Az idei kémiai Nobel-díjat Emmanuelle Charpentier és Jennifer A. Doudna kapta akik egy új génszerkesztési eljárást, a CRISPR/Cas9 rendszert dolgozták ki. Mi is ez az eljárás? Miért jár a díj? És milyen hatásai lesznek a jövőben?
Hogy is kezdődött?
Amikor először sikerült baktériumok genetikai állományát módosítani, mindenkinek persze egyből eszébe jutott, hogy akkor emberekét is lehetne. Mint kiderült, az ember egy csöppet bonyolultabb, mint egy baci, így ez nem ment olyan könnyen. Klónozás terén már régóta nagy sikereket értünk el. Az első klónozással létrejött állat 1996-ban született. Elvi akadálya az ember klónozásának sincsen, de etikai annál több, így ezirányban nem fejlődött tovább a tudomány. De nincs is rá szükség. Amit szeretnénk az nem egy új önmagunk (vagyunk már így is elegen), hanem egy jobb önmagunk, egy javított kiadás. Ehhez azonban a meglévő vagy éppen megfogant testünket kéne módosítani. Egészen 2012-ig ez sci-finek tűnt.
A génszerkesztés nagyon érdekelte a kutatókat, ezért volt már pár megoldásunk rá (génpuska, módosított vírusok stb.), de mindegyikkel volt egy alapvető probléma: nem voltak elég pontosak. Ez miért fontos? Nos, azért mert a DNS, amit szerkeszteni szeretnénk, az bizony (majdnem) minden sejtünkben ott csücsül. Persze egy májsejtben nem ugynazok a gének elérhetőek, mint a térdporcodnál, ezért máj a máj és térdporc a térdporc, de a gyakorlat azt mutatta, hogy ezidáig a génszerkesztés vagy sikerült, vagy nem. Amikor nem sikerült az azt jelentette, hogy olyan helyeken is módosult a DNS, ahol nem akartuk, ezért tumor vagy más betegség alakult ki vagy halál lett a vége.
Alapszakon még azt tanultuk a genetikai alapú gyógyításról, hogy szép meg jó, de a jövő, mert még nem elég pontos, túl veszélyes használni. Aztán egy szép napon, félredobhattuk a korábbi tanagyagot és szinte minden tanórán arról volt szó, hogy “gyerekek, itt van, amire vártunk, megvan az eszköz, amivel bele tudunk nyúlni pontosan a génekbe”.
CRISPR/Cas9 röviden
A baktériumok a genetikusok kedvenc “házi állatai”. A baktériumoktól loptuk a molekuláris biológiai technikák nagy részét. A PCR-nél is olyan enzimeket használunk, amelyeket bacikből nyertünk ki. Amikor bacikat veszünk rá, hogy termeljenek nekünk bizonyos fehérjéket, akkor is a más bacikból szerzett enzimekkel vagdossuk a DNS-üket. A CRISPR/Cas9 (ejtsd:kriszpár-keznájn) módszert is baktériumoknak köszönhetjük.
A két kutatónő felfedezte, hogy bizonyos baciknak van egy saját immunrendszerük, aminek segítségével az őket megtámadó vírusok DNS-ét tudják szétvagdosni. Ezt a vágást feltűnően pontosan teszik, ezért azonnal adta magát, hogy ezt emberre is optimalizálni kell. És ez sikerült is. Nem megyek bele túlságosan a nagyon mély molekuláris háttér taglalásába, de a lényeg, hogy bacikból származó fehérjéket fejlesztettek úgy tovább, hogy emberi sejtek DNS-ét is lehessen szépen pontosan vágni.
Itt van egy videó azoknak, akiket érdekelnek a részletek:
Mire jó?
A naív kutatók persze egyből azon kezdtek gondolkodni, hogy végre itt a rákgyógyítás új módszere meg hogy mostantól még jobb GMO-növényeket tudunk létrehozni. Ám azt is látni kell, hogy ezzel a módszerrel bizony sokkal többre is képesek vagyunk. Embriókat is át tudunk programozni elég nagy pontossággal. Rázós terep, de játszunk el a gondolattal egy kicsit!
Gondolj bele! Hordozol egy ritka, de súlyos genetikai betegséget. Kiderül, hogy a férjed is hordozza, tehát a gyermeketek nagy eséllyel beteg lesz. Végigcsináltok egy lombikbaba programot, ott a két embrió a Petri-csészében. Azt mondják a szakemberek, hogy mindkettő biztosan beteg lesz, ám egy új eljárással ki tudják javítani ezt a hibát. Beleegyeznél?… (Egyébként szelektálni szoktak most is, megnézik a genetikai állományukat az embrióknak beültetés előtt, csak nem ültetik be a betegeket, de így őket is “fel lehetne javítani” és beültetni.)
Egy pár sejtes embriót igazából nem is olyan nagy kihívás módosítani, na de egy kifejlett embert, akinek már mindeféle sejtje van, annál inkább. A CRISPR/Cas9 még ezt is lehetővé teszi. Ez új utakat nyit a tumoros megbetegedések gyógyításában. A rákot azért nehéz gyógyítani, mert a sugárkezelés is és a gyógyszerek is (kemoterápia) sokszor “lőnek mellé”. Nem csak a rákos sejteket pusztítják el, emiatt vannak nagyon durva mellékhatásai. Ám ha meg tudjuk mondani, hogy mi az adott rák pontos genetikai oka, akkor ezzel az új módszerrel ki is tudjuk vágni a hibás részt, vagy akár be is tudunk ültetni új, ép géneket. Ez ám a sci-fi, mi?
Azért mindennek van határa…
A CRISPR/Cas9 kapcsán felmerülnek igen súlyos etikai kérdések. Meddig nyúlhatunk bele egy ember genetikai állományába? Lennél Te is GMO, azaz genetikailag módosított organizmus? Amíg egy betegség gyógyításáról van szó, addig még oké, bár már ez is rázós terep. Ha megkérdezel egy Down-szindrómás gyermeket nevelő anyát, hogy “kijavítaná-e” a gyermekét, akkor bizony sokan nemet mondanának, mert így teljes az életük. Tehát már ez sem egyértelmű, hogy milyen súlyosnak kell lennie egy betegségnek ahhoz, hogy kijavítsuk? És ha mondjuk csak a hajlam van meg magas vérnyomásra, skizofréniára, depresszióra (ezek olyan betegségek, amelyek kialakulásáért több gén is felel), akkor vajon azt is kijavítanád a születendő gyermekednél? És a szeme színét? Vagy mondok jobbat! A bőrszínét? Pont ma olvastam, hogy egy Magyarországon élő színes bőrú lányt már az oviban is niggernek csúfoltak és egész életében kijutott a “csokiviccekből”, nagy lelki sérüléseket kapott. Megkímélnéd ettől a gyermekedet?
Magyarországon egyelőre tilos ilyen irányú kísérleteket végezni, de Kínában már születtek olyan gyermekek, akik a CRISPR/Cas9-nak köszönhetik, hogy nem lettek szívbetegek. Itthon az embriók genetikai módosítása nem megengedett, de lehet ez csak idő kérdése. Vajon jó ötlet-e átlépni ezt a határt? Vagy egyáltalán hol a határ? Ki fogja megmondani, hogy mit lehet kijavítani és mit nem?…
Én nagyon örülök neki, hogy végre van egy módszer, amivel még több esélyünk van rákos betegeket gyógyítani. Az is szuper, hogy oltóanyagot csempészünk rizsbe és így adunk védettséget a nyomornegyedekben élőknek. De nagyon-nagyon át kell gondolni, hogy hogyan és mikor nyúlunk bele egy ember génállományába, mert mostmár ez igen nagy pontossággal lehetséges, tehát ami eddig sci-fi volt, az nem sci-fi többé.
Források:
https://www.nature.com/articles/s41698-019-0080-7
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359644618305245
https://youtu.be/jAhjPd4uNFY
Tetszett a cikk? Szeretnél még hasonló témákról olvasni? Akkor iratkozz fel a hírlevélre ITT!
