čínského vědce, ruští genetici z Národního lékařského výzkumného centra porodnictví, gynekologie a perinatologie pojmenovaní po Kulakovovi také oznámili úspěšnou změnu genu CCR5 pomocí genomu CRISPR / Cas9 editor a získávání embryí, která nepodléhají účinkům HIV. Přirozeně byly zničeny, aby nedošlo k narození dětí.

před 40 lety

Rychle vpřed o čtyři desetiletí. V červenci 1978 se ve Velké Británii narodila Louise Brownová - první dítě narozené v důsledku oplodnění in vitro. Pak její narození způsobilo mnoho hluku a rozhořčení a dostalo se k rodičům „dítě ze zkumavky“a vědcům, kterým se přezdívalo „doktoři z Frankensteina“.

Louise Brownová. V dětství a nyní / © dailymail.co.uk

Ale pokud tento úspěch některé vyděsil, dal jiným naději. Takže dnes je na planetě více než osm milionů lidí, kteří vděčí za svůj narození metodě IVF, a mnohé z tehdy populárních předsudků byly rozptýleny.

Pravda, byla tu ještě jedna obava: protože metoda IVF předpokládá, že „připravené“lidské embryo je umístěno do dělohy, může být před implantací geneticky modifikováno. Jak vidíme, po pár desetiletích se přesně toto stalo.

IVF postup / © freepik.com

Lze tedy najít paralelu mezi oběma událostmi – narozením Louise Brownové a čínských dvojčat Luly a Nany? Má cenu se hádat, že Pandořina skříňka je otevřená a velmi brzy bude možné „objednat“dítě vytvořené podle projektu, tedy designového. A hlavně, změní se přístup společnosti k takovým dětem, jako se dnes prakticky změnil k dětem „ze zkumavky“?

Výběr embrya nebo genetická modifikace?

Editace genomu však není to jediné, co nás přibližuje budoucnosti, kdy děti budou mít předem naplánované kvality. Lulu a Nana vděčí za svůj zrod nejen technologiím úpravy genů CRISPR / Cas9 a IVF, ale také preimplantační genetické diagnostice embryí (PGD). Během svého experimentu He Jiankui použil PGD upravených embryí k detekci chimérismu a chyb mimo cíl.

A pokud je zakázána editace lidských embryí, tak preimplantační genetická diagnostika, která spočívá v sekvenování genomu embryí pro některá dědičná genetická onemocnění a následná selekce zdravých embryí nikoliv. PGD je jakousi alternativou prenatální diagnostiky, pouze bez nutnosti přerušit těhotenství při zjištění genetických abnormalit.

Odborníci upozorňují, že první „legitimní“děti designérů budou získány právě výběrem embryí, a nikoli jako výsledek genetické manipulace.

Během PGD jsou embrya získaná in vitro fertilizací podrobena genetickému screeningu. Postup zahrnuje odstranění buněk z embryí ve velmi raném stádiu vývoje a „přečtení“jejich genomů. Celá DNA nebo její část se přečte, aby se určilo, které varianty genů nese. Poté si budoucí rodiče budou moci vybrat, která embrya implantují v naději na těhotenství.

Preimplantační genetická diagnostika (PGD) / ©vmede.org

Preimplantační genetickou diagnostiku již využívají páry, které se domnívají, že jsou nositeli genů pro určité dědičné choroby k identifikaci embryí, která tyto geny nemají. V USA se takové testování používá asi v 5 % případů IVF. Obvykle se provádí u tří až pětidenních embryí. Takové testy mohou odhalit geny, které nesou asi 250 onemocnění, včetně talasémie, časné Alzheimerovy choroby a cystické fibrózy.

Jen dnes není PGD jako technologie pro navrhování dětí příliš atraktivní. Postup získávání vajíček je nepříjemný, nese rizika a neposkytuje potřebný počet buněk pro selekci. Vše se ale změní, jakmile bude možné získat další vajíčka k oplodnění (například z kožních buněk), a zároveň se zvýší rychlost a cena sekvenování genomu.

Bioetik Henry Greeley ze Stanfordské univerzity v Kalifornii prohlašuje: „Téměř vše, co můžete dělat s editací genů, můžete dělat se selekcí embryí.“

Je DNA osudem?

Podle odborníků dá v nadcházejících desetiletích ve vyspělých zemích pokrok v technologiích čtení genetického kódu zaznamenaného v našich chromozomech stále více lidem možnost sekvenovat své geny. Ale používat genetická data k předpovědi, jaký druh člověka se z embrya stane, je složitější, než se zdá.

Výzkum genetického základu lidského zdraví je jistě důležitý. Genetici přesto udělali málo, aby rozptýlili zjednodušené představy o tom, jak nás geny ovlivňují.

Mnoho lidí věří, že mezi jejich geny a vlastnostmi existuje přímá a jednoznačná souvislost. Rozšířená je myšlenka existence genů přímo odpovědných za inteligenci, homosexualitu nebo například hudební schopnosti. Ale i na příkladu zmíněného genu CCR5, jehož změna ovlivňuje fungování mozku, jsme viděli, že všechno není tak jednoduché.

Existuje mnoho – většinou vzácných – genetických chorob, které lze přesně rozpoznat podle specifické genové mutace. Mezi takovýmto rozpadem genu a onemocněním zpravidla skutečně existuje přímá souvislost.

Nejběžnější nemoci nebo zdravotní predispozice – cukrovka, srdeční onemocnění nebo některé typy rakoviny – jsou spojeny s několika nebo dokonce mnoha geny a nelze je s jistotou předvídat. Navíc závisí na mnoha faktorech prostředí – například na stravě člověka.

Ale pokud jde o složitější věci, jako je osobnost a inteligence, tady toho moc nevíme o tom, které geny jsou zapojeny. Vědci však neztrácejí pozitivní přístup. Jak přibývá lidí, jejichž genomy byly sekvenovány, budeme se moci o této oblasti dozvědět více.

Mezitím Euan Birney, ředitel Evropského institutu bioinformatiky v Cambridge, naznačuje, že dekódování genomu neodpoví na všechny otázky, poznamenává: "Musíme se zbavit myšlenky, že vaše DNA je vaším osudem."

Dirigent a orchestr

To však není vše. Za naši inteligenci, charakter, postavu a vzhled jsou zodpovědné nejen geny, ale také epigeny – specifické značky, které určují aktivitu genů, ale neovlivňují primární strukturu DNA.

Pokud je genom souborem genů v našem těle, pak je epigenom souborem značek, které určují aktivitu genů, jakousi regulační vrstvou umístěnou jakoby nad genomem. V reakci na vnější faktory přikazuje, které geny by měly fungovat a které spát. Epigenom je dirigent, genom je orchestr, ve kterém má každý hudebník svůj part.

Takové příkazy neovlivňují sekvence DNA, jednoduše zapnou (vyjádří) některé geny a vypnou (potlačí) jiné. Ne všechny geny, které jsou na našich chromozomech, tedy fungují. Projev jednoho nebo druhého fenotypového znaku, schopnost interakce s prostředím a dokonce i rychlost stárnutí závisí na tom, který gen je zablokován nebo odblokován.

Nejznámějším a, jak se věří, i nejdůležitějším epigenetickým mechanismem je methylace DNA, přidání skupiny CH3 pomocí enzymů DNA – methyltransferáz na cytosin – jednu ze čtyř dusíkatých bází v DNA.

Epigenom / ©celgene.com

Když je methylová skupina připojena k cytosinu, který je součástí konkrétního genu, gen se vypne. Ale kupodivu v takovém „spícím“stavu se gen přenese na potomstvo. Takový přenos znaků získaných živými věcmi během života se nazývá epigenetická dědičnost, která přetrvává po několik generací.

Epigenetika – věda nazývaná malá sestra genetiky – studuje, jak zapínání a vypínání genů ovlivňuje naše fenotypové rysy. Podle mnoha odborníků spočívá budoucí úspěch technologie pro vytváření designových dětí právě ve vývoji epigenetiky.

Přidáním nebo odebráním epigenetických „tagů“můžeme bez ovlivnění sekvence DNA bojovat s oběma nemocemi, které vznikly pod vlivem nepříznivých faktorů, a rozšířit „katalog“designových charakteristik plánovaného dítěte.

Je scénář Gattaki a další obavy reálné?

Mnozí se obávají, že od úpravy genomu – abychom se vyhnuli vážným genetickým chorobám – přejdeme ke zlepšování lidí, a tam už není daleko ke vzniku nadčlověka nebo k rozvětvení lidstva do biologických kast, jak předpověděl Yuval Noah. Harari.

Bioetik Ronald Greene z Dartmouth College v New Hampshire věří, že technologický pokrok může učinit „lidský design“dostupnější. V příštích 40-50 letech říká: „Uvidíme využití genových úprav a reprodukčních technologií ke zlepšení lidí; budeme moci vybrat barvu očí a vlasů pro naše dítě, chceme zlepšit sportovní schopnosti, dovednosti čtení nebo počítání a tak dále."

Vznik návrhářských dětí je však zatížen nejen nepředvídatelnými zdravotními důsledky, ale také prohlubující se sociální nerovností.

Jak zdůrazňuje bioetický vědec Henry Greeley, 10–20% dosažitelné zlepšení zdraví prostřednictvím PGD, kromě výhod, které již bohatství přináší, by mohlo vést k prohlubování rozdílů ve zdravotním stavu bohatých a chudých – jak ve společnosti, tak mezi zeměmi..

A nyní se ve fantazii vynořují strašlivé obrazy genetické elity, jako jsou ty vyobrazené v dystopickém thrilleru Gattaca: pokrok technologie vedl k tomu, že eugenika přestala být považována za porušení morálních a etických norem, a výroba ideálních lidí je spuštěna. V tomto světě je lidstvo rozděleno do dvou společenských tříd – „platná“a „neplatná“. Ty první jsou zpravidla výsledkem návštěvy rodičů u lékaře a ty druhé jsou výsledkem přirozeného oplodnění. Všechny dveře jsou otevřené „dobře“a „nezpůsobilé“jsou zpravidla přes palubu.

Ještě z filmu "Gattaca" (1997, USA)

Vraťme se do naší reality. Poznamenali jsme, že zatím není možné předvídat důsledky interference se sekvencí DNA: genetika neposkytuje odpovědi na mnoho otázek a epigenetika je ve skutečnosti v rané fázi vývoje. Každý experiment s narozením dětí s upraveným genomem je významným rizikem, které se v dlouhodobém horizontu může pro tyto děti, jejich potomky a případně i celý lidský druh změnit v problém.

Ale technologický pokrok v této oblasti, který nás zachránil, pravděpodobně od některých problémů, přidá nové. Vznik po všech stránkách dokonalých designérských dětí, které se po dozrání stanou členy společnosti, může vytvořit vážný problém v podobě prohlubování sociální nerovnosti již na genetické úrovni.

Je tu další problém: nedívali jsme se na zvažované téma očima dítěte. Lidé mají někdy tendenci přeceňovat možnosti vědy a pokušení nahradit pečlivou péči o své dítě, jeho výchovu a studium placením účtů na specializované klinice může být velké. Co když designérské dítě, do kterého bylo investováno tolik peněz a které má tolik očekávání, zaostává za těmito nadějemi? Pokud se přes inteligenci naprogramovanou v genech a velkolepý vzhled nestane tím, co chtěli dělat? Geny ještě nejsou osudem.