Napoved kitajskega raziskovalca He Jiankuija, ki trdi, da so ustvarili prve na svetu urejene genske dojenčke - dvojčke, katerih genomi so bili spremenjeni kot zarodki s pomočjo tehnologije CRISPR - pretresla znanstveni svet in spodbudila vrtinec etične polemike. Če bi bil rezultat potrjen z medsebojnim pregledom, bi CRISPR pri ljudeh zagotovo uporabil dlje kot prej. Toda kje natančno stojijo dojenčki CRISPR na hitro premikajočem se področju genetskega urejanja?
Njegovo delo (ki še ni objavljeno v strokovno pregledni reviji ali neodvisno preverjeno) je vključevalo ustvarjanje zarodkov zdrave matere in HIV pozitivnega očeta ter pri uporabi teh orodij za urejanje genov CRISPR-Cas9 na teh zarodkih za odstranitev gena CCR5, ki omogoča HIV vstopu v celice. Ti zarodki, ki so bili spremenjeni s CRISPR, so privedli do nosečnosti in sčasoma rojstva dvojčkov, imenovanih Lulu in Nana. Enemu od otrok naj bi manjkale obe funkcionalni kopiji gena CCR5, kar bi ji preprečilo, da bi kdaj okužila virus HIV, drugi pa eno funkcionalno kopijo, kar pomeni, da bi še vedno lahko zbolela za virusom.
Lulu in Naino rojstvo bi gotovo predstavljalo prvo mesto na področju brstenja urejanja genov. Toda Kiran Musunuru, kardiolog in genetik na Medicinski šoli Perelman University of Pennsylvania, ki je za Associated Press pregledal predhodni rokopis ekipe njegove ekipe za Associated Press, pravi, da njegova izjava "nikakor ne predstavlja znanstvenega napredka", ker "prejšnje ni preprečevalo ničesar raziskovalci, ki so urejali človeške zarodke, da ne počnejo enako, razen svoje etike in morale. "
CRISPR (ki pomeni grozdaste redovno vmesne kratke palindromske ponovitve) je genetski material, ki ga najdemo v bakterijah in drugih prokariotih, ki jih lahko uporabimo za ciljanje na specifična sestoja DNK. Tehnologija deluje tako, da v celico vnese skrbno programiran niz RNA. RNA lahko poišče ciljno zaporedje DNK in s pomočjo encima (najpogosteje Cas9) razreže DNK na določenem mestu. Naravni mehanizmi za popravljanje DNK v celici bodo popravili zlom in odstranili del genskega zaporedja, raziskovalci pa lahko v celico dodajo tudi želeni niz DNK, ki bo zamenjan za pravkar odsekan gen.
Leta 2012 je skupina znanstvenikov pod vodstvom Jennifer Doudna s kalifornijske univerze Berkeley in Emmanuelle Charpentier, zdaj z Inštituta Maxa Plancka, (in skoraj istočasno litovska raziskovalka Virginijus Siksnys), uporabila CRISPR zaporedje, da bi jih odrezala in urejala prokariontska ali enocelična DNK. Pol leta pozneje je več znanstvenikov, začenši s Feng Zhangom in Harvard's George Church s širokega inštituta, začelo uporabljati CRISPR za urejanje večcelične DNK, tudi pri ljudeh.
Študije so spremenile urejanje genov. CRISPR-ova preprostost in učinkovitost starejših tehnik izstrelila iz vode.
Prvi preboj CRISPR na človeške zarodke je prišel leta 2015, ko sta kitajska znanstvenika Canquan Zhou in Junjiu Huang uporabila CRISPR za odstranitev gena, ki ob mutiranju povzroči beta talasemijo krvne bolezni. Vendar noben od nastalih zarodkov ni bil ocenjen kot uspešen; pokazali so nenamerne genetske spremembe in mozaizem, kar pomeni, da celice niso enotno sprejele sprememb, ki jih povzroča CRISPR. Zhou in Huang sta v svojih raziskovanjih bistveno razlikovala od tripronuklearnih zigotov (eno jajce, dve spermiji), ki se ne bi razvile v odrasle ljudi, če bi jih vsadili v maternico.
Lani je ekipa, ki jo je vodil Shoukhrat Mitalipov z zdravstvene in znanstvene univerze v Oregonu, temeljila na delu Zhoua in Huanga in uspešno uporabila CRISPR za odstranjevanje genetske variante iz zarodkov, ki povzročajo hipertrofično kardiomiopatijo, smrtonosno bolezen srca. Mitalipov zarodki so bili sposobni preživeti in jim primanjkovalo nenamernih popravkov in mozaičnosti prejšnjih poskusov, vendar raziskovalci niso pustili, da bi se razvili več kot tri dni, ko so jih ločili in genetsko analizirali. Mitalipov je v izjavi zapisal, da delo "za razliko od lastnih raziskav" vključuje mutiranje normalnega gena in nato prenos zarodkov, da se vzpostavi nosečnost, očitno z malo znanstvenega nadzora. Rezultat tega dela je nepredvidljiv in nima natančnosti dobro načrtovanega kliničnega preskušanja. "
Več znanstvenikov, ki so pomagali razviti tehnologijo CRISPR, je popisal He, Zhang pa je pozval k "moratoriju na implantacijo urejenih zarodkov", dokler tehnologija še ne napreduje. Cerkev pa je zavzela bolj zmerno držo in spraševala o nekaterih izbirah He, vendar je Scienceu povedala: "V nekem trenutku moramo reči, da smo naredili na stotine študij na živalih in naredili kar nekaj raziskav na človeških zarodkih."
CRISPR tehnologija ima široko paleto potencialnih aplikacij, zlasti v kmetijstvu in farmacevtski industriji. V zadnjih letih pa se je CRISPR podal tudi v klinične raziskave s poudarkom na preprečevanju človeških bolezni.
Leta 2016 so se kitajski znanstveniki razblinili kot prvi, ki je injiciral celice, urejene s CRISPR. Prva podobna študija v ZDA trenutno zaposluje. Njegov cilj je pomagati bolnikom z rakom tako, da odstranijo njihove T-celice, jih prilagodijo, da se izboljšajo za boj proti rakavim celicam in ponovno vnesejo spremenjene imunske celice v krvni obtok bolnikov. Ključna razlika med tovrstnim delom in urejanjem zarodkov, po besedah vodilnega raziskovalca Edwarda Stadtmauerja, je, da delo "ex vivo" vključuje genske spremembe zunaj bolnikovega telesa in samo za določeno vrsto celice. V nasprotju s tem lahko sprememba embrionalnih celic vpliva na vsako posamezno celico v telesu nastale osebe in te "zarodne" spremembe bi se prenesle tudi na prihodnje potomce.
Zdi se, da je pričakoval groznost ob rojstvu dvojčkov. V videoposnetku, objavljenem na YouTubu, ko se je novica lomila, v angleščini pravi: "Razumem, da bo moje delo sporno, vendar verjamem, da družine potrebujejo to tehnologijo in sem pripravljen sprejeti kritike zanje."
He Jiankui, ki je govoril na drugem mednarodnem vrhu o urejanju človeškega genoma, 28. novembra 2018. (Public Domain) Kot je bilo napovedano, so njegovi znanstveniki in etiki zaničevali svoje delo. Odbor za nacionalno akademijo znanosti je pred kratkim ugotovil, da so spremembe človeških zarodkov pri ljudeh morda dopustne, "vendar le po veliko več raziskavah za izpolnitev ustreznih standardov tveganja / koristi", "pod strogim nadzorom" in samo iz "prepričljivih razlogov", kot je omogočanje parov s dedne, neozdravljive bolezni imeti zdrave otroke. Kitajsko vodilo, čeprav je prepovedalo klinične raziskave, ki kršijo "etična ali moralna načela", je dvoumno. Kitajski podpredsednik za znanost in tehnologijo pa je njegovo raziskavo označil za "očitno" kršitev zakona o državni televiziji.
Njegovo delo, ki je potekalo v tajnosti in je bilo v obrazcih za privolitev udeležencev opredeljeno kot raziskava za "razvoj cepiva proti aidsu", zdaj pod skupno preiskavo lokalnih zdravstvenih in etičnih organov. Poleg tega je bolnišnica Shenzen HarMoniCare, ki je bila navedena kot potrjena etika projekta, izdala izjavo, v kateri zavrača njeno sodelovanje.
Ker je njegovo delo, čeprav je bilo objavljeno v reviji, še ni bilo strokovno pregledano in objavljeno, je nemogoče presoditi, ali je bilo njegovo genetsko urejanje uspešno. Musunuru pravi, da podatki, ki jih je videl, kažejo na mozaicizem v vsaj eni posteljici in na zunaj ciljne urejenosti v enem zarodku (vendar ne v vzorcih posteljice). Njegova predstavitev na tedenskem vrhu o urejanju genov v Hong Kongu je nekatere sodelavce prepričala v njegove rezultate, drugi pa imajo še vedno dolgotrajna vprašanja, poroča Nature .
Poleg natančnosti njegovih trditev so znanstveniki izrazili širšo zaskrbljenost, saj so ljudje brez gena CCR5 lahko bolj izpostavljeni drugim boleznim, kot je gripa. Opozoril je tudi na uporabo CRISPR, kadar obstajajo druge učinkovite metode, ki omogočajo HIV pozitivnim parom, da imajo zdrave otroke, kot je "umivanje" sperme pred oploditvijo in vitro, brez kakršnih koli genetskih sprememb. Vendar njegova metoda, ki vključuje umivanje sperme in urejanje genov zarodkov, lahko ustvari otroke, ki so imuni pred kdaj zboleli za virusom HIV. Seveda pa vsakršno urejanje zarodnih vrstic povzroči hudournik etičnih vprašanj, saj bi Lulu in Nana lahko prenesli kakršne koli nenamerne mutacije v svojih genomeh, če bi se odločili za otroke.
Glede na mednarodno razburjenje strokovnjaki prav tako skrbijo, da bi pristop Hevalida lahko ohlajevalno vplival na prihodnje raziskave, kar bi lahko vodilo do podobnih eksperimentalnih poskusov.
"Tega ne bi imenoval za zgodovinski dosežek, " pravi Musunuru. "Temu bi rekel zgodovinska etična kršitev."
