Vísindamenn kalla eftir samtali um framtíð og notkun CRISPR

Umdeildar tilraunir á fósturvísum manna með CRISPR-erfðabreytingatækninni kalla á svör við flóknum siðferðilegum spurningum. Íslenskir vísindamenn kalla eftir samtali um framtíð hennar.

CRISPR-erfðabreytingatæknin eins og hún er notuð í dag leit dagsins ljós árið 2012. Það voru vísindakonurnar Emannuelle Charpentier og Jennifer Doudna sem lýstu því hvernig beisla mætti CRISPR, sem er ævafornt ónæmiskerfi baktería, til að eiga við erfðaefni flestra lífvera. Þar á meðal erfðaefni sem leynist í svokölluðum fjölhæfum stofnfrumum í fósturvísum manna. Þetta er frumur sem geta sérhæfst í nánast hvaða frumugerð sem er.

Því eru mikill máttur fólgin í því að geta stýrt því hvernig þær sérhæfa sig, til dæmis út frá þörfum sjúklings sem síðan fær skammt af erfðabreyttum frumum sem leggja til atlögu við meinið. Talið er að sú nákvæmni og hagkvæmni sem fellst í notkun CRISPR muni hafa mikil áhrif á genalækningar.

Í dag er þetta erfðabreytingakerfi, sem samanstendur af CRISPR og prótínínu Cas, notað í rannsóknarstofum um víða veröld. Stuttu eftir að það var kynnt til leiks fóru hópar vísindamanna að viðra hugmyndir um að stökkbreyta ekki aðeins stofnfrumum manna, heldur sjálfum fósturvísunum. 

Ísinn brotinn

Árið 2014 tilkynntu kínverskir vísindamenn að þeir hefðu erfðabreytt fósturvísum apa. Tilraunin sýndi fram á að hægt er að skapa lífvænlega, erfðabreytta prímata með CRISPR-tækninni. Vísindamennirnir gerðu breytingar á genum apanna sem talin eru stýra efnaskiptum, ónæmisfrumum, stofnfrumum og ákvörðun kyns. Fram að þessu hafði tæknin aðeins verið notuð til að breyta genum manna og dýra í ræktunarskálum og í dýrum eins og músum og sebrafiskum. 



Árið 2015 tilkynnti annar hópur vísindamanna að tekist hefði að breyta erfðaefni mannafósturvísis þar sem átt var við gen sem talin eru stuðla að beta-dvergkornablóðleysi, sem er illvígur blóðsjúkdómur.

Þessar tilraunir kínversku vísindamannanna og aðrar sambærilegar hugmyndir um erfðabreytta mannafósturvísa vöktu gríðarlega athygli og voru uppspretta nýrrar umræðu um siðferðilegar átakalínur erfðavísindanna. En þó svo að þeir sem nota tæknina átti sig á þessum möguleikum hennar, þá eru fæstir sem hafa áhuga á að beita henni á þennan hátt.

Svipaðar vangaveltur voru uppi fyrir um tveimur áratugum vísindamönnum tókst að búa til stofnfrumur úr fósturvísum manna. Þá virtist klónun ekki vera fjarlægur möguleiki.

„Það hefur auðvitað ekki gerst,“ segir Erna Magnúsdóttir, dósent í líffæra og lífeindafræði við Læknadeild Háskóla Íslands. „En þarna eru snertifletir lífvísinda og siðfræði. Menn sjá það fyrir sér að það verði hægt, undir ákveðnum og stífum kringumstæðum, að leiðrétta mannafósturvísa og laga alvarlegar stökkbreytingar.“

Töfrasproti í tilraunaglasi

Erna og og Guðrún Valdimarsdóttir, lektor í lífefnafræði, nota CRISPR/Cas-kerfið í rannsóknum sínum. Erna hefur notað tæknina til að eyða genum í kynfrumum músa. Guðrún rannsakar stofnfrumur úr fósturvísum manna og eyðir genum fjölhæfra frumna sem sérhæfa sig í frumur hjarta og æðakerfisins.

Rannsóknir þeirra eru ágætt dæmi um hvernig CRISPR/Cas-kerfið er almennt notað - við grunnrannsóknir á sjúkdómum, lyfjaprófanir og þróun nýrra meðferðarúrræða. Einfaldleiki og skilvirkni kerfisins hefur bylt störfum þeirra sem lifa og hrærast í veröld erfðavísindanna, en kerfið kallar einnig á svör við erfiðum spurningum.

„Gætum við notað þetta til þess að laga erfðagalla í mannafósturvísum? Gætum við þessa tækni til að laga þekktar stökkbreytingar eins og vöðvarýrnum eða Alzheimer ef við þekktum gen sem valda því? Þetta eru eðlilegar spurningar sem vakna, segir Erna.

Miklar framfarir hafa átt sér stað í genalækningum síðust áratugi og samhliða því hefur framtíðarmúsíkin ómað, og til að finna taktinn þarf aðeins að rýna í forsíður tímaritsins Time undanfarna áratugi þar sem afhjúpun, klófesting og hagnýting genamengisins er boðuð.

Rannsóknir Guðrúnar taka til stofnfruma úr fósturvísum, frumur sem aldrei geta orðið að manneskju. Hún og Erna kalla eftir samtali um tæknina og erfðabreytingar á fósturvísum manna - breytingar sem erfast milli kynslóða. Raunar hefur annar höfunda tækninnar, Jennifer Doudna, kallað eftir stöðvun á slíkum tilraunum.

Guðrún segir tilraunir kínversku vísindahópanna á fósturvísum manna vekja upp stórar siðferðilegar spurningar:

„Þegar [rannsóknar]hópurinn gerði þetta, þá kom mikil hræðsla upp í samfélaginu, varðandi það hvað þetta gæti mögulega falið í sér,“ segir Guðrún.

Framtíðin er núna

Tilraunir á fósturvísum manna eru umdeildar en málin flækjast þegar afrakstur þeirra gæti leitt til meiriháttar framfara í meðferðarúrræðum. Karólínska stofnunin í Stokkhólmi og Francis Crick-stofnunin í Lundúnum stunda nú grunnrannsóknir á fósturvísum manna, markmið þeirra er að varpa nýju ljósi á fósturþroska og jafnvel finna ný úrræði við fósturláti og jafnvel ófrjósemi.

„Þau eru að slá út ákveðin gen sem eru virk á fyrstu stigum fósturvísisins og þau munu aðeins rækta hann í sjö daga. Síðan er honum fargað. Það er mikilvægt að átta sig á að þetta eru grunnrannsóknir þar sem þau nota erfðatæknina til að átta sig á ákveðnum sjúkdómum,“ segir Guðrún.

Framtíðin er núna og það er mjög líklegt að það verði mjög stórar framfarir í alls konar meðferðarúrræðum samhliða CRISPR og með nýtingu CRISPR. Þá ekki til erfðalæknina þannig að við séum að breyta kímlínum manna eða breyta fósturvísum, heldur hreinlega að reyna að lagfæra sjúkdóma með því að erfðabreyta stofnfrumum manna og setja þá aftur inn í einstaklinginn sem erfist svo ekki til næstu kynslóðar,“ segir Erna.

Guðrún tekur í sama streng og kallar eftir umræðu um tæknina og notkun hennar.

„Við þurfum samtal. Við öll berum ábyrgð á því hvernig þessi tæknier notuð, vísindamenn, siðfræðingar og samfélagið í heild sinni,“ segir Guðrún.