Un Frankenstein în fiecare casă. Vom putea „fabrica” viitorii oameni?

În viitor, vom fi autorii design-ului propriului nostru corp.Uneltele sunt deja aici, dar trebuie rafinate. Știinta și editarea genetică evoluează extrem de repede și vor afecta fiecare aspect al vieții noastre, iar implicațiile etice sunt imense: trebuie discutate acum, și nu în viitor, ne avertizeaza oamenii de știință.

„Până în secolul XX, istoria inovaţiei nu a fost atât de entuziasmantă”, a declarat Jane Metcalfe, cofondatoarea publicaţiei Wired şi a site-ului NEO.LIFE. De atunci, biologia şi medicina au făcut avansuri incredibile.

La începutul secolului trecut, doctorii au reuşit să facă transfuzii de sânge şi operaţii complexe. Au început să controleze şi să eradicheze boli cu ajutorul sterilizării, a antibioticelor şi a vaccinurilor şi au descoperit medicamente care atenuează durerea.

Apoi, la jumătatea secolui, oamenii de ştiinţă au strâns un catalog complex de cunoştinţe biologice pe care le folosesc acum ca să manipuleze procesele fundamentale ale fiinţelor vii. E o poveste arhicunoscută, dar care sugerează ceva radical. La fel cum fizica şi chimia conferă putere oamenilor asupra lumii neînsufleţite, biologia ne dă abilitatea să fim inginerii sistemelor vii, de la virusuri, la bacterii, animale sau oameni.

Cum să-ți desenezi propria biologie

De aceea, Jane Metcalfe crede că design-ul organismelor vii va fi următorul pas în medicină. Vom putea combate bolile şi vom îmbunătăţi sănătarea oamenilor făcând design de sisteme biologice de la zero.

„Putem desena embrioni. Punem edita genele umane. Avem biologie sintetică. Şi vom putea, în curând, să confecţionăm viitori oameni”, spune Metcalfe.

Dar care sunt instrumentele cu care ai putea să-ţi desenezi propria biologie?

Editarea genetică CRISPR

Cea mai cunoscută unealtă de bio-design este, fără îndoială, editarea genetică CRISPR. Grației acesteia, oamenii de știință sunt mai aproape decât au fost vreodată de manipularea genelor. În momentul de faţă, există un număr important de sisteme ce funcționează pe bază de CRISPR, descris ca întâiul procesor pentru editare genetică.

Între timp, prima terapie genetică aprobată a fost introdusă în tratamentul cancerului.

Primii copii născuți cu editare genetică

Anul trecut, lumea a fost șocată să afle că un om de știință din China, doctorul He Jiankui, s-a folosit de CRISPR ca să editeze embrionii umani și să confere unei perechi de gemene imunitate la HIV (dar și alte trăsături neintenționate rezultate în urma procesului). A mers chiar mai departe şi a implantat embrionii, iar primii copii modificați genetic s-au născut în China, în 2018. Medicul a fost universal condamnat - și penal, și de comunitatea ştiinţifică ca fiind neglijent şi lipsit de etică.

Totuşi, un alt om de ştiinţă, de data aceasta în Rusia şi-a făcut publice intenţiile de-a folosi CRISPR ca să editeze embrioni umani.

Etica a rămas în mod clar în urma ştiinţei. Uneltele încă se perfecţionează, dar e doar chestiune de timp înainte ca oamenii de ştiinţă, cercetătorii şi chiar doctorii să înceapă să elimine, într-o manieră mai responsabilă, boli genetice şi chiar să introducă trăsături pozitive.

Ce beneficii poate aduce editarea genetică

Există un om care a anticipat toate acestea: George Church, probabil cel mai prolific bioinginer al timpurilor noastre. Sunt 50 de diferite alele (n.r.- genă de un anumit tip de pe același cromozom) pe care el le vizează şi care sunt benefice oamenilor, printre care gene care ne ajută să ne protejăm împotriva unor boli cardiovasculare şi a maladiei Alzheimer.

Altele ne-ar putea îmbunătăţi memoria, învăţarea şi ne-ar putea extinde telomerii.

Dar talentul nostru la design evoluţionar nu va fi limitat doar la genele existente, spune Metcalfe. Oamenii de ştiinţă asamblează deja sisteme biologice în întregime sintetice. „Rescriem codul ADN şi facem asta de ceva timp – dar începem să devenim foarte buni”, spune Andrew Hessel, CEO la Humane Genomics.

Rescrierea genomului uman de la zero

Hessel a arătat cu degetul spre Twist Bioscience, o companie de biologie sintetică. Twist confecţionează la comandă secvenţe scurte de ADN, numite oligo. Clienţii pot desena şi comanda secvenţele care le sunt livrate prin Fedex. Cu instrumente ca acestea, biologii au început să creeze enzime şi proteine sintetice, dintre care unele s-au dovedit funcţionale – ca şi rudele lor naturale – într-un mediu populat de bacterii. Şi e abia începutul.

Craig Venter, deja faimos pentru munca sa de secvenţiere a primului genom uman, a anunţat prima bacterie sintetică reproductibilă, în 2010. A urmat o celulă sintetică „minimală” în 2016. Acum se laudă cu cel mai mic genom, fără echivalent în natură.

În acest an, alt grup a anunţat că realizat prima bacterie E. Coli sintetică, cu 4 milioane perechi-bază de genomi şi 300 de gene – de 3 ori mai lungă ca bacteria din 2010 a lui Venter - folosindu-se de doar 61 de codoni în loc de 64.

Acum, oamenii de ştiinţă lucrează la o drojdie care să-i ajute să producă prima celulă sintetică eucariotă. Ţelul suprem este scrierea întregului genom uman de la zero, aşa că Hessel a fondat GP-write, proiectul de scriere genetică, unde a strâns cei mai buni biologi în domeniul sintetic.

Evident, sunt multe obstacole care trebuie încă depăşite – de pildă, e nevoie de un software care să facă un design mai precis şi mai eficient şi de instrumente de sinteză ADN care să asambleze lanţuri mai lungi cu secvenţe de perechi-bază, iar grupul lui Hessel a publicat recent o lucrare care a subliniat provocările. În tot cazul, savantul crede că aceste probleme vor putea fi rezolvate în cel mult un deceniu.

„În 10 ani, vom ajunge de la fabricarea proteinelor sintetice la realizarea unei ecariote”, spune el. „În curând, vom putea face cromozomi întregi şi chiar pe toţi: la urma urmei, avem doar 23. Nu va trece mult până când vom ataca şi genomul uman”, promite omul de știință.

O evoluție amețitoare și o mare dilemă etică

Acum este vremea conversaţiilor importante, spun oamenii de ştiinţă: ritmul schimbărilor în biologie şi în medicină este foarte abrupt. Cercetătorii au descoperit structura ADN în 1953.

Primul copil născut prin însămânţare artificială s-a născut în 1978 şi Dolly, oaia clonată, în 1996. În doar două decenii, oamenii de ştiinţă au progresat de la secvenţierea genomului uman cu mari eforturi şi costuri la a o face pentru mai puţin de o mie de dolari, într-o zi, de peste un milion de ori.

Kit-urile de editare genetică costă doar câteva sute de dolari, iar savanţii construiesc genomi de la zero.

Întrebarea nu mai e dacă vom fi în stare să ne desenăm propria noastră biologie – echipamentul e deja aici – ci dacă putem face faţă imensei responsabilităţi pe care o aduce această tehnologie, care va influenţa fiecare business, fiecare sector, fiecare guvern, fiecare persoană. „Aceasta nu e o prezentare pentru prezent, este începutul unei conversaţii cu voi toţi, pentru viitor”, spune Hessel.

Redactor: Anca Grădinariu

Editare web: Luana Păvălucă

• Etichete:
• genomul uman
• crispr
• editare genetica

Descarcă aplicația Digi24 și află cele mai importante știri ale zilei