Hlavní obsah

Genetické úpravy člověka jsou snazší než u zvířat. Jde všechno, říká vědkyně

Foto: Thorsten Schmitt, Shutterstock.com

Co všechno se dá pomocí genetické modifikace v této době udělat s člověkem? Všechno, říká genetička Helena Fulková.

Reklama

19. 2. 16:57

Technicky je genetická modifikace člověka snadná, u zvířat záleží, jak dobře jsou u nich vyvinuté reprodukční technologie, říká pro SZ genetička Helena Fulková. Zlatý věk modifikací ale podle ní nenastal a možná ani nenastane.

Článek

Před měsícem američtí lékaři jako první na světě transplantovali člověku srdce z geneticky modifikovaného prasete. Fakt, že se vědcům zřejmě podařilo (na vyhodnocení úspěšnosti operace je příliš brzy) geneticky upravit prase tak, aby jeho orgán přijalo lidské tělo, znovu rozvířil roky táhnoucí se debatu o genetických modifikacích a jejich místě v dnešním světě.

Tento měsíc na americkou operaci, kterou mnozí kardiologové vnímají jako revoluční, navázali němečtí vědci oznámením, že plánují pro stejné účely vypěstovat vlastní geneticky modifikovaná prasata.

Jak náročná je taková genetická modifikace, co stojí v cestě k jejímu masovému používání a co by šlo udělat, kdyby se použila na lidi, rozebrala pro Seznam Zprávy genetička Helena Fulková, známá jako první Češka, která naklonovala myš.

Helena Fulková

  • Vystudovala biologii na Přírodovědecké fakultě UK, obor vývojová biologie.
  • Deset měsíců strávila na Tokijské univerzitě, kde v roce 2015 jako první Češka a jedna z mála lidí na světě naklonovala myš. O dva roky později v japonském institutu RIKEN geneticky upravila křečka a potvrdila roli enzymu acrosin při oplodnění.
  • Pracovala v Ústavu molekulární genetiky AV ČR a dnes vede výzkumnou skupinu v Ústavu experimentální medicíny AV ČR.
Foto: AV ČR

Helena Fulková.

Cílem genetické modifikace prasete, ze kterého dostal pacient v americkém Baltimoru srdce, bylo „vypnout“ gen, jenž přispívá k negativní odpovědi lidského těla. Jak je něco takového technologicky náročné?

U této zprávy je problém v tom, že pokud vím, tak nikdo přesně nespecifikoval, o jaké prase šlo. Už před několika lety nicméně vědci publikovali článek o genetické modifikaci prasete takovým způsobem, aby poté nedošlo k imunitní reakci v lidském těle. Nevím ale, jestli bylo použito to samé prase.

A jak náročná tedy byla ta starší a již dobře popsaná genetická modifikace? Ptám se, protože často zaznívá, že ta technologie není tím největším problémem, a nebýt etických otázek, mohlo by se takto geneticky modifikovat jako na běžícím pásu…

To je v principu pravda. Jediné, co k tomu v dnešní době potřebujeme, je genetická informace, kterou chcete upravit, a pak u toho druhu ideálně musí být dobře zavedené různé in vitro (laboratorní, pozn. red.) reprodukční technologie. A to je svým způsobem všechno.

U genetických úprav to tedy spíš není otázka techniky samotné, protože ta je pořád stejná, ale může to být třeba otázka toho, že u některých druhů reprodukční technologie nejsou dobře zavedené. Takže vy třeba víte, co chcete a jak to chcete, ale jestliže zrovna nedokážete pracovat v laboratoři s embryi daného druhu zvířete, tak budete mít problémy a bude to náročné. U druhů, kde jsou tyto techniky dobře zvládnuté, typicky je to třeba myš, ale poměrně dobře zvládnuté je i právě to prase, víceméně jakékoliv genetické modifikace nejsou příliš náročné.

Takže na myši dokážeme upravit prakticky cokoliv, zatímco třeba u papouška by byla problém i zdánlivě banální úprava?

Ano, to bychom měli smůlu.

Jak dlouho už tohle platí? Mám na mysli stav, kdy se určité druhy zvířat dají upravit na mnohé způsoby a relativně snadno?

Nejdřív přišla éra, kdy se začaly ve velkém sekvenovat genomy různých druhů a začaly existovat databanky, ze kterých se dají informace snadno zjistit. Druhá věc, která k tomu zásadně přispěla, byl objev metody CRISPR-Cas9 (tzv. genetické nůžky, pozn. red.).

CRISPR-Cas9

Foto: Nathan Devery, Shutterstock.com

Úprava DNA technikou CRISPR-Cas9 vykreslená ve 3D.

  • V roce 2020 dostaly za objev techniky CRISPR-Cas9 Nobelovu cenu genetička Emmanuelle Charpentierová a biochemička Jennifer Doudnaová. Předseda komise Nobelovy ceny za chemii Claes Gustafsson při předávání ceny řekl: „V tomto genetickém nástroji je obrovská síla, která nás všechny ovlivňuje. Přináší nejen revoluci v základní vědě, ale vyústil také v inovaci zemědělských plodin a povede k zásadním novým medicinským terapiím.“
  • Metodě se přezdívá „genetické nůžky“. Velmi zjednodušeně přišly vědkyně na to, jak lze „přestřihnout“ šroubovici DNA a jak po jejích případných úpravách oba konce zase spojit dohromady.
  • Technika umožňuje měnit lidské embryo, ještě než dojde k diferenciaci na tělní a pohlavní buňky. Zásahy do DNA si tak člověk nebo zvíře ponesou celý život a předají je potomkům.
  • Velkou pozornost i zděšení ve vědeckých kruzích i veřejnosti vyvolal čínský vědec Che Ťien-kchuej, který v roce 2018 oznámil, že vytvořil dva geneticky upravené lidi – upravil embrya, z nichž se narodila dvojčata s přezdívkami Lulu a Nana. Cílem úpravy bylo vytvořit člověka odolného proti AIDS. Podle kritiků neexistuje ani vědecký, ani společenský konsenzus na tom, že se mají a mohou provádět „úpravy lidí“. Časopis Time zařadil Che Ťien-kchueje mezi 100 nejvlivnějších osobností roku 2019. Čínský soud ho poslal na tři roky do vězení za používání „nelegálních medicínských postupů“.
  • Techniku lze podle některých vědců využít i k návratu minulosti – americký genetik George Church pracuje na naklonování mamuta a předpokládá, že naklonování neandertálce je otázkou několika desítek let.

Což se stalo nedávno, takže se dá říct, že tento stav trvá teprve pár let?

CRISPR se začalo používat relativně nedávno. Myslím, že v roce 2014, kdy jsem byla poprvé v Japonsku, CRISPRy začínaly nabíhat do produkce. Je ale pravda, že se genetické modifikace dělaly už předtím. Bylo to ale velmi zdlouhavé a náročné. Vědci si proto museli dopředu dobře rozmyslet, jestli danou modifikaci opravdu chtějí a potřebují a co všechno jsou ochotni pro to udělat. S metodou CRISPR se všechno velmi zjednodušilo, zrychlilo a zlevnilo.

Kde se momentálně genetické modifikace zvířat nejvíce používají?

Primárně se to dělá za účelem výzkumu, to je určitě největší část. V menší míře i u hospodářských zvířat. Tam se ale dá říct, že musí být opravdu dobrý důvod, proč by člověk chtěl modifikovat hospodářské zvíře.

Napadne vás nějaký příklad?

Vzpomínám si třeba na úpravu, která zajistila produkci faktoru IX (jehož deficit u lidí souvisí s hemofilií typu B) v mléce ovcí.

Dostala se genetická modifikace hospodářských zvířat v nějakém případě do masového využití?

Nedostala. Je to zatím něco, o čem se uvažuje, ale já si myslím, že se to ani nestane.

Vezměte si, že hospodářská zvířata, která běžně využíváme nyní, i bez genetického modifikování nemají v nadsázce řečeno moc společného se svými původními předky. Například u krav máme vyšlechtěná plemena na maso a na mléko a ta už se moc nepodobají té prapůvodní krávě. Takže já si myslím, že genetická modifikace hospodářských zvířat nebude velkým segmentem trhu. Už se tam toho nedá moc vymýšlet.

Vědci ostatně často genetické modifikace přirovnávají ke šlechtění, které dělá vlastně to samé, ale pomaleji. Takže si myslíte, že už jsou všechna hospodářská zvířata vyšlechtěná tak dokonale, že už není co zlepšovat?

Dá se to tak říct. Neznamená to ale, že pro někoho není zajímavé mít třeba menší stádo geneticky upravených koz, které produkují mléko s obsahem faktoru IX. Neříkám, že tohle není zajímavá možnost, ale nemyslím si, že by to bylo potřeba v masové produkci.

U zmiňované transplantace srdce z prasete člověku se jako jedna z hlavních překážek, ba možná i ta největší, zmiňovala etická otázka. Jaký na ni máte názor vy?

Tam se uvádí mnoho rovin. Já si ale nemyslím, že jde o to, že ta léčba není vyzkoušená. Ve chvíli, kdy buď určitě umřete, nebo možná umřete, bych sama radši volila druhou variantu. Další věc je etická otázka spojená s využíváním zvířat, což já chápu. Na druhou stranu je ale lidstvo extrémně závislé na zvířatech v různých podobách. Jíme je, využíváme jejich živočišné produkty, využívají se do výzkumu a tak dále. Další věc, co se lidem nemusí líbit, je samotná genetická modifikace. Když se ale podíváme na produkci potravin, tak mnoho plemen je tak vyšlechtěných, že se dá říct, že jsou vlastně upravená už dávno.

Takže žádný racionální důvod, proč takovou léčbu využívat, nevidíte?

Myslím si, že to, co tomu brání, jsou takové ty typické obavy z něčeho nového. Já si vždycky vzpomenu, když nám na střední škole říkali, že když se veřejnosti v 19. století představovala nová lokomotiva Rocket, která mohla dosáhnout na tu dobu závratné rychlosti 50 km/h, tak mnoho lidí říkalo, že ti, kdo tam nastoupí, jsou blázni, protože tam určitě zemřou. S genetickou modifikací je to asi podobné, jen je to ještě posílené tím, že je k tomu na internetu dostupných mnoho informací a víc se o tom mluví.

Myslíte si, že časem budou takové transplantace normální, stejně jako bylo časem normální jezdit v rychlých lokomotivách?

Opět si nemyslím, že se to bude využívat masivně. To by ta technologie musela přinést takové benefity, že by se už nevyplatily zavedené technologie.

Třeba u transplantace srdce se asi nedá čekat, že by najednou lékaři všem začali dávat orgán z geneticky upravených prasat, když tady máme nějaký systém dárců a příjemců, který docela dobře funguje. Na druhou stranu, pokud by ta technologie přinesla opravdu výrazný posun oproti současnému stavu, tak si dovedu představit, že se dnešní metody opustí a přejde se na něco nového.

Zlatý věk genetické modifikace tedy ještě nepřichází?

Otázka je, jestli vůbec přijde. I biologie má své limity, a možná že i kdybychom se „umodifikovali“, tak je nedokážeme překonat. Když zůstaneme u toho srdce, tak je přece klidně možné, že se dřív zdokonalí mechanické náhražky a nebude potřeba dělat transplantace z geneticky modifikovaných zvířat. To se dopředu nedá odhadnout.

Jak je to s legislativou v oblasti genetické modifikace? Je nějaký stát, který už má výrazně volnější pravidla?

Já neznám legislativy jednotlivých zemí, ale dá se říct, že hodně progresivní je třeba Velká Británie a USA a samozřejmě Čína. To jsou takoví velcí hráči na tomto poli.

Minimálně o Spojeném království a Spojených státech se nicméně dá říct, že jsou sice progresivní, ale zároveň regulované. Dá se tam tedy třeba získat povolení na něco, co by v Evropě vůbec neprošlo, ale musí to projít přes různé regulační úřady, komise a tak dále. Pokud je to nicméně dobře zdůvodněné a připravené, je tam možné leccos.

A v Číně asi těžko říct…

Tam nikdo nevíme, co se děje.

Přejděme ke klonování. O tom se mluví například ve spojitosti se snahou zachránit nějaký ohrožený živočišný druh. Nedávno v USA oslavil první narozeniny a pohlavní dospělost naklonovaný tchoř černonohý, který se podle časopisu Science může stát prvním naklonovaným savcem, jenž pomůže zachránit svůj druh. Dává to smysl?

Za mě je to s otazníkem. Největší problém tohoto konceptu je genetická variabilita. Klonováním se tvoří geneticky identičtí jedinci a je dobře známo, že to pro přirozenou populaci není dobré. Kdyby ale existovaly velké genetické biobanky, tak by to smysl dávalo. A to si myslím, že zrovna udělali s tím tchořem, oni k tomu použili genetický materiál tchoře žijícího před desítkami let.

Na druhou stranu, pokud se bavíme o tom, že lidstvo vyhubilo celou populaci například nosorožců a zbude jen pár jedinců, tak tam už ten různorodý genetický materiál není z čeho brát. Vytvořená populace bude tedy nutně geneticky stejná a bude velký problém ji udržet.

Jak se konkrétně projevují problémy způsobené nedostatkem genetické variability?

Jedna věc je, že geneticky příbuzní jedinci se špatně množí. Další problém může být třeba náchylnost k chorobám a tak dále.

V jakém stavu technologie klonování nyní je ve srovnání s tím, co jste říkala o genetické modifikaci?

Klonování je složitější, o tom žádná. Přenosům jader se věnuje jen několik laboratoří na světě. Nyní se to dostalo z fáze, kdy se to zkoušelo dělat se všemi možnými druhy a zjišťovalo se, kde všude to funguje, do roviny daleko důkladnějšího zkoumání mechanismů té metody. Už se neprodukují klony jen proto, aby se ukázalo, že to jde, ale zdokonaluje se vědění o tom, jak to funguje, kde se to dá vylepšit, kde to drhne a podobně.

Pojďme se pobavit o lidech. Co všechno se dá pomocí genetické modifikace v této době už udělat s člověkem?

Všechno.

Takže můžeme vylepšit víceméně jakoukoliv fyzickou vlastnost, odolnost a tak dále?

Teoreticky ano, ale k čemu by to bylo? Navíc tady je potřeba uvažovat komplexně. To, jak spolu jednotlivé geny interagují, může být o hodně složitější, než se nám jeví. To, co se nám může v jednu chvíli zdát jako výhoda, může ovlivnit nějaký jiný parametr, čímž vznikne nevýhoda. Já bych byla s nějakým vylepšováním velmi opatrná.

A jak je to s technickou náročností? Předpokládám, že se to příliš neliší od zvířat, jen to není vyzkoušené. Dá se tedy říct, že je to podobné jako třeba u toho papouška?

To ne. U lidí se asistovaná reprodukce používá běžně, takže máme spoustu nástrojů, jak to vyřešit.

Takže je to ještě jednodušší?

Teoreticky je to hodně jednoduché. Lidský genom máme přečtený dávno a poměrně velmi detailně, reprodukční technologie jsme zavedli, takže z čistě technického hlediska tam není žádná překážka.

Vy jste v rozhovoru pro Akademii věd ČR řekla, že v budoucnu bude zřejmě existovat nějaká forma turistiky za genetickou modifikací, kdy v některé zemi například povolí například výběr pohlaví dítěte a podobně. Co vás k tomu přesvědčení vede?

Nenapadlo to mě samotnou, já jsem jen odpovídala na otázku. Není to nic, co by mě zajímalo nebo o čem bych si myslela, že by se to mělo podporovat. Já osobně s tím nesouhlasím, ale zároveň vím, že s tím nic nenadělám. Pokud někdo usoudí, že je to dobrý byznys plán a poptávka bude dost vysoká, tak k tomu dřív nebo později dojde. Takhle to prostě funguje. Určitě se to nebude dít v Evropě, protože ta je v této otázce hodně konzervativní. Můj osobní odhad ale je, že do toho někdo časem půjde.

Sdílejte článek

Reklama

Doporučované