Do niedawna geny traktowano jak świat za szybą. Widoczny, ale nieosiągalny. Naukowcy wiedzieli, jak działają geny, do pewnego stopnia potrafili stwierdzić, w których miejscach są zapisane konkretne choroby, ale nie znali sposobu, by w nie ingerować. Znali tradycyjne metody, które stosowano od setek, a może tysięcy lat, krzyżując ze sobą rośliny albo zwierzęta, aby wzmocnić pożądane cechy. Było to w pewnym sensie ingerowanie w geny organizmów żywych, jednak tego typu działań nie da się zastosować, aby wyeliminować błąd czy usterkę genu u konkretnej osoby. Innym sposobem są modyfikacje genetyczne, jakich naukowcy nauczyli się dokonywać w ostatnich dziesięcioleciach. Czasami pojawiały się błędy, czasami rośliny czy zmodyfikowane zwierzęta nie były w stanie funkcjonować, a cały proces prowadzono na chybił trafił. W tym przypadku nie było mowy, aby metody te próbować stosować u ludzi. Kilka lat temu nastąpił jednak przełom. Na scenę przebojem weszła metoda CRISPR.

Teraźniejszość

Nie wchodząc w szczegóły, powiemy tylko, że metoda ta (pisaliśmy o niej w „Gościu” kilka razy) okazała się bardzo skuteczna i – w porównaniu z poprzednimi – tania. W 2020 roku jej dwie twórczynie Jennifer Doudna i Emmanuelle Charpentier otrzymały Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Porównanie tej metody do edycji dokumentu tekstowego jest jak najbardziej uzasadnione. Umożliwia ona bowiem wycinanie konkretnych, ściśle określonych fragmentów DNA, a na ich miejsce wklejanie nowych. W ciągu kilku lat CRISPR dosłownie zrewolucjonizował „edytowanie” genów. Już nie tylko u zwierząt i roślin, lecz także u ludzi. Dotychczas wspomnianą metodę stosowano eksperymentalnie, teraz jednak na rynek wchodzi pierwszy komercyjny lek wykorzystujący CRISPR. Ma pomóc osobom cierpiącym na rzadkie, genetyczne choroby krwi. W fazie eksperymentów są także terapie dla osób cierpiących na niektóre odmiany ślepoty.

Terapia, która na rynku pojawi się w ciągu kilku najbliższych miesięcy, jest stworzona dla osób cierpiących na dwie dziedziczne (genetyczne) choroby – telasemię beta oraz niedokrwistość sierpowatokrwinkową (SCD). Pierwsza z nich jest wynikiem uszkodzenia albo braku genu i statystycznie dotyka jedną osobę na 100 tys. Na całym świecie choruje więc na nią kilkadziesiąt tysięcy osób. Na SCD cierpi znacznie więcej ludzi, w skali świata kilka milionów osób. Wspomniany rodzaj niedokrwistości (anemii) powodowany jest wadliwym genem, który sprawia, że produkowana przez organizm cząsteczka hemoglobiny jest zniekształcona (ma kształt sierpa) i skleja się z innymi cząsteczkami hemoglobiny. Powoduje to, że hemoglobina, zamiast transportować tlen, blokuje najcieńsze naczynia krwionośne.

Dla pacjentów cierpiących na wspomniane choroby jedyną nadzieją są dzisiaj częste transfuzje krwi. Tymczasem z badań zaprezentowanych kilka tygodni temu na dużej konferencji naukowej wynika, że osoby, u których zastosowano terapię CRISPR, nawet przez wiele miesięcy po jej zakończeniu nie muszą być poddawane transfuzji.

Terapia, która na rynku ma się pojawić w przyszłym roku, polega w pierwszej fazie na pobraniu komórek pacjenta i ich modyfikacji poza organizmem, a następnie podanie ich tak, by produkowały poprawnie skonstruowaną hemoglobinę. W przygotowaniu jest także terapia genowa dla cierpiących na rzadką chorobę genetyczną dotykającą dzieci, zwaną adrenoleukodystrofią mózgową. To nieuleczalne schorzenie, które powoduje poważne uszkodzenie mózgu, a w efekcie doprowadza do śmierci dziecka przed dziesiątym rokiem życia. Prace nad terapią przeciwko tej chorobie jeszcze trwają.

Przyszłość

Dzisiaj istnieje około dwudziestu terapii genowych, ale żadna nie bazuje wprost na metodzie CRISPR. Ta opisana w niniejszym artykule jest pierwszą. Szacuje się, że w ciągu kilku lat liczba terapii genowych i komórkowych wzrośnie kilkukrotnie. Już dzisiaj w laboratoriach opracowywane są terapie przeciwko HIV, niektórym chorobom serca i niektórym rodzajom nowotworów. Coraz lepiej radzimy sobie – choć trzeba przyznać, że wciąż jest to drogie – z leczeniem chorób dziedzicznych, które są spowodowane wadą albo uszkodzeniem jednego genu. Niestety, najbardziej śmiertelne żniwo zbierają choroby, które są zapisane w wielu genach. Z kolei występowanie niektórych schorzeń jest związane ze środowiskiem, w którym żyjemy. Owszem, niektórzy mają większe szanse na to, że zostaną nimi dotknięci, ale niemożliwe jest wskazanie konkretnego genu albo genów, po których wymianie ryzyko zachorowania maleje do zera. Tym bardziej że geny są ogromnym systemem naczyń połączonych, w których labiryncie trzeba się poruszać z ogromną ostrożnością. Wymiana, wycięcie jakiegoś fragmentu może przynieść niespodziewane konsekwencje. Kilka lat temu grupę chłopców cierpiących na rzadki rodzaj ślepoty poddano terapii genowej. Okazało się, że kilku z nich zachorowało na białaczkę. Dlaczego? Otóż sposób, w jaki uszkodzony gen został wymieniony, nie był zbyt dokładny. Nie znano jeszcze wtedy metody CRISPR. Przy jej zastosowaniu prawdopodobieństwo takich zdarzeń jest nieporównywalnie mniejsze, jednak nie zmienia to faktu, że modyfikując geny, trzeba wykazać się najwyższą ostrożnością. Jednak jeśli przestrzegamy tej zasady, jesteśmy w stanie precyzyjnie wycinać fragmenty DNA i na ich miejsce wklejać nowe, poprawne i pozbawione uszkodzeń.

To prawdziwa rewolucja w medycynie. Choć nie jest bardzo widoczna, może w przyszłości całkowicie zmienić sposób, w jaki traktujemy (i leczymy) wiele chorób, z powodu których cierpimy. Wiemy, jak dbać o własne zdrowie (choć nieczęsto z tej wiedzy korzystamy), choć nawet gdybyśmy starali się nie wiadomo jak bardzo, nie wymienimy genów. Otóż okazuje się, że powoli stwierdzenie to staje się nieaktualne. Już dzisiaj jesteśmy w stanie to robić, choć wciąż w ograniczonym zakresie. Ten zakres – wraz z coraz większym zrozumieniem języka genów – będzie się powiększał, a wraz z nim możliwości edytowania genów.

Potężne narzędzia

Warto jednak przy okazji podkreślić jeszcze jeden aspekt tej sprawy. Metoda CRISPR czy inne (może jeszcze nieznane) metody edycji czy modyfikacji genów to potężne narzędzia. Mogą wnieść dużo dobrego, ale także złego. Musimy odpowiedzieć sobie na pytania: czy chcemy leczyć śmiertelnie chorych, czy chcemy ulepszać tych zdrowych? Czy chcemy tworzyć terapie dla potrzebujących, czy genetyczne superterapie zostawimy tylko dla najbogatszych? Czy będziemy je stosowali tylko do tych chorób, które stanowią realne zagrożenia dla życia albo zdrowia, czy też – skoro będziemy mogli to zrobić – zaczniemy je stosować jak nieco bardziej zaawansowane procedury kosmetyczne, dzięki którym będziemy zmieniali kolor i strukturę włosów albo ilość tkanki mięśniowej?

Na te pytania trzeba odpowiadać już dzisiaj, mimo że technologia edycji genów wciąż znajduje się w początkowej fazie i nie nadaje się do niczego innego poza leczeniem nielicznych i bardzo rzadkich chorób dziedzicznych. •