Génszerkesztett ikerpár? – amit a génterápiáról tudni érdemes

Tavaly novemberben pattant ki a hír, amely szerint egy kínai tudós a CRISPR-rendszer alkalmazásával belenyúlt egy ikerpár génkészletébe. Az embriók génszerkesztése állítása szerint immunissá tette a HIV‑pozitív apától származó gyerekeket az AIDS betegség vírusával szemben, arra ugyanakkor nincs garancia, hogy ez tényleg így van, illetve hogy a változás nem okoz egyéb nem várt hatást. A munka a tudományos közösségben óriási felháborodást váltott ki, a kutatótól saját egyeteme is elhatárolódott. Azóta kicsit csitultak a kedélyek, de a kérdés ma is ugyanaz.

„Bioetikai szempontból számos aggályt felvet a téma. Mindenekelőtt azt, hogy nem áll rendelkezésre annyi biztonságos információ, amivel garantálni lehet, hogy a beavatkozás segít elérni a kívánt célt és nem jár súlyos, előre nem látható következményekkel” – mondja Oberfrank Ferenc bioetikus.

A Magyar Tudományos Akadémia Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetének ügyvezető igazgatója kiemeli, hogy a beavatkozás emiatt olyan kísérletnek minősül, amely ember esetében nem felel meg az általános bioetikai normáknak. Nem engedik meg sem az országok szabályozásai, sem a nemzetközi egyezmények. Az előírások az Európai Unión belül nagyon részletgazdagok, de az UNESCO vonatkozó egyezményei, illetve az Amerikai Egyesült Államok külön előírásai is szigorúak.

Isten megengedné?

A valláserkölcsi megközelítések különbözőek, ezek nagy része pedig aggályosnak vagy eleve megengedhetetlennek tartja az ilyen jellegű beavatkozásokat. Ennek oka, hogy ilyen esetben az ember úgymond Istent játszik. „Meglepő, de a katolikus egyház tanítása ezzel együtt sem az, hogy nem szabad ilyet csinálni, hanem az, hogy csak jó cél érdekében, és megfelelő tudás birtokában szabad ilyesmire vállalkozni. Isten ugyanis elvárja, hogy az ember a keze ügyébe akadó eszközökkel megpróbáljon jót tenni. A gond viszont itt is ugyanaz: mivel nem ismerjük megfelelően a rendszert, nem tudhatjuk, hogy a beavatkozással valóban jót teszünk-e, nem tudjuk, hogy az milyen hatással lesz az érintettekre, illetve az egész közösségre.

Hogy mi történik akkor, ha a gyerekek felnőnek, és családot alapítanak. Ekkor ugyanis egy mesterségesen módosított genetikai állományú szülőtől örökölnek majd módosított genetikai állományt a gyerekek. Ezek a gének újabb generációkba, ezáltal pedig a populációkba kerülhetnek be” – mondja a bioetikus.

Kiemeli, hogy ennek lehet, hogy nincs kockázata, illetve olyan a kockázata, ami viselhető. Viszont nincs elég bizonyíték, hogy a rizikót kizárjuk. A magzatkori genetikai szerkesztés emiatt nem elfogadható. A másik veszély, hogy ez nem egyedi eset lesz – hiszen ez a beavatkozás sem volt közismert –, a módszert egyre többen alkalmazhatják egyre gyakrabban.

Kép: Pixabay

Alkotni vagy gyógyítani?

A CRISPR-rendszer alkalmazásának tudományos hátteréről dr. Boldogkői Zsolt molekuláris biológust, az MTA doktorát, a Szegedi Tudományegyetem Orvosi Biológiai Intézetének igazgatóját kérdeztük meg. A professzor kiemelte, hogy a génmódosításra két elvi lehetőség áll rendelkezésre. A jelen esetben használt csíravonal-génterápiával a zigótát vagy az igen korai embriót lehet módosítani. Ennél a megoldásnál minden sejt tartalmazza a génszerkesztéssel elért genetikai változtatást, és az érintett örökíteni is tudja azt. Ez a megoldás ma a világon sehol sem engedélyezett.

A másik lehetőség a szomatikus génterápia, amelynek során a felnőtt szervezet valamelyik szervében végeznek genetikai változtatást. Erre a technikára nagyjából 15 éve lehet engedélyeket szerezni, de csak klinikai tesztelésre.

„Ennek során olyan genetikai korrekciót végzünk, ami betegségek gyógyítására ad lehetőséget. Feltétele, hogy az idegen gének nagy hatékonysággal jussanak be az érintett szerv sejtjeibe. Ez fontos, mert ha a beteg sejteknek csupán kis százalékát gyógyítjuk meg, az eredmény nem megfelelő” – magyarázza a professzor. A másik feladat, hogy az idegen gén stabilan legyen jelen a sejtekben. Erre képes a CRISPR-rendszer, amely közel 100 százalékos hatékonysággal építi be az idegen szekvenciákat a gazda DNS-be. Ilyenkor a génmódosulás az örökítő anyagba nem épül be, a változás nem öröklődik.

Semmi sem biztos

A szomatikus sejtekkel kapcsolatos jelenlegi kutatási eredmények eléggé vegyesek: az egerekkel végzett tesztek jól sikerültek, a rágcsálók egyik anyagcsere-betegségét például már sikerült a CRISPR-rendszer alkalmazásával gyógyítani. „A rágcsálóknál a módszerrel tudtak koleszterinszintet is csökkenteni. Ennél a változásért felelős génszekvenciát nem vírusokkal, hanem nanorészecskékkel vitték be a sejtekbe, a beépítést viszont ugyanúgy a CRISPR-rendszer végezte.

Már történtek humán kísérletek is, tavalyelőtt például olyan, amelynél a Hunter-szindrómát gyógyították ily módon. Ugyan nem a CRISPR-rendszerrel, de volt már olyan génterápiás beavatkozás is, amely a Parkinson-kór kezelését segítette” – mondja a professzor. Hozzáteszi, hogy ilyen kutatások egyelőre csak klinikai fázisban vannak, a gyakorlati alkalmazás még nem engedélyezett, csupán a technológia tesztelése.

A módszer a jövőben alkalmas lehet olyan egygénes betegségek kezelésére, mint a tüdőt érintő cisztás fibrózis. Viszont a CRISPR-rendszer alkalmazását még finomítani kell, mivel a vizsgálatokból az látszik, hogy a DNS-ben nemcsak a kívánt változások mehetnek végbe, hanem egyéb, nem kívánt lókuszok is módosulhatnak, ami akár rákot is okozhat.  

Kép: Pixabay

Mi is a CRISPR?

A CRISPR-rendszer valamelyest hasonlít az immunrendszerhez, eredetileg baktériumok alkalmazzák vírusellenes stratégiaként. Eredménye az, hogy az egysejtű mikroorganizmusok képesek elvágni az őket megtámadó vírusok (bakteriofágok) DNS-ét. A folyamat megértéséhez tudni kell, hogy amikor a bakteriofág megfertőzi a baktériumsejtet, akkor az azt megvágja, bizonyos DNS-darabkáit pedig beépíti saját DNS-ének egy speciális szegmensébe. Ez az úgynevezett CRISPR‑lókusz. A beépített részből transzkripció (átírás) során képződik a CRISPR RNS, ami már két részből áll. Az egyik része felismeri a bakteriofág DNS-ét, a másik része pedig az annak DNS-ét elvágni képes Cas9 enzimet köti meg.

A molekuláris biológusok ezt a mechanizmust tudják használni, képesek ugyanis olyanná alakítani, hogy alkalmas legyen a DNS-ben egy hibás gén azonosítására, és akár arra is, hogy segítségével be lehessen építeni egy idegen gént.

Ezt az teszi lehetővé, hogy a sejtekbe bejuttatott RNS‑szekvencia odakapcsolódik a DNS megfelelő lókuszához, majd odavonzza a Cas9-et, ami a gazda DNS-t a szekvenciák mögött elvágja. A vágás miatt beindulnak a hibajavító mechanizmusok, aminek eredményeként a DNS szabad végei kijavítódnak. Ha ezen a ponton a rendszerhez idegen DNS‑szekvenciákat adnak, akkor azok beépülhetnek az adott régióba, ezáltal pedig kicserélhető lehet egy hibás gén. Ez a rendszer tehát alkalmazható idegen gének bevitelére, de akár egyetlen nukleotidot is ki lehet vele cserélni. Emiatt lehet a módszernek komoly szerepe a génterápiában. Nem a CRISPR-rendszer az első, amelynek működését baktériumoktól lesték el a kutatók, ilyenek a ’70-es években felfedezett – szintén a baktériumok vírusellenes védekezését segítő – restrikciós enzimek is. Ezek a DNS-ben rövid, tipikusan 6 bázisos szakaszokat, úgynevezett palindrom szekvenciákat ismernek fel, majd vágnak kettő vagy több részre, ezáltal működésképtelenné téve a vírust. A módszer a baktérium örökítőanyagában nem tesz kárt, az ugyanis saját szekvenciáira olyan metilcsoportokat tesz, ami miatt a restrikciós enzim nem képes megemészteni. Emiatt van az, hogy az enzim kizárólag a bakteriofágokat semlegesíti. A restrikciós enzimeket ma már gyakran alkalmazzák a molekuláris biológusok, azok a génsebészet alapvető eszközeivé váltak.

Ez a cikk a Képmás magazin 2019. januári számában jelent meg. Keresse a lapot az újságárusoknál, vagy fizesse elő ITT.