Genetický editor vykazuje víc chyb, než se čekalo. V sázce je budoucnost medicíny

- Člověk autor: Ladislav Loukota

Genetické modifikace možná dostaly tvrdou ránu. Genový editor CRISPR, od svého objevu v roce 2012 oslavovaný jako revoluční nástroj otevírající myriády nových možností, totiž podle nové studie způsobuje více nechtěných mutací genomu, než se očekávalo. Může to oddálit příchod mnoha zlomových aplikací včetně genetické imunoterapie léčící rakovinu, o níž závodí USA s Čínou.

Mezi Čínou a USA zuří boj o to, kdo ovládne revoluční metodu. Ilustrační snímek

Mezi Čínou a USA zuří boj o to, kdo ovládne revoluční metodu. Ilustrační snímek,zdroj: Profimedia.cz

Blahořečení nástroje CRISPR není nikterak přehnané. Zatímco před rokem 2012 probíhala genová editace složitě a draze, protože předem nebylo možné zjistit, zda se vkládaný genom správně uchytil, CRISPR je oproti starším "humpoláckým" nástrojům skokem k chirurgické přesnosti.

Celým jménem si systém CRISPR/Cas9 půjčuje přírodní imunitní mechanismy k přesnému navedení ke kýžené části DNA (pomocí krátkého řetězce ribonukleové kyseliny), kde genové nůžky Cas (skrze stejnojmenný enzym nukleázy) dovedou do šroubovnice "střihnout" a vložit gen nový, popřípadě ustřihnout gen nežádoucí.

Ačkoliv CRISPR není vždy tak přesný jako jiné, konkurenční systémy vyvinuté až o něco později, jeho výhodou je zejména cena a rychlost.

Chirurgická munice genetiků

Díky tomu se CRISPR raketovým tempem uchytil i na českých univerzitách a pracovištích. Nízká cena editací bylo ostatně právě to, co vyššímu rozšíření modifikací chybělo – a co v minulosti dalo monopol velkým hráčům jako společnost Monsanto.

Levné a rychlé upravování zemědělských plodin či zvířat bylo prokázáno na stovkách světových studiích, CRISPR dokonce našel v tak krásném čase i místo v lidské medicíně. Zřejmě nejslavnější terapií využívající tento nástroj je experimentální léčba rakoviny skrze takzvanou imunoterapii.

CRISPR se používá k přeprogramování imunitních buněk tak, aby rozeznaly rakovinové buňky a zaútočily na ně. Tělo se tak dovede zbavit nádorů daleko efektivněji a samo.

Americká společnost Juno Therapeutics s vědci z University of Pennsylvania už loni vyzkoušela imunoonkologickou léčbu rakoviny na lidech poté, co předešlé testy na zvířatech dopadly nadmíru úspěšně. Ačkoliv došlo na remisi u drtivé většiny pacientů v terminální (!) fázi rakoviny, trojice z pacientů rovněž v důsledku otoku mozku zemřela. Klinické testy byly promptně zastaveny a Juno letos na přelomu dubna a května svou metodu s konečnou platností zrušilo.

Imunoonkologické závody

Byť její žezlo v USA převzala konkurenční společnost Kite Pharma, která se chystá na snad úspěšnější budoucí terapie, náskok mezitím získala Čína. Vědci z West China Hospital loni nasadili CRISPR u pacientů s rakovinou plic a později došlo na rozšíření programu i na další formy nádorových onemocnění.

Výsledky prozatím nejsou známé. Mezi týmy obou zemí každopádně zuří jakýsi nevyhlášený závod o to, pod čí vlajkou dojde imunoonkologie většího úspěchu. V sázce není nic menšího než imunoterapií smést rakovinu ze světa – dost možná již v horizontu méně než jednoho desetiletí.

To vše však jen za předpokladu, že se uvnitř CRISPRu neskrývají jiné doposud neznámé problémy. Tím se dostáváme k aktuální studii Stanfordovy univerzity, která na konci května po zkoumání genové editace u myší oznámila vznik víc než tisíce nepředpokládaných mutací. Při pokusu využít CRISPR pro léčbu slepoty došlo přesněji na více než 1500 jednonukleotidových a 100 větších dalších změn v DNA. Dosavadní modely však nic z toho, co zaznamenali na Stanfordu, nepředpokládaly.

Pochyby zůstávají

Ačkoliv modely Stanfordu správně předpověděly nulové mutace v laboratorních podmínkách, po vložení genu do embryí myší a jejich následné kontrole byl odhalen rozdíl. Doporučení studie zní jasně: CRISPR bude muset být dále vylepšen a dosavadní modely zdokonaleny, než bude možné nástroje použít pro léčbu lidí. Kdy se tak má stát, je velkou neznámou.

O možnosti malého počtu nežádoucích mutací se v případě CRISPR dobře vědělo, nikoliv však v takové míře. Tisíc mutací může znít jako hrozné číslo, v lidském DNA jsou však tři miliardy párovacích bází – ani zjištěné nežádoucí mutace tak nemusejí znamenat zdravotní riziko. Panika kolem aktuální studie CRISPRu navíc po bližším prozkoumání působí spíše dojmem zveličené hysterie.

Řada dalších vědců totiž se závěry Stanfordu nesouhlasí. Například již Genetik Xiaolin Wu v komentáři k původní práci studii Stanfordu vyčetl problematickou metodologii, od počátku špatně uchopený záměr experimentu, nejasnou genealogii pokusných myší a mnohdy i špatné názvosloví. Pokud tým Stanfordu ve své publikaci špatně označil použité geny, není zcela jasné, v čem dalším se mohl zmýlit.

Problémů je však více a patří mezi ně i skutečnost, že byla použita starší verze CRISPR, stejně jako fakt, že studovaný vzorek byl velmi malý a velmi specifický – z více myší byla nežádoucí mutace nalezena jenom u dvojici kusů, což je statisticky extrémně malý vzorek, které byly navíc sourozenci. Díky tomu, že genom byl editován již v zárodku obou, není navíc možné ověřit, zda CRISPR skutečně způsobil mutace u živých zvířat či nikoliv.

S velkou pravděpodobností to naznačuje, že za nechtěné mutace může zcela jiný mechanismus. "Myslím, že studie v Nature Methods byla falešným poplachem," komentoval to genetik Eric Topol. "Ironií osudu byly už samotné použité metody chybné. I když existuje celá řada nejistot – nežádoucí mutace mohou jistě nastat – celá (tato) studie byla špatně provedená."

Prozatím studie ze Stanfordu zavinila pokles akcií společností zabývající se CRISPRem a vyvolala pochyby nad efektivitou tohoto nástroje. Faktem ovšem je, že před dalšími závěry bude nutné replikovat pokus na podstatně větším vzorku, pokud možno i s přesnější použitou metodou. A dokonce i kdyby byly výsledky podobné, není nutné házet genovou flintu do žita – v první řadě se v posledních letech CRISPRu urodilo několik dalších konkurentů existuje navíc slušná šance, že uvedeným problémům CRISPR bude možné předcházet.

Pro menší, terapeutické využití v imunoonkologii by navíc i menší míra mutací - vzhledem k alternativě v podobě zhoubných nemocí - mohla být přijatelným rizikem.

V sázce jsou tak spíše futurističtější aplikace genového inženýrství, jako je v zimě ohlášený záměr projektu Human Genome Project—Write napsat zcela umělé DNA, popřípadě editace DNA u plodů. Tyto však budou kontroverzním záměrem s CRISPRem i bez něj.

Tagy: rakovina medicína genetika nemoci a nákazy lékařský výzkum zdraví a životní styl věda a poznání CRISPR

Zdroje: Vlastní,Science