A genetika új korszakba lépett

Megleltük az évezredek óta keresett mindent gyógyító orvosságot, a panaceát.

Herpeszfertőzés, szívinfarktus, elhízás, cukorbetegség, az összes rák, az éhínség, az öregedés, a rövidlátás, terméketlenség, a mezőgazdaság megannyi problémája, Huntington-kór, vérzékenység, átültetett szervek kilökődése, malária, Alzheimer-kór: ez csak néhány betegség és az emberiség jövőjét veszélyeztető globális probléma, amelyet – elvileg – orvosolni lehet majd a jövőben a génszerkesztésnek vagy genomszerkesztésnek hívott új biotechnológiai módszer segítségével. Megleltük már az évezredek óta keresett mindent gyógyító orvosságot, a panaceát.

Az olvasó vélhetően most elkezd gyanakodni, hogy a jövő mégsem lehet ennyire rózsaszín. Hiszen e felvezetés gyanúsan hasonlít a disztópikus jövőben játszódó regények, filmek forgatókönyvének első néhány oldalára. Ott is mindig valamilyen csodaszer segítségével végérvényesen meg akarnak oldani egy problémát, aztán valahol félresiklik a történet, és jönnek a zombik meg a jégkorszak. Nos szerencsére mára mindenki tud az efféle apokalipszis fenyegető veszélyéről, így egy új technológia megjelenésekor ez jut eszébe mindenkinek. E reakció, ha racionális keretek között marad, hasznos, hiszen elővigyázatossá tesz bennünket. De túlzásba vinni sem szabad, mert olykor valóban fontos, „világmegváltó” vívmányoktól foszthat meg minket.

Génmódosításról, -szekvenálásról meg hasonlókról már évtizedek óta hallani, és a génszerkesztés sem hangzik másképpen. Nem alaptalan feltételeznünk, hogy nincs ebben semmi rendkívüli, csak néhány genetikus próbál felhajtást csinálni, hogy könnyebben szerezzen az érdektelen kutatásaira milliókat a gazdag filantrópoktól (és tényleg, a génszerkesztés legnagyobb civil támogatói között ott találjuk a Google-t és a Bill és Melinda Gates Alapítványt). De ebben az esetben nem is tévedhetnénk nagyobbat.

Mi is az a génszerkesztés? A jelentőségét jobban megérthetjük, ha másik népszerű nevén hívjuk: genetikai olló. A mechanizmust nem mi, hanem a baktériumok fejlesztették ki, évmilliók evolúciójának eredményeképpen. Ők arra használják, hogy a támadó vírusok által sejtjeikbe juttatott idegen DNS-eket felismerjék, és kettévágva azokat megelőzzék fertőzésüket. E jelenség lényege, hogy a baktérium olyan RNS-darabokat termel, amelyek a vírus-DNS egy-egy jellegzetes részletéhez képesek kapcsolódni. Ekkor lép akcióba egy enzim, a Cas, amely pontosan ott hasítja ketté a vírus-DNS-t, ahová a baktérium által létrehozott RNS kapcsolódott. A baktériumok számára itt nagyjából véget is ér a történet, hiszen az örökítőanyag elvágásával sikeresen kivédték a támadást.

De a genetikusok néhány éve felismerték, hogy ennek a mechanizmusnak a legfontosabb eleme az ő számukra az, hogy az enzim pontosan ott fogja a DNS-t hasítani, ahol az RNS bekötött. Ez pedig nemcsak vírus-örökítőanyaggal, hanem szinte mindenféle DNS-sel működik. Ha tehát van egy gén, amelyet célzottan módosítani (például kikapcsolni, bekapcsolni, átalakítani) szeretnénk, vagy egy teljesen új gént akarunk bejuttatni a DNS pontosan meghatározott helyére, ezt a génszerkesztés segítségével könnyűszerrel megtehetjük. Csak kreálnunk kell egy olyan RNS-t, ami a célhelyhez kapcsolódik, a többit pedig – kis túlzással – a Cas enzim elintézi nekünk. A megfelelő helyen elvágott DNS végeihez pedig jó eséllyel az a génszakasz fog beépülni, amelyet szándékosan adtunk a mintához. Ez nem hangzik túl bonyolultan, és a gyakorlatban tényleg nem az. Sokkal egyszerűbben, nagyobb hatékonysággal és olcsóbban elvégezhető, mint a korábbi, hasonló célú, de kevésbé kifinomult módszerek.

Mostanában szinte hetente hallani híreket arról, hogy a génszerkesztést egy konkrét betegség gyógyítására vagy ökológiai probléma megoldására vetik be (általában még csak a laborban, de arra is van példa, hogy már élesben is). Legutóbb a mindeddig kiirthatatlan herpeszvírus elleni sikeres alkalmazásáról érkezett jelentés. Gyakorlatilag minden ember megfertőződik a herpeszvírusok valamely fajtájával, olvasható a CNN honlapján. Ezek között van, amely csak a kellemetlen ajakherpeszt okozza, mások a nemi szerveken képeznek hasonló tüneteket, de olyanok is vannak, amelyek eredményeként vakság, rák vagy születési rendellenességek jönnek létre. A herpeszvírus sokáig alvó állapotban várakozik a fertőzött sejtekben, ilyenkor az immunrendszer számára láthatatlan. De a génszerkesztő RNS-enzim páros számára nem. Ha egy-két kritikus helyen elvágjuk a vírus DNS-ét, az jó eséllyel nem fog megfelelően összeforrni ahhoz, hogy betegséget tudjon okozni.

Hasonlóan sok beteget érinthet a jövőben a Harvard Egyetem kutatóinak eredménye. Ők génszerkesztéssel elérték, hogy a disznókból származó vesesejtek DNS-ében rejtőző víruseredetű génszakaszok úgy törjenek el, hogy elveszítsék fertőzőképességüket. Mindennek akkor lesz jelentősége, ha a szervtranszplantációra váró (emberi) betegek számára elérhető közelségbe kerül a sertésszervek beültetése. A célzottan erre a célra tenyésztett disznók segítségével megoldhatóvá válna a donorszervek örökös hiánya. Csakhogy a disznók számos olyan betegséget hordozhatnak, amely az emberi sejteket is megtámadhatja a beültetés után. A Harvardon sikerült kiiktatni egy vírus fertőzéshez elengedhetetlen összes kópiáját (mind a 62-t) a disznó vesesejtjeiből úgy, hogy eközben a sejt egészséges funkciói nem károsodtak.

Előfordult azonban, hogy az orvosok – végső reményként – klinikai körülmények között is alkalmazták ezt a kísérleti stádiumban lévő technikát. Tavaly ősszel jelentették be, hogy egy egyéves kislány, Layla akut limfoblasztos leukémiáját „gyógyították meg” angol orvosok génszerkesztéssel hatékonyabbá tett immunsejtek segítségével. Azért kell idézőjelet tenni a gyógyítás köré, mert nem lehetnek biztosak az eredményben, de a jelek igen biztatóak. A terápiaként adott T-immunsejteket úgy alakították át, hogy azok célzottan megkeressék és elpusztítsák a tumorsejteket, írja a New Scientist.

Ezen az úton halad tovább egy néhány hete engedélyezett amerikai klinikai vizsgálat is. Először Amerikában, a bioetikai hatóságok zöld utat adtak annak, hogy háromféle rákot próbáljanak emberi betegeken meggyógyítani génszerkesztéssel átalakított immunsejtek segítségével. Az efféle vizsgálatok jelentik az új módszerek rutinszerű bevetésének előszobáját. Megszereztük hát a mindenre megoldást kínáló csodaszert?

– A XX. század három, szinte mindent felforgató tudományos fogalom árnyékában telt. Ezek az atom, a byte és a gén, mint az anyag, az információ és az örökítőanyag alapvető építőkövei. De míg az első kettő esetében passzív megfigyelőből aktív formálóvá váltunk, egészen az elmúlt évekig kellett várni, hogy ne csak olvassuk, de írjuk is a génekben tárolt információt – nyilatkozta lapunknak Varga Máté, az Eötvös Loránd Tudományegyetem genetika tanszékének adjunktusa. – Az elmúlt évek legnagyobb tudományos forradalma az új genomszerkesztési technikák megjelenéséhez kapcsolható, amelyeknek köszönhetően tetszőleges organizmus szinte tetszőleges génjéhez hozzá tudunk nyúlni, kepéssé váltunk „szerkeszteni” őket. Márpedig ez a lehetőségek szédítő tárházat nyitja fel előttünk. Komolyan felmerülhet, hogy bizonyos kihalt fajokat feltámasszunk, kártevőket (illetve azok hordozó fajait) lokálisan vagy globálisan kipusztítsunk. És az is elérhető közelségbe került, hogy célzottan módosítsuk az emberi genomot is. Ezzel súlyos betegségeket gyógyíthatunk, de a technológia etikátlan célokra is használható (például babák tulajdonságait is tervezhetjük általa). Alkalmazásának határai ott lesznek, ahol a társadalmunk meghúzza őket.

Jól látható hát, hogy forradalmi időket élünk. Ahhoz, hogy ne csak sodródjunk az eseményekkel, hanem aktív alakítói legyük a jövőnek, különösen fontos a párbeszéd a laikus társadalom, illetve a kutatók között. Ennek érdekében online felmérés indult a kérdésről a Varga Máté által szerkesztett Critical Biomass blogon, ahol olvasóink is kifejthetik véleményüket. Milyen veszélyek? – kérdezhetik, hiszen eddig csupa reményteli példát említettünk a génszerkesztés jövőbeli alkalmazási lehetőségeit illetően. Nos, ha a markunkba kaparintunk egy ilyen hatékony módszert, amelynek segítségével, sarkosan fogalmazva, azt tehetünk a génekkel, amit csak akarunk, akkor csak belátásunk, intelligenciánk és etikai elveink határozhatják meg, hogy mindezt mire használjuk. Ugyanúgy eltörölhetjük segítségével a minden évben milliók halálát okozó maláriát, ahogy kiiktathatunk kellemetlen (nem feltétlenül betegséget okozó) géneket születendő gyermekeink örökítőanyagából. De a génszerkesztéssel akár legyőzhetetlen vírusokat is alkothatunk, megállíthatatlan világjárványt indítva útjára. Mindezen (és sok más elképzelhető) veszélyek miatt a génszerkesztésnek nemcsak hívei, hanem ellenségei is vannak.

Az etikai viták akkor lángoltak fel igazán, amikor kínai kutatók bejelentették, hogy génszerkesztéssel emberi zigótát (megtermékenyített petesejtet) módosítottak. Egy örökletes vérképzőszervi betegség, a béta-thalassaemia génjét próbálták kijavítani olyan petesejteken, amelyeket két spermium termékenyített meg egyszerre, és ezért életképtelenek voltak. Ez utóbbi körülmény azért fontos, mert azzal próbálták a felmerülő etikai aggályokat kivédeni, hogy „a sejt úgyis meghalt volna”. Nos, nem mondhatni, hogy tökéletesen meg tudták előzni a tiltakozást.

A Nature és a Science (a világ két legfontosabb tudományos folyóirata) nem közölte a tanulmányt, holott jelentőségét tekintve jogos lett volna. Sok genetikus felemelte a szavát az embriók módosítása ellen. Maga a kísérlet egyébként távolról sem nevezhető sikeresnek. Amint maguk a kínai genetikusok is kiemelték, igen rossz hatásfokkal sikerült megfelelően módosítani az örökítőanyagot, így ez a technológia még egyáltalán nem „kész” a klinikai alkalmazásra. De az még a jobbik eset, amikor súlyos vagy akár halálos betegségeket próbálnak génszerkesztéssel megelőzni. Ugyanilyen könnyen elképzelhető azonban, hogy valamikor a jövőben a babák egyéb tulajdonságait befolyásoló géneket is módosítani akarnak majd egyesek, elterjedt szóval dizájner bébiket hozva létre. Végső soron előfordulhat, hogy a tehetősek gyerekei nemcsak „gazdagok és szépek”, de egészségesebbek, magasabbak, szőkék, erősebbek, okosabbak, tehetségesebbek lesznek. Azok, akiknek szülei nem engedhették meg maguknak a zigótakori génszerkesztést, pedig maradnak egész életükben „másodrendű” emberek. Sőt a zigótagének módosításai a később felnövő ember minden egyes sejtjében, így az ivarsejtekben is meg fognak jelenni. Magyarul nemcsak az adott személy génjeit, hanem minden leszármazottjának DNS-ét is módosítjuk ezáltal. Így akár örökletes emberi kasztok is létrejöhetnek idővel, azok minden társadalmi következményével együtt.

Talán hihetetlenül hangzik ez a forgatókönyv, de néhány évtizede még az is hihetetlenül hangzott volna, hogy mára pontosan úgy tudjuk a géneket módosítani, ahogy csak akarjuk.

– Soha nem szabad a génszerkesztést arra használnunk, hogy dizájner bébiket alkossunk. [Sőt] a tudomány jelenleg még arra sem áll készen, hogy ezen új, ellentmondásos technológia segítségével örökletes, genetikai betegségeket iktassunk ki – mondta el Francis Collins, az amerikai orvosbiológiai kutatásokat irányító Nemzeti Egészségtudományi Intézet (NIH) igazgatója egy múlt heti konferencián. – Tudatában kell lennünk, elbizakodottság azt gondolnunk, hogy elég okosak vagyunk már az efféle vállalkozásokhoz. Szerénységgel kell hozzáállnunk minden hasonló döntéshez – figyelmeztetett.