Blýská se CRISPRu na lepší časy?

Objev a bleskové zavedení CRISPR/Cas metod do světových laboratoří s sebou nese vedle obrovského přínosu pro vědecké bádání také zásadní etické otázky. Ty se objevují především v souvislosti s použitím této metody u editace lidského genomu. Pro léčbu geneticky podmíněných nemocí se CRISPR/Cas9 systém jeví jako bezpečnější, snazší a levnější varianta, než v současnosti používané genové terapie.

Ty se využívají již více než dvě dekády a většinou fungují na principu vnesení genetické informace do genomu člověka pomocí neinfekčního virového nosiče. Začlenění virem nesené genetické informace do lidského genomu je však u těchto metod poměrně náhodné a terapie tak bojují se situací, kdy se nový gen vloží na nesprávné místo. To může vést na jedné straně k nefunkčnosti nebo malé funkčnosti léčby a na straně druhé sice k úspěšné léčbě dané nemoci, ale s velkými nežádoucími vedlejšími účinky. Současný systém CRISPR/Cas9 umožňuje mnohem přesnější zacílení – i tak ale není bezchybný.

Obecně se při použití metody CRISPR/Cas9 vědci obávají tzv. off-target efektů, tedy nežádoucích účinků, které v případě této genové terapie mohou být způsobeny nedokonalým zacílením CRISPR/Cas9 systému. Ten je někdy popisován jako molekulární nůžky – a ty někdy mohou střihnout i jinam, než bylo původně naplánováno. Právě možnost těchto špatných střihnutí teď bude jednou ze zásadních otázek, které bude americká FDA (Food and Drug Administration) při schvalování léčby srpkovité anémie řešit. Nicméně podle odborníků, kteří mapovali všechny možné off-target efekty této léčby, se jich není třeba obávat. Vyhlídky na schválení jsou tedy velice slibné.

Pacienti se srpkovitou anémií mají kvůli mutaci v genu pro hemoglobin nesprávný tvar červených krvinek, které mají tendenci se k sobě navzájem „lepit“. To vede mimo jiné k větší možnosti ucpání cév těmito krvinkami, ale také k velkým bolestem, jimiž pacienti trpí. Nová léčba cílí na gen BCL11A, který má za úkol po narození vypnout specifický fetální hemoglobin. Pomocí CRISPR/Cas9 se podařilo tento gen vyřadit z provozu, a tak zajistit produkci fetálního hemoglobinu i v dospělosti. Ten je tak schopen nahradit porušenou formu krvinek u pacientů se srpkovitou anémií. Podle klinických studií byla léčba úspěšná u 31 z 32 testovaných pacientů.

Metody CRISPR/Cas lze využít k několika typům úpravy DNA. Prvním typem jsou případy, kdy molekulární nůžky DNA pouze přestřihnou, na což reaguje buňka svými přirozenými opravnými mechanismy. Ty při opravě přirozeně vnáší do porušeného místa mutaci – deleci nebo inserci – dojde tedy k umazání nebo vložení písmenka/ek DNA, což vede většinou k vyřazení daného genu, v němž k úpravě došlo, z provozu. Druhým typem modifikace genetické informace je varianta, kdy se DNA nejen přestřihne, ale na narušené místo se vloží jiná – cizí DNA. Tato varianta je tedy podobná dosud konvenčně používaným metodám GMO, kdy se do genomu organismu vnáší DNA jiného organismu za účelem jeho vylepšení. Tyto geny nesou nějakou výhodnou vlastnost, u rostlin například rezistenci vůči herbicidům, pesticidům, škůdcům, antibiotikům atp.

Fialová rajčata

Zatímco u lidí právě kvůli špatnému zacílení molekulárních nůžek podléhá každá manipulace s lidskými buňkami velmi silné kontrole a diskusi odborníků a schvalovacích orgánů, u rostlin již šlechtění pomocí CRISPR/Cas9 čile probíhá. Zde je ale důležité poznamenat, že legislativa jednotlivých států se v pohledu na zásahy do genomu dramaticky liší.

Zůstaneme-li u rostlin, tak se státy liší nejen v procesu kontroly plodin, které mají být uvedeny na trh, ale také v tom, co označují za geneticky modifikované organismy (GMO).

USA se obecně zaměřují na kvalitu a bezpečnost plodin bez ohledu na metodu, jakou bylo její šlechtění provedeno. Jako GMO označují výlučně ty plodiny, do nichž byla vnesena genetická informace jiného druhu a z pohledu CRISPR/Cas9 je to tak druhý typ popsané metody. Rostliny, které nesou pouze mutaci, jež vznikla na základě střižení do jejího genomu a následné opravy mechanismy vlastními buňce, jsou kontrolovány pouze z hlediska bezpečnosti. Schvalování takto upravených plodin na trh provádí jak americké ministerstvo zemědělství, tak FDA.

Množství plodin, které již americké regulační orgány posuzovaly, se každý rok dramaticky zvyšuje: zatímco v roce 2019 to bylo sedm rostlin, v roce 2020 už 70. Většina úprav genomů se zaměřuje na rezistenci k patogenům, na odolnost k měnícím se klimatickým podmínkám nebo na zvýšení obsahu přirozeně se vyskytujících prospěšných látek v dané rostlině. Na trh tak bylo ve Spojených státech uvedeno již několik druhů plodin - první byly žampióny, u nichž genetická úprava vede k tomu, že při skladování nečernají. Následovala fialová rajčata s velkým množstvím prospěšných antokyanů (běžně se vyskytujících například v borůvkách) nebo například len s vyšším podílem omega-3 mastných kyselin.

Evropa je v tomto pohledu rigidnější. Jako GMO se zatím označují veškeré úpravy, které vznikly použitím CRISPR/Cas9. Tím pádem podléhají tyto plodiny přísnému schvalovacímu procesu, který neodpovídá současnému stavu vědeckého bádání. Na tomto poli se nicméně i pro Evropu blýská na lepší časy, jak popsal Jaroslav Doležel z Ústavu experimentální botaniky AV ČR v Olomouci: „Evropská komise v létě dostala na stůl návrh legislativy, ke kterému nyní probíhala veřejná diskuse. Její schvalování by se mělo odehrát příští rok.“

Metody CRISPR/Cas9 a jí podobné se v této úpravě označují jako nové genomické techniky a jsou rozděleny do dvou kategorií. NGT1 je kategorie plodin, ve kterých došlo k takovým šlechtitelským úpravám, které by mohly vzniknout i v přírodě. Je tedy například možné vkládat do genomu plodin geny z příbuzné plodiny, se kterou by se mohla rostlina přirozeně křížit. Druhým typem, NGT2, jsou plodiny se zásahem šlechtitele, který by v přírodě nebyl možný – ať už se jedná o vnesení genu z jiného organismu nebo i o ovlivnění genu způsobem, který není přírodě vlastní. NGT2 plodiny budou posuzovány v přísnějším režimu, podobně jako doposud GMO rostliny. Jaroslav Doležel to považuje za maximum možného, čeho lze v současné době na evropské půdě dosáhnout.

Neujíždí nám vlak?

Stejné principy kontroly jsou uplatňovány i u schvalování genových terapií u lidí. Zatímco USA jsou benevolentnější a genové terapie posuzují případ od případu, Evropa je, podle některých kritiků, až přehnaně opatrná. Stejná žádost o schválení léčby srpkovité anémie byla poslána evropské EMA (European Medicines Agency) již v lednu tohoto roku, její vyjádření však stále není známo. Schvalovací procesy evropské EMA jsou obecně zdlouhavější, než její zaoceánské kolegyně. Navíc se i na lidské genové terapie s použitím CRISPR/Cas9 v Evropě pohlíží jako na GMO. Takovou terapii tak musí například v Česku schvalovat mimo jiné ministerstvo zemědělství, přestože se jedná o humánní léčbu.

Vedle debat o účinnosti a bezpečnosti, které řeší schvalovací orgány jako jsou EMA a FDA, s sebou ale použití CRISPR/Cas metod při editaci lidského genomu nese řadu etických problémů. Například to, kde určit hranici mezi terapeutickým použitím a pouhým genetickým vylepšením, aby například nemohly vznikat děti tzv. na objednávku. Důležité je také promyslet, zda mohou vědci manipulovat i s pohlavními buňkami jedince, kterému je léčba podávaná. V takovém případě by totiž daný jedinec předal změnu v genomu i svým potomkům. K tomuto problému se už vyjadřuje článek 13 Evropské úmluvy o lidských právech a biomedicíně z roku 1997: „Zásah směřující ke změně lidského genomu lze provádět pouze pro preventivní, diagnostické nebo léčebné účely a to pouze tehdy, pokud není jeho cílem jakákoliv změna genomu jeho potomků.“ S novými metodami a výzvami by ale bylo potřeba legislativu aktualizovat.

V roce 2019 tak vyzvali vědci k přijetí 5letého dočasného moratoria na práci s embryi pomocí CRISPR/Cas, aby bylo možné odstranit případné vedlejší účinky a zkoumat dlouhodobější efekt manipulace s lidskými buňkami. Některé etické otázky se také snažila pokrýt ve svém stanovisku z roku 2021 Světová zdravotnická organizace. Podle odborníků jsou však závěry několikaleté diskuse poměrně vágní a hlavně nezávazné. A ani zmíněné moratorium není celosvětově dodržováno.

Vědci se tak bojí, že nám v tomto ohledu ujíždí vlak – než se západní svět shodne, co je a není přípustné, a jak mají vypadat etická pravidla a legislativní rámec pro použití molekulárních nůžek, v Číně už běhají děti, jež jsou upravené pomocí CRISPR/Cas9 a tyto změny předají svým potomkům.

 

Autor: Vědavýzkum.cz (VL)

Zdroj: Frontiers in Plant Science, Nature