Putem modifica ADN-ul uman, dar trebuie s-o facem?

 

Geneticianul Jennifer Doudna este unul din inventatorii tehnologiei revoluţionare de modificare a genelor numită CRISPR-Cas9. Instrumentul le permite cercetătorilor să realizeze modificări  precise ale şirurilor ADN, ceea ce deschide calea unor posibile de neimaginat până acum.

Dacă această incredibilă descoperire este leacul pentru SIDA și pentru toate bolile genetice, ea poate fi folosită și pentru crearea unor fiinte superioare, un fel de supra-oameni, cu capacitați deosebite. Este oare etic și corect să folosim acest lucru? Și dacă da, până unde vom merge cu el? Care va fi limita?

Sunt astăzi multe întrebări la care încă nu avem răspuns. Oamenii de știință nu sunt pregătiți să ia decizii de asemenea anvergură, niște decizii care pot afecta întreaga specie umană.

 Imaginați-vă că toți părinții bogați ar avea copii excepționali din toate punctele de vedere, de la rapiditate și rezistență fizică, la frumusețe și inteligență, iar toate acestea să poată fi cumpărate cu bani. În câteva generații s-ar putea crea o fractură la nivelul omenirii în care vor exista supraoamenii din clasa de sus și muncitorii din păturile inferioare, iar diferențele vor crește de la an la an. Iată de ce Jennifer Doudna îndeamnă comunitatea ştiinţifică să oprească momentan studiile pentru a discuta implicațiile etice ale utilizării acestui nou instrument genetic.
Nota: Sigur ca da. Mai degraba imaginati-va ca acesti copii, sau supemani sunt ''elaborati'' demult timp. Nu aveti idee la ce capacitati se poate ajunge,s-au s-a ajuns demult timp.Priviti multe filme SF, legat de acest subiect,ele nu sunt deloc SF.

Acum câţiva ani, alături de colega mea, Emmanuelle Charpentier am inventat o nouă tehnologie pentru modificarea genoamelor. Se numeşte CRISPR-Cas9. Tehnologia CRISPR permite cercetătorilor să modifice ADN-ul celular, ceea ce deschide calea spre vindecarea unor boli genetice.

Interesant de ştiut că tehnologia CRISPR a apărut în cursul unui program de cercetare obişnuit care studia mecanismele folosite de bacterii în lupta cu virusurile. Bacteriile trebuie să facă faţă virusurilor în mediul lor, şi ne putem gândi la o infecţie virală ca la o bombă cu ceas: o bacterie are la dispoziţie doar câteva minute pentru a o dezamorsa înainte să fie distrusă. Multe bacterii au în celule un sistem imunitar adaptabil numit CRISPR, care le permite detectarea ADN-ului viral şi distrugerea lui.

Din sistemul CRISPR face parte o proteină numită Cas9, capabilă să detecteze, să secţioneze şi ulterior să degradeze ADN-ul viral într-un mod specific. Scopul cercetării noastre era să înţelegem activitatea acestei proteine, Cas9, şi am realizat că putem utiliza funcţiile ei sub forma unei tehnologii de inginerie genetică, prin care se pot şterge sau insera segmente de ADN în celule cu precizie incredibilă, fapt ce le-ar oferi posibilitatea de a face lucruri imposibil de realizat în trecut.

Tehnologia CRISPR a fost deja folosită pentru modificarea ADN-ului celular la şoareci şi maimuţe, precum şi la alte organisme. Savanţii chinezi au arătat recent că pot folosi tehnologia CRISPR chiar şi pentru modificarea genelor din embrionii umani. Iar savanţi din Philadelphia au demonstrat că pot folosi CRISPR pentru a elimina ADN specific virusului HIV din celule umane infectate.

Posibilitatea modificării genomului ridică şi multe probleme etice pe care trebuie să le luăm în seamă, pentru că tehnologia poate fi utilizată atât pe celule adulte, dar şi pe celule stem inclusiv umane. Astfel, alături de colegii mei, am făcut apel la o dezbatere globală privind tehnologia inventată de noi, pentru a putea lua în discuţie toate implicaţiile etice şi sociale ale unei astfel de tehnologii.

Acum doresc să vă spun în ce constă tehnologia CRISPR, ce poate realiza, în ce stadiu ne aflăm azi şi de ce consider că trebuie să păşim prudent mai departe pe calea utilizării acestei tehnologii.

Când un virus infectează o celulă, el injectează ADN-ul său specific. La nivelul unei bacterii, sistemul CRISPR permite extragerea acelui ADN din virus şi inserarea lui, sub formă de mici segmente, în cromozom – care este ADN-ul bacteriei. Aceste segmente integrate de ADN viral ajung într-o zonă numită CRISPR. CRISPR = clustere regulat interspațiate de secvențe palindromice repetate.

Greu de pronunţat – vă daţi seama de ce folosim acronimul CRISPR. E un mecanism care permite celulelor să înregistreze, în timp, virusurile la care au fost expuse. Important este că acele segmente de ADN vor fi transferate urmaşilor, pentru ca protecţia antivirală să existe nu doar la o singură generaţie, ci la mai multe generaţii de celule. Acest lucru permite celulei să ţină o evidenţă a infecţiilor, sau, aşa cum spune colegul meu, Blake Wiedenheft, zona CRISPR reprezintă un carnet de vaccinare genetic al celulei. Odată ce segmentele de ADN ajung în cromozomul bacteriei, celula efectuează o copie a moleculei numită ARN, reprezentată cu portocaliu, o replică perfectă a ADN-ului viral. ARN-ul e înrudit chimic cu ADN-ul şi permite interacţiunea cu molecule ADN care au o secvenţă compatibilă.

Acele mici segmente de ARN din zona CRISPR se asociază – adică se leagă – cu o proteină numită Cas9, reprezentată cu alb în imagine şi formează un complex cu rol de santinelă în interiorul celulei. Verifică tot ADN-ul din celulă pentru a identifica zone compatibile cu secvenţele din lanţul ARN. Când zonele sunt localizate, – cum vedeţi aici, molecula albastră e ADN-ul – complexul se asociază cu acel ADN şi permite proteinei Cas9 să desprindă ADN-ul viral. Se face o secţiune foarte precisă. Putem compara complexul-santinelă format din ARN şi Cas9 cu o pereche de foarfece care poate tăia ADN-ul – realizează o dublă ruptură a helixului. Important e că acest complex este programabil, aşadar poate fi programat să identifice anumite secvenţe de ADN şi să producă o ruptură în acel loc.

După cum veţi vedea, am înţeles că am putea folosi acest comportament în ingineria genomului, pentru a permite celulelor să modifice foarte precis ADN-ul în zona unde se produce această ruptură. E asemănător cu modul în care folosim un program de editare a textului pentru a corecta o greşeală dintr-un document.

Motivul care ne-a sugerat folosirea sistemului CRISPR în ingineria genomului e abilitatea celulelor de a detecta ADN-ul defect si de a-l repara. Când o celulă vegetală sau animală detectează o dublă ruptură în ADN-ul său, o poate repara, fie prin sudarea capetelelor ADN-ului rupt cu o infimă deplasare a secvenţei din acel loc, fie prin integrarea unui nou segment de ADN în zona rupturii. Aşadar, dacă putem induce aceste duble rupturi la nivelul ADN-ului în locuri precise, putem determina celulele să repare rupturile, prin eliminare sau inserare de informaţie genetică nouă. Dacă am putea programa tehnologia CRISPR să realizeze o ruptură în zona unei mutaţii ce provoacă fibroza chistică, de pildă, am putea determina celulele să repare acea mutaţie.

Ingineria genomului nu e nouă. Se dezvoltă încă din anii ’70. S-au inventat tehnologii de secvenţiere a ADN-ului de copiere a ADN-ului şi chiar de manipulare a ADN-ului. Erau tehnologii promiţătoare, dar problema era legată fie de ineficienţa lor, fie de dificultatea de a le folosi, așa încât majoritatea cercetătorilor nu le-au implementat în laboratoare sau, cel puţin, nu pentru multe aplicaţii clinice. Oportunitatea utilizării unei tehnologii de tipul CRISPR este tentantă, datorită relativei sale uşurinţe. Tehnologiile mai vechi de inginerie a genomului pot fi comparate cu necesitatea de a-ţi reconstrui computerul de fiecare dată când instalezi o nouă aplicaţie software, în timp ce tehnologia CRISPR e un fel de soft al genomului, îl putem programa uşor, folosind aceste mici segmente de ARN.

Odată produsă o ruptură dublă la nivelul ADN-ului, ea poate fi reparată şi astfel s-ar putea realiza lucruri uimitoare, precum corectarea mutaţiilor care produc anemia falciformă sau boala Huntington. Consider că primele aplicaţii ale tehnologiei CRISPR vor avea loc la nivel sanguin, acolo unde e relativ mai uşor de trimis acest instrument în celule, comparativ cu ţesuturile solide.

Momentan, majoritatea studiilor care au loc se fac pe modele animale pentru boli umane, cum ar fi cobaii. Tehnologia este folosită pentru a face modificări foarte precise care ne permit analizarea modului în care aceste schimbări în ADN-ul celular afectează fie un ţesut, fie, în acest caz, un întreg organism.

În acest exemplu, tehnologia CRISPR a fost folosită pentru a altera o genă printr-o mică modificare a ADN-ului din gena responsabilă de culoarea neagră a părului acestor cobai. Imaginaţi-vă că aceşti cobai albi se disting de fraţii lor pigmentaţi doar printr-o mică modificare a unei gene din întregul genom iar dincolo de asta sunt perfect normali. În procesul de secvenţiere a ADN-ului am constatat că modificarea a intervenit în locul exact unde a fost indusă cu ajutorul tehnologiei CRISPR.

Se fac experimente şi pe alte animale care pot furniza modele folositoare pentru bolile umane, cum ar fi pe maimuţe. Astfel, descoperim că putem folosi aceste sisteme pentru a testa aplicabilitatea tehnologiei în cazul anumitor ţesuturi, cum ar fi căile prin care putem trimite instrumentul CRISPR în celule. Dorim să înţelegem mai bine şi modul în care putem controla repararea ADN-ului după ce este fragmentat şi modul în care putem controla şi limita orice fel de efecte adiacente sau efecte nedorite ale utilizării acestei tehnologii.

Cred că aplicaţiile clinice ale tehnologiei, cel puţin pe adulţi, vor fi posibile în 10 ani. Cred că vom putea avea teste clinice şi chiar terapii aprobate în acest orizont de timp, ceea ce e un lucru palpitant. Entuziasmul provocat de tehnologia CRISPR suscită interesul multor companii tinere care au fost fondate pentru comercializarea acesteia şi a unor capitalişti vizionari care au investit în aceste companii.

Dar trebuie să luăm în seamă şi faptul că tehnologia mai poate fi folosită şi în scopuri de augmentare. Imaginaţi-vă că am putea încerca să programăm indivizi cu caracteristici superioare, cum ar fi oase mai puternice sau cu risc mai scăzut de afecţiuni cardiovasculare sau chiar cu caracteristici pe care le considerăm, poate, atrăgătoare cum ar fi altă culoare a ochilor sau o înălţime mai mare, lucruri ca acestea. Cu calitate „de firmă”, dacă vreţi. Momentan, informaţia genetică privind genele responsabile de imprimarea acestor calităţi este în mare parte necunoscută. Dar e important de ştiut că tehnologia CRISPR e un instrument pentru operarea de astfel de modificări, imediat ce informaţia va fi cunoscută.

Aceasta implică o serie de aspecte etice pe care trebuie să le analizăm cu atenţie şi din acest motiv, eu şi colegii mei am făcut apel la o încetare globală a oricăror aplicaţii clinice ale tehnologiei CRISPR pe embrioni umani pentru a ne da răgaz să analizăm serios toate implicaţiile acestora. Există un precedent important al unui astfel de răgaz în anii ’70, când cercetătorii au cerut împreună un moratoriu privind utilizarea clonării moleculare, pentru testarea şi validarea atentă a siguranţei acelei tehnologii.

Indivizii umani modificaţi genetic nu sunt încă o realitate, dar nu mai sunt nici de domeniul science fiction. Animalele şi plantele modificate genetic există deja. Acest lucru reclamă o responsabilitate imensă din partea noastră a tuturor, de a analiza atent atât consecinţele nedorite cât şi implicaţiile intenţionate ale unei descoperiri ştiinţifice majore.

Vă mulţumesc.

Bruno Giussani: Jennifer, vorbim de o tehnologie cu consecinţe majore, aşa cum ai subliniat. Atitudinea de a cere o pauză sau un moratoriu sau o carantină este extrem de responsabilă. Există, desigur, rezultate terapeutice dar există şi rezultate neterapeutice care par să se bucure de interes în special în mass media. Un titlu recent, în revista “The Economist” – “Umanitatea corectată”. Disputa e legată de dezvoltarea genetică, nu de terapii. Care au fost reacţiile primite în luna martie din partea colegilor din lumea ştiinţifică când ai solicitat, sugerat oprirea studiilor şi analizarea consecinţelor?

Jennifer Doudna: Colegii mei au fost, cred, încântaţi de oportunitatea de a discuta în mod deschis. E interesant cum, discutând cu oamenii, colegi din mediul ştiinţific, dar şi cu alţii, apar o mulţime de puncte de vedere privind tema. Este clar un subiect care are nevoie de atenţie sporită şi de dezbatere.

– În decembrie are loc o întrunire importantă iniţiată de tine şi de colegii tăi, de Academia Naţională de Ştiinţe şi alte instituţii. Ce rezultate speri să aducă întâlnirea, din punct de vedere practic?

– Ei, bine, sper să putem face auzite opiniile diferitelor persoane şi acţionari care vor să stabilească un mod responsabil de utilizare a acestei tehnologii. S-ar putea să nu apară acum un punct de vedere unanim, dar trebuie să identificăm, cel puţin, toate problemele de care ne vom lovi.

– Colegi de-ai tăi, precum George Church, de la Harvard, spun “Da, aspectele etice ţin de fapt de siguranţă. Testăm iar şi iar, pe animale şi în laborator, iar când credem că e destul de sigur, trecem la testele umane. ” Aceasta e o altă şcoală de gândire, care crede că trebuie folosită oportunitatea şi mers mai departe. Are cumva loc o divizare a comunităţii ştiinţifice pe această temă? Vom vedea cercetători care aşteaptă, pentru că au dileme etice şi alţii care aleg să continue pentru că unele ţări sunt mai permisive sau chiar nu au reglementări?

– Cred că orice tehnologie nouă, cu atât mai mult aceasta, naşte foarte multe puncte de vedere şi cred că e absolut normal. În cele din urmă, tehnologia va fi folosită şi pentru modificarea genomului uman, dar a face acest lucru fără o analiză atentă şi dezbaterea riscurilor şi a potenţialelor complicaţii nu ar fi un demers responsabil.

– Există multe tehnologii şi domenii ştiinţifice care se dezvoltă exponenţial aproape ca a voastră. Mă gândesc la inteligenţa artificială, roboţii autonomi şi aşa mai departe. Nimeni nu pare – cu excepţia roboţilor de război – nimeni nu pare să fi lansat o dezbatere similară în acele domenii, să solicite un moratoriu. Crezi că dezbaterea ta va deveni un model pentru alte domenii?

– E greu pentru cercetători să iasă din laboratoare. În ce mă priveşte, nu este chiar confortabil să fac asta. Dar cred că implicarea mea în apariţia acestei tehnologii mă pune şi pe mine, şi pe colegi, într-o poziţie de responsabilitate. Şi, cu siguranţă, sper ca şi alte tehnologii să fie abordate în mod similar, la fel cum noi dorim să analizăm ceva ce ar putea avea implicaţii şi în alte domenii decât biologia.

– Îţi mulţumim că ai venit la TED.

JD: – Mulţumesc şi eu.

susrsa;File de lumina.ro