OVIH je dana poput groma svijetom odjeknula vijest da je kineski znanstvenik He Jiankui upotrijebio tehnologiju promijene gena na ljudskim embrijima i time po prvi puta stvorio genetski modificirana ljudska bića. Vijest je izazvala čitav niz emocija u javnosti ali i znanstvenoj zajednici koja su se kretala od oštre osude postupka uspoređujući ga s igranjem Boga i početkom „dizajnerskih beba“ do odobravanja u nadi da je utrt put liječenju mnogih nasljednih i nenasljednih genetskih bolesti.

Kako se mijenjaju geni?

Kako mu je to pošlo za rukom i kako uopće izgleda postupak promjene gena? He Jiankui je koristio novootkrivenu i izrazito moćnu tehnologiju koja postoji u prirodi a koriste ju bakterije kao svojevrsni imunosni sustav u obrani od virusa. Prije samo desetak godina, znanstvenici su, proučavajući genetičku informaciju nekih bakterija, u njima uočili ponavljajuće nizove baza DNA. Ti su nizovi bili prilično neobični za bakterije, koje uobičajeno ne sadrže mnogo ponavljajućih dijelova. Usporedbom s genetičkom informacijom drugih organizama, ubrzo su shvatili da je riječ o dijelovima virusa, koji su se nekako uspjeli ugraditi u bakterijsku DNA. To samo po sebi ne bi bilo čudno, jer se mnogi virusi upravo i razmnožavaju na način da se ugrade u DNA stanice domaćina i prepuste joj proizvodnju novih virusnih jedinki.

No, ovdje je bilo neobično to što su se dijelovi virusa nalazili uvijek na istome mjestu (obično se virusi u domaćina ugrađuju relativno nasumično), bili su mnogo puta ponovljeni i nisu sadržavali cijelu virusnu informaciju već samo njen kratki dio. Štoviše, taj kratki dio nije bio uvijek isti nego se od bakterije do bakterije razlikovao. Nakon nekoliko godina proučavanja ove neobične pojave, znanstvenici su došli do zaključka da su pronašli bakterijski ratni dnevnik! Radilo se o svojevrsnoj kartoteci neprijateljske DNA koju je bakterija nakon što bi uspješno porazila svog virusa-nametnika, spremila u svoj genom da bi zapamtila kako izgleda virus koji ju je napao i kako bi ga u sljedećem susretu mogla puno ranije prepoznati i uništiti prije nego joj nanese veću štetu.

Ako vas ovo podsjeća na imunizaciju kod ljudi, u pravu ste jer na vrlo sličan način radi i naš imunosni sustav – pri prvom susretu sa stranim organizmom on zapamti počinitelja i programira obranu da ga uništi.

Ovaj bakterijski imunosni sustav nazvan je CRISPR, od engleske kratice za nakupine pravilno razmaknutih ponavljajućih kratkih palindromskih sljedova. Uz pohranjene uzorke strane DNA, on je sadržavao i alat-oružje – rezač DNA. Baš kao kod nekog bakterijskog Terminatora, kad god bi neki uzorak DNA bio prepoznat kao sumnjivac, na njemu bi završio rezač i presjekao ga na pola ili usitnio u male djeliće koji više nisu opasni za domaćina.

Ubrzo su znanstvenici shvatili da ovaj Terminator radi izuzetno učinkovito čak i ako mu podvalite bilo koju „neprijateljsku“ sekvencu. Ako ju negdje uoči, vrlo brzo će ju uništiti. Ta spoznaja uvela je pravu revoluciju u genetički inženjering. Do tada je postupak izrezivanja neke specifične regije ili gena zahtijevao da svaki puta dizajnirate posebne molekularne škare koje bi pocijepale DNA i bili biste sretni ako bi mjesto cijepanja bilo barem približno točno i ako bi se cijepanje uopće i dogodilo. Novim načinom i korištenjem sustava CRISPR, škare su bile uvijek iste, dovoljno je bilo programirati sustav za navođenje i dati mu točnu sekvencu koju želite posjeći i CRISPR bi radio besprijekorno! Postupak uklanjanja bilo kojeg gena ili dijela genetičkog zapisa iz bilo kojeg organizma od mukotrpnog laboratorijskog „rada u rudniku“ postao je šetnja parkom.

Oruđe za otkrivanje funkcija gena

Općenito je inaktivacija gena, ili njihovo „nokautiranje“ kako se u žargonu kaže, najmoćniji alat u arsenalu molekularnih biologa u pokušaju da spoznaju kako radi život. Za odgonetanje izrazito kompleksne mreže genskih interakcija unutar stanice jedan od pristupa je inaktivirati gen po gen i pratiti što se događa sa stanicom - hoće li preživjeti, promijeniti svoj metabolizam ili nam na neki treći način omogućiti da saznamo za što bi uklonjeni gen bio odgovoran. Baš kao kad biste nekome tko nije nikada vidio automobil i ne zna kako radi dali da ga prouči i pokuša objasniti što je bitno a što manje bitno, vjerojatno bi prvo krenuo od toga da ukloni neki dio i vidi hoće li auto i dalje raditi ili će se nešto promijeniti.

Genska inaktivacija je do sada dala jako puno odgovora na pitanje čemu pojedini geni služe, a najuspješnijom se pokazala kod jednostavnih organizama, bakterija, kvasaca ili crvića gdje je razina kompleksnosti daleko niža od one u ljudskim, životinjskim ili biljnim stanicama. Ipak, pošto su neki geni ostali evolucijski očuvani sve do čovjeka, to nam ponekad omogućuje da i za neke ljudske gene pokušamo pretpostaviti njihovu funkciju i ulogu u stanici. Iako mnogo manje istražena i definitivno još uvijek nespremna za sigurnu primjenu, tehnologija sustava CRISPR omogućava nam čak i da ciljano mutiramo jedno ili nekoliko slova na točno određenom mjestu u našem genomu – zamijenimo alat (protein) za rezanje DNA s onim koji ju ciljano mijenja, iz jednog slova u drugo.

U mnogim slučajevima nam je znanje kako rade geni, koja je njihova funkcija, kad su aktivni a kada ne,  omogućilo i da prirodu iskoristimo za boljitak čovječanstva, od dijagnoze i liječenja bolesti, proizvodnje lijekova i cjepiva pa do prerade otpada ili stvaranja novih materijala.

Primjena na ljudima

Do prije tjedan dana, tehnologiju inaktivacije gena znanstvena zajednica nije primjenjivala na ljudskim stanicama u njihovom najranijem razvoju. Ili su to bar svi tako mislili.

Međutim, objava kineskog znanstvenika pustila je „duha iz boce“ i on će se u nju vrlo teško ili nikako vratiti. Kao što je već na mnogo mjesta objavljeno, on je koristeći tehnologiju CRISPR na ljudskim embrijima inaktivirao gen CCR5 koji je zaslužan za prolaz virusa HIV u stanicu. Ljudi rođeni s mutacijom u tom genu prirodno su imuni na virus HIVa, dok je u ovom slučaju takva imunost uzrokovana ciljanim uništavanjem toga gena. Da bi se postigla imunost, potrebno je inaktivirati obje kopije gena CCR5, jednog koji smo naslijedili od majke, a drugog od oca. Embriji su uspješno dovedeni do rođenja i time je He Jiankui postao prvi čovjek koji je (javno) genetski modificirao ljude u njihovom zametnom stadiju.

Argumenti protiv

Protivnici ovog postupka navode nekoliko problema. Prvi je njegova moguća opasnost, zbog toga što je tehnologija toliko nova da još uvijek ne poznajemo sasvim dobro njene nedostatke. Iako je preciznost u ciljanju pojedinog gena spektakularna, postoji pitanje može li u nekim slučajevima doći do pogreške u ciljanju i time do inaktivacije neželjenog gena a samim time i do opasnih posljedica po organizam. Drugi je etička upitnost postupka, koji se može potencijalno iskoristiti za poboljšanje bioloških svojstava pojedinca i na taj način stvoriti nove društvene nejednakosti.

Argumenti za

Pobornici, pak, navode neslućene terapijske mogućnosti i potencijal da u začetku interveniramo u brojne teške nasljedne bolesti, prije nego one ostave trajne posljedice po zdravlje. I sam autor ovih zahvata tvrdi da ih je učinio s najboljom mogućom namjerom – kao pomoć roditeljima zaraženim virusom HIV-a da zaštite svoje potomke i s njih skinu veliku stigmu koja je oko te bolesti prisutna u Kini.

Regulacija, a ne zabrana

Ako zavirimo u povijest, vidjet ćemo da su zabrane istraživanja ili korištenja neke tehnologije rijetko ili nikako urodile plodom – u većini se slučajeva desilo da se istraživanja nastavljaju ili tehnologija koristi daleko od očiju javnosti. A tada je jako teško znati za što se primjenjuje i u koje svrhe upotrebljava. Ako je nešto bilo moguće učiniti, ljudski je rod to u svojoj znatiželji u jednom trenutku i napravio. Stoga nije vjerojatno da će i s tehnologijama mijenjanja gena biti drugačije.

Najvažnije je dobro procijeniti rizik upotrebe ove tehnologije, uostalom kao i kod svake ljudske djelatnosti – od leta avionom do upotrebe nuklearnih reaktora i primjene lijekova. I u takvoj procjeni rizika svakako trebaju najveću težinu imati mišljenja onih koji najbolje mogu sagledati pozitivne i negativne učinke pojedinog postupka i odobravati ga ako je dobrobit veći od rizika ili pak ne odobravati ako rizici premašuju pozitivan učinak.

I zato je čovječanstvu jedino osiguranje da će tehnologija promjene gena biti korištena u najbolje moguće svrhe njena pametna regulacija, koja se ne temelji na zabranama i dogmatskim stavovima već prije svega na transparentnoj i javnoj primjeni temeljenoj na procjeni rizika. Nju najbolje mogu osigurati sami ljudi tako da povjerenje o upravljanju ovim svijetom poklone onima koji su dovoljno mudri da mogu prepoznati a zatim i usmjeravati razvoj čovječanstva u smjeru od kojeg ćemo svi imati najviše koristi.