Cilj je promeniti jedno slovo, primerice A u G, bez velikog reza kroz dvostruku zavojnicu DNK. U novom naučnom radu istraživači su testirali adeninske editore baza, alate koji mogu pretvarati A u G. Ciljali su dva područja: gen PCSK9, važan u regulaciji holesterola, i gene HBG1/2, povezane s fetalnim hemoglobinom, što je važno za bolesti poput anemije srpastih ćelija i beta-talasemije.
Naučnici sa Kolumbija univerziteta (SAD) objavili su da su u ljudskim zamecima u vrlo ranom razvoju izveli precizne promene u DNK bez velikih hromosomskih oštećenja kakva su se ranije često viđala kod klasične tehnologije zamene gena poznate kao CRISPR-Cas9. No, deo istraživača i bioetičara strahuje od opasnog približavanja ideji stvaranja dizajniranih beba. Naučni članak koji to opisuje još nije prošao recenziju, objavljen je kao preprint na bioRxiv-u, a to znači da drugi stručnjaci tek treba detaljno da ga provere. Istraživanje je sproveo tim pod vođstvom Ditera Eglija sa pomenutog univerziteta. Korišćena je tehnologija editiranje baza, novija izmena tehnologije CRISPR-Cas9. Za razliku od potonje, koju često opisuju kao molekulske makaze jer odseca obe niti dvostruke zavojnice DNK, nova ne reže unutar genoma nego hemijski promeni jedno slovo u drugo. Dezoksiribonukleinska kiselina se, drugim rečima, može zamisliti kao velika knjiga života napisana sa četiri slova ili četiri azotne baze: A, T, C i G.
Pređašnji postupak istraživači su preuzeli od bakterija i pretvorili ga u alat. Naime, bakterije nakon susreta s virusom koji ih napada mogu sačuvati deliće njegove DNK kao molekulsku memoriju, a zatim ih koristiti kao uputstvo za prepoznavanje i odsecanje virusne DNK ukoliko se on ponovo pojavi. U tom tom slučaju kratki RNK molekul vodi protein Cas9 do odgovarajućeg virusnog genetskog zapisa, a on ga zatim preseče i tako pomaže bakteriji da zaustavi infekciju. Kod uređivanja gena tehnologija CRISPR-Cas9 koristi se za precizno rezanje DNK na odabranom mestu, a zatim se prirodnim mehanizmima popravke DNK geni mogu inaktivirati, mutacije ispraviti ili umetnuti novi genetski redosled. No, ta popravka nije uvek uredna, niti se može kontrolisati. Može se završiti brisanjem većih delova genoma ili drugim nepoželjnim promenama.
Kod editovanja baza CRISPR sistem, takođe, služi za pronalaženje tačne lokacije u genomu, ali je Cas9 modifikovan tako da ne reže DNK ili reže samo jednu nit. Na njega je vezan enzim koji hemijski pretvara jednu bazu u drugu, a ćelija potom dovršava proces i učvršćuje promenu. Cilj je promeniti jedno slovo, primerice A u G, bez velikog reza kroz dvostruku zavojnicu DNK. U novom naučnom radu istraživači su testirali adeninske editore baza, alate koji mogu pretvarati A u G. Ciljali su dva područja: gen PCSK9, važan u regulaciji holesterola, i gene HBG1/2, povezane s fetalnim hemoglobinom, što je važno za bolesti poput anemije srpastih ćelija i beta-talasemije. Hemoglobin je protein u crvenim krvnim ćelijama koji prenosi kiseonik. Najvažniji rezultat ogleda je da je editovanje bilo delotvorno, autori nisu uočili velike gubitke niti hromozomske abnormalnosti na ciljanim mestima. To je ključno, jer su raniji pokušaji korišćenja klasičnog CRISPR-Cas9 u ljudskim embrionima pokazali da seckanje DNK može izazvati ozbiljan genomski haos.
Egli je svojevremeno upozoravao na to. Njegov tim je 2020. u časopisu Cell objavio naučni rad koji je pokazao da navedena tehnologija u ljudskim zamecima može dovesti do gubitka velikih delova ili čak celog hromozoma. Prema preprintu, novi pristup je zasad ohrabrujući, ali nije konačan. Autori navode da editovanje/menjanje baza nije izazvalo velike hromozomske poremećaje. Važan je bio i način na koji su naučnici uneli alat za uređivanje gena u embrione. Kada su editor baza ubacili neposredno kao gotov protein, i to u trenutku oplodnje ili vrlo brzo nakon nje, zameci su mogli da nastave razvoj do blastociste. Blastocista je rana faza embriona, nekoliko dana posle oplodnje, pre nego što bi se u prirodnim uslovima ugnezdila u matericu. Iz tako uređenih zametaka mogli su dobiti i embrionalne matične ćelije, koje se mogu razviti u različite vrste tkiva. Ali kada su isti alat pokušali da unesu kao RNK, dakle kao uputstvo prema kojem bi ćelija sama trebalo da proizvede editor, razvoj embriona se rano zaustavio. To pokazuje da kod ovakvih zahvata nije važan samo alat koji se koristi, nego i trenutak i oblik u kojem se unosi.
Izazov, naravno, nije rešen u celosti. Prema izveštaju lista Wall Street Journal, u Eglijevoj studiji gotovo 80 posto zametka postalo je mozaično, što znači da genetska promena u DNK nije zahvatila sve ćelije; deo je zadržao nepromenjen gen. Mozaičnost je veliko iskušenje za bilo kakvu kliničku primenu jer bi embrion mogao imati mešavinu uređenih i neuređenih ćelija. Ako se želi sprečiti nasledna bolest, takav rezultat nije dovoljno pouzdan. Zato dotični naučnik ne tvrdi da su spremni za uređivanje beba: „Ne nudimo javnosti konačno u redu je, sutra ćete imati genski preuređene bebe”. Dodao je da je to proces koji se mora odvijati kroz raspravu usklađenu sa napretkom nauke.
Kontekst je posebno osetljiv zbog slučaja iz 2018. godine, kada je kineski naučnik He Jankui objavio da su rođene prve bebe kojima je uredio gene. Tvrdio je da je pomoću CRISPR-Cas9 promenio gen CCR5 da decu učini otpornijom na infekciju sidom. Naučna zajednica osudila je taj eksperiment kao neodgovoran, preuranjen i etički neprihvatljiv, a istraživač je završio u zatvoru na tri godine. Od tada je uređivanje ljudskih polnih ćelija, dakle promene koje bi se mogle preneti na buduće generacije, jedna od najosjetljivijih tema moderne biologije. Pojedini naučnici upozoravaju da bi bogataši mogli pokušati da iskoriste takav proboj za stvaranje dece in vitro koja bi imala neka poželjna svojstva poput izuzetne lepote ili inteligencije.
(Ilustracija AI, Wikipedia)
(Indeks)
