08.06.2015

På vei mot det genmodifiserte mennesket?

Mikroskopbilde

Embryo etter noen få celledelinger. Menneskeembryoer ble nylig genmodifisert av kinesiske forskere. Slike forsøk er svært omstridte. Foto: iStock.

Forskning på genmodifiserte embryoer skaper debatt. Ledende fagpersoner advarer mot konsekvensene og krever at all slik forskning stanses inntil videre.

Av Sigrid B. Thoresen i tidsskriftet GENialt

En ny bioteknologisk æra begynte med sekvenseringen av menneskets genom i begynnelsen av dette årtusenet. Økende kunnskap om de ulike genenes funksjoner har gitt oss stadig nye legemidler for behandling av en rekke lidelser. Men det medisinske potensialet for forskning på menneskets genetikk stopper ikke der. I flere årtier har forskere også undersøkt muligheten for å kurere livstruende genetiske sykdommer gjennom genterapi. Målet er å bytte ut selve sykdomsgenet ved å endre DNA-et.

Tross enkelte vellykkede utprøvinger av genterapi for sjeldne arvelige sykdommer de siste tiårene har resultatene i stor grad latt vente på seg. De viktigste årsakene til dette har vært lite effektive metoder og til dels alvorlige bekymringer for hva de langsiktige konsekvensene av slik behandling kan være. På grunn av det store potensialet dersom man finner effektive teknikker, har det likevel blitt investert store ressurser i jakten på sikre og effektive genmodifiseringsmetoder.

Ny metode, nye muligheter

Et stort gjennombrudd kom i 2012. Forskere oppdaget da hvordan de kunne utnytte et system bakterier bruker til å forsvare seg mot virus, til å klippe og lime i DNA. Metoden, kalt CRISPR/Cas9 (se figur), er en revolusjonerende teknikk så enkel at enhver person med basiskunnskaper innen molekylærbiologi kan bruke den. Etter hvert som denne teknikken finpusses og effektiviseres, kan man i teorien endre et hvilket som helst gen eller annet DNA.

Dette er nyttig for å forske på hvordan gener virker, eller hvordan de påvirker sykdomsutvikling. Slik forskning kan sette oss på sporet av nye muligheter for å behandle sykdom. Det finnes også et stort potensial for CRISPR/Cas9 innen klinisk genterapi, for alt fra sjeldne arvelige sykdommer til mer vanlige sykdommer som kreft, hjerte- og karsykdommer, infeksjoner og nevrologiske lidelser.

FIGUR

CRISPR/CAS9-METODEN: For noen år siden studerte forskerne Emmanuelle Charpentier og Jennifer Doudna hvordan enkelte bakterier beskytter seg mot virusinfeksjoner. I sitt DNA har bakterier spesielle sekvenser kalt CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), som stammer fra virus. Når en bakterie senere infiseres, kopieres CRISPR-sekvensene til RNA, som deretter brukes av et enzym kalt Cas9 til å kutte virusets matchende DNA. Det Charpentier og Doudna innså, var at det samme systemet, med enkle tilpasninger, kunne brukes til å kutte og bytte ut spesifikke sekvenser i menneskets DNA. FORKLARING TIL FIGUREN: Ved genmodifiseringsforsøk guides enzymet Cas9 av et spesielt RNA-molekyl kalt gRNA eller guide-RNA, som binder til en matchende sekvens i cellens DNA. Cas9 kutter så begge DNA-trådene, og bruddet kan deretter repareres av andre enzymer, for eksempel ved å sette inn spesialdesignet DNA.

Endring av arvematerialet?

Foreløpig har genterapi på mennesker begrenset seg til målrettet endring av enkelte kroppsceller. Men hva om vi kunne bytte ut sykdomsgener på forhånd? Ved å genmodifisere kjønnsceller eller embryoer kan man i teorien kurere sykdommer ikke bare i enkeltindivider, men også i kommende generasjoner. Dette er en spesielt kontroversiell grense å krysse siden konsekvensene på lang sikt er uvisse. Vi vet for eksempel ikke alt om hvordan ulike gener påvirker hverandre eller vår fysiologi. Med dette følger mange nye etiske problemstillinger.

Den raske utviklingen av CRISPR/Cas9-metoden, kombinert med rykter om at forsøk på genmodifisering av menneskeembryoer allerede pågikk, fikk nylig det internasjonale vitenskapsmiljøet til å reagere. I januar 2015 møttes en gruppe ledende forskere og etikere til debatt i Napa i California. Én av forskerne var Jennifer Doudna, en av kvinnene som oppdaget CRISPR/Cas9-metoden. Gruppen gikk sammen om en uttalelse hvor de på det sterkeste frarådet genmodifisering av kjønnsceller og embryoer fra mennesker med sikte på medisinsk behandling inntil spørsmålene om lovregulering av slike forsøk er avklart. Også andre talsmenn fra vitenskapsmiljøet har gått aktivt ut og advart mot farene ved slik forskning.

Genmodifiserte menneskeembryoer

Kort tid etter at disse advarslene ble offentliggjort, kom den første vitenskapelige artikkelen som dokumenterer genmodifisering av menneskeembryoer. Artikkelen ble publisert av kinesiske forskere, ledet av Junjiu Huang ved Sun Yat-sen-universitetet i Guangzhou. Ved hjelp av CRISPR/Cas9 ville de endre genet som forårsaker betatalassemi, en blodsykdom som reduserer produksjonen av hemoglobin og dermed hindrer oksygentransport til kroppen via røde blodceller.

Selv om det er delte meninger om nytten av studien, er det bred enighet om én ting – at den viser at metoden i dag er uegnet til medisinsk bruk fordi den er for usikker. Det gjelder uansett hva man i prinsippet måtte mene om de etiske sidene ved å genmodifisere menneskeembryoer. Av embryoene som overlevde injeksjonen av CRISPR/ Cas9 og ble testet, hadde omtrent halvparten fått det riktige genet kuttet. Av disse hadde kun 14 prosent fått genet erstattet med den spesialdesignede DNA-sekvensen forskerne ønsket å sette inn. I tillegg var det flere embryo der ikke alle cellene hadde like endringer i genet.

Mest bekymringsverdig var det at mange av embryoene hadde fått kutt andre steder i DNA-et. Enzymet Cas9 tillater nemlig en viss variasjon i DNA-sekvensen, og kan derfor kutte gener som ligner på genet som skal endres. To andre gener som ble kuttet kan forårsake henholdsvis alvorlig immunsvikt og nevrologisk lidelse hvis de har defekter. I tillegg begrenset de kinesiske forskernes analyse seg til kun deler av genomet, så omfanget av utilsiktede effekter var derfor sannsynligvis høyere enn rapportert.

Uønskede kutt i DNA-et kan være alvorlig nok i kroppsceller, og kunne hatt virkelig katastrofale følger dersom det skjedde i embryoer som fikk utvikle seg til mennesker. Da ville alle kroppens celler være påvirket, og genfeilene ville også gått i arv til fremtidige generasjoner. Dette viser at metoden ikke er presis nok for å genmodifisere mennesker, og dermed kan behandlingen føre til nye alvorlige sykdommer.

De to forskerne på scenen med prisstatuett i hendene

Forskerne Jennifer A. Doudna (til venstre) og Emmanuelle Charpentier ble i november 2014 hedret med forskningsprisen Breakthrough Prize for sitt arbeid med CRISPR, en ny metode for genmodifisering. Her fra utdelingsseremonien. Foto: Reuters / NTB Scanpix

Delte meninger

Den overveiende responsen på studien har vært avsky og vantro i vitenskapsmiljøet, og har forsterket ønsket om et frivillig moratorium – en stans av all genmodifisering av kjønnsceller og embryoer fra mennesker inntil videre. Likevel er det enkelte som mener slik forskning er nyttig, siden den utvetydig viser at CRISPR/Cas9-metoden foreløpig er upresis. Dersom den i fremtiden skal brukes til genmodifisering av mennesker, trengs derfor videre forskning for å tillate utvikling og raffinering av metoden. Noen mener også det er akseptabelt å bruke overskuddsembryoer som ikke er levedyktige, fra IVF-forsøk, slik de kinesiske forskerne gjorde. Likevel kan nettopp utvalget av embryoer, hvor hvert egg hadde blitt befruktet av to sædceller, være én av årsakene til den høye feilprosenten i genterapien.

Også utgiverne av vitenskapelige tidsskrifter er uenige om de etiske sidene ved slik forskning. Ifølge Huang nektet både Nature og Science, de mest prestisjetunge naturvitenskapelige tidsskriftene i verden, å publisere studien, delvis grunnet etiske betenkeligheter. Sjefredaktøren for tidsskriftet Cell, en annen tungvekter, uttaler at de kunne vurdert å publisere slike arbeider dersom de var av høy teknisk og etisk standard. Det lite kjente kinesiske tidsskriftet Protein & Cell, som faktisk publiserte Huang-studien, har uttalt at de gjorde det som en advarsel til andre, og at det ikke skal regnes som en støtte til slikt arbeid. Andre igjen ser på publikasjonen som et forsøk på å få oppmerksomhet og mener at det faktum at det kun tok to dager fra artikkelen ble mottatt til den ble akseptert, vitner om mangel på grundig fagfellevurdering og etiske diskusjoner.

Etiske utfordringer

CRISPR/Cas9-metodens enkelhet og store potensial har gjort at den er blitt omfavnet og raskt tatt i bruk av både forskere og bioteknologisk industri verden over. Dette har ført til stadig akselererende forbedring av teknikken, og en forventning om at den snart vil bli tryggere og mer presis. Selv om den norske bioteknologiloven forbyr forskning eller genterapi som medfører genetiske endringer som kan gå i arv hos mennesker, er ikke lovgivningen like klar i mange andre land. Huang-studien har skapt presedens, og det første steget mot genmodifiserte mennesker er tatt. I følge Nature sier ryktene at flere genmodifiseringsforsøk på embryoer er underveis i Kina.

Å kurere livstruende sykdommer er i seg selv et nobelt mål og en hoveddrivkraft bak ønsket om å genmodifisere kjønnsceller og embryoer fra mennesker. Mange er likevel redde for at vi med forbedrede og mer kostnadseffektive teknikker over tid vil senke terskelen for hva som er etisk forsvarlig, og dermed bevege oss i retning av et sorteringssamfunn. Skal vi eliminere gener som gir anlegg for uønskede, men ikke livstruende tilstander som for eksempel benskjørhet eller overvekt? Hva med å kunne påvirke egenskaper hos sine avkom som intelligens og utseende?

Det er vel verdt å sette denne debatten på dagsordenen også her hjemme. Huangstudien viser at vi fortsatt er et godt stykke unna trygg bruk av CRISPR/Cas9-metoden i medisinsk behandling. Likevel antyder den raske utviklingen og at forskerne er delt i synet på denne forskningen, at vi en dag kan komme dit.

Sigrid Thoresen er postdoktor ved Institutt for kreftforskning på Radiumhospitalet Oslo universitetssykehus.

Siden ble opprettet: 08.06.2015. Siden ble oppdatert: 04.12.2015

Relevante temasider

Flere nyheter

Ny rapport: Hva mener norske forbrukere om genredigert mat?

02.04.2020

Er nordmenn klare for genredigert laks, hvete eller.. Les mer »

I GENialt: Genetikkens historie: Fra Gregor Mendel til dypsekvensering

31.03.2020

Fortsatt har vi mye igjen før vi forstår.. Les mer »

Ja til assistert befruktning for enslige

31.03.2020

Bioteknologiloven er i endring. 10. februar i år.. Les mer »

Bioteknologirådet avlyser åpne møter 19. mars, 26. mars og 23. april grunnet corona

11.03.2020

På grunn av coronaviruset utsetter vi inntil videre.. Les mer »

I GENialt: Miljø-DNA: Tar pulsen på naturen

09.03.2020

DNA i vannprøver og i jordprøver kan gi.. Les mer »

I GENialt: Korleis påverkar genar den psykiske helsa vår?

08.03.2020

Forskarane leitar etter samanhengen mellom genar og psykiske.. Les mer »

AVLYST: 16. april: Hva mener folk om CRISPR-mat?

06.03.2020

Hva mener folk i Norge om CRISPR/genredigert mat?.. Les mer »

På jobbjakt? Bioteknologirådet søkjer rådgivar i genteknologi til sekretariatet i Bergen

03.03.2020

Har du kunnskap om og vil jobbe med.. Les mer »

Petter Frost – ny direktør i Bioteknologirådet

03.03.2020

– Bioteknologi vil påvirke fremtiden for enkeltpersoner og.. Les mer »

AVLYST: Frokostmøte 19. mars: Vil fremtidens laks spise trær?

28.02.2020

Bioteknologi er sentral i det grønne skiftet og.. Les mer »

© 2020 Bioteknologirådet. | Design: Tank - Utviklet av: Spekter