La sfârșitul lunii noiembrie a anului 2018 un cercetător chinez făcea un anunț neașteptat: a reușit să editeze genomul unor bebeluși, astfel încât ei să devină rezistenți la HIV, holeră și variolă. Imediat a izbucnit un scandal mondial. Intrăm într-un domeniu extrem de delicat, care ar putea avea consecințe grave, și greu de estimat acum, pentru viitorul umanității.
Povestea a început pe 25 noiembrie 2018, zi în care pe site-ul revistei MIT Technology Review era postat un text în care se făcea următorul anunț: ”conform unor documente medicale publicate online în această lună, o echipă de cercetători de la la Universitatea Sudică de Știință și Tehnologie, din Shenzhen, au recrutat cupluri pentru a crea primii bebeluși editați genetic. Cercetătorii aveau ca obiectiv eliminarea genei CCR5, pentru a îi face rezistenți la HIV, variolă și holeră. Documentele prezentate în cadrul testului clinic descriu folosirea tehnicii CRISPR pentru a modifica genetic embrionii umani, mai înainte ca aceștia să fie transferați în uterul matern. Omul de știință He Jiankui, care se află în spatele acestei realizări nu a răspuns până acum la întrebările noastre prin care doream să aflăm dacă bebelușii s-au născut deja. Contactat telefonic, He Jiankui a refuzat să facă orice comentariu.”
Documentele medicale la care făcea referire textul de mai sus, erau prezente în baza de date chinezească de teste clinice. În aceste documente se preciza și motivarea editării genetice a bebelușilor, pentru a-i face rezistenți la virusul HIV. Până acum ”singura persoană infectată cu HIV care s-a vindecat este «pacientul din Berlin». Acesta s-a îmbolnăvit de leucemie, în același timp fiind infectat cu HIV. Pentru tratarea leucemiei a fost realizat un transplant de măduvă osoasă, care avea o mutație rară a genei CCR5. Această mutație face ca persoanele care o posedă să fie rezistente la HIV. Până în prezent «pacientul din Berlin» nu mai prezintă urme de HIV în organism, ceea ce îl face un bun model medical pentru eliminarea acestui virus.”
Așa cum preciza MIT Technology Review în postarea despre care vă vorbeam mai devreme, pentru editarea genetică a bebelușilor a fost folosită metoda CRISPR sau, mai bine zis, CRISPR Cas9. Haideți să aruncăm rapid o vedere asupra ei.
Ce este CRISPR Cas9?
Undeva către sfârșitul anului 1987, o echipă de cercetători japonezi, condusă de către Yoshizumi Ishino, de la Universitatea Osaka, publica, în Journal of Bacteorology un articol despre secvențierea genei ”iap” din genomul bacteriei E.coli. La capetele acestei gene, cercetătorii au identificat niște secvențe repetitive ciudate, separate între ele prin niște secvențe identice (numite ”spacer”), a căror funcție nu putea explicată. Au fost necesare progrese în domeniul secvențierii genomului pentru ca lucrurile să înceapă să se clarifice.
În 2002 o echipă de cercetători de la Universitatea Utrecht, Olanda, condusă de către Ruud Jansen, a dat un nume acestei secvențe genetice repetitive: CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats). În același timp echipa olandeză mai descoperea ceva important despre secvența CRISPR: ea era totdeauna acompaniată cu o colecție de gene specifice, pe care au numit-o Cas (prescurtarea de la CRISPR associated genes). Aceste gene codau niște enzime care jucau rolul de ”foarfece” pentru ADN, dar nimeni nu știa la acea vreme de ce ele se regăseau în vecinătatea secvențelor CRISPR.
Trei ani mai târziu, o echipă de cercetători spanioli, condusă de către Francisco Mojica, de la Universitatea Alicante, făcea o descoperire remarcabilă. Cercetătorii au analizat circa 4500 de secvențe CRISPR provenite de la 67 linii de bacterii și au constatat că acestea reprezintă o mixtură de material genetic provenit de la bacteriofage (virusuri care atacă bacteriile) și plasmide (fragmente de ADN din citoplasmă, care sunt folosite, printre altele, drept ”arme” pentru distrugerea altor bacterii). Lucrurile încep acum să se clarifice treptat. Se pare că secvențele CRISPR și Cas fac parte din sistemul imunitar bacterian.
Eugene Cronin, cercetător în acea vreme la Centrul Național de Biotehnologie din Betsheda, a emis ipoteza conform căreia rolul acestor fragmente virale este acela de a ajuta sistemul imunitar bacterian să recunoască virusurile pentru ca mai apoi să declanșeze atacul împotriva lor cu enzimele Cas. Scenariul ar fi următorul: în momentul infecției virale anumite secvențe genetice ale virusului sunt ”recunoscute” de către secvențele CRISPR. Imediat este generată o secvență complementară, care are la capete gena Cas. Acest complex se va atașa de secvența genetică a virusului, rupându-l în mai multe bucăți.
Această ipoteză avea să fie confirmată prin studiile efectuate asupra unui organism procariot din specia Sulfolobus solfataricus (spre deosebire de euriote, microorganismele procariote nu au nucleu bine diferențiat). O echipă de cercetători francezi, condusă de către Rodolphe Barrangou, a publicat în aprilie 2007, în revista Science, un studiu în care se demonstra că secvențele CRISPR fac parte din sistemul imunitar al procariotelor. Sulfolobus solfataricus este în mod natural imună împotriva virusului SIRV. Secvențe din genomul acestui virus au fost identificate în secvențele CRISPR. În etapa următoare, aceste secvențe au fost eliminate iar microorganismul a putut să fie atacat din nou de virusul SIRV, imunitatea dispăruse.
Nu vreau să lungesc mult textul așa că voi spune acum că mecanismele CRISPR pot fi, și sunt folosite, pentru editarea genomului. În anul 2013, două echipe cercetători, una de la MIT, cealaltă de la Harvard Medical School, anunțau, în același număr al revistei Science, că au reușit să editeze genomul unor celule de mamifere prin folosirea mecanismului CRISPR. Pentru aceasta cercetătorii au realizat o anumită secvență sintetică de ARN (numită și ARN de ghidaj, gARN) la care au atașat secvența Cas. Secvența de ARN este aleasă astfel încât să se atașeze într-un loc specific pe lanțul ADN. Vă dați seama ce se întâmplă mai departe: enzima Cas va decupa ADN-ul în locul dorit. Astfel putem elimina secvențe bine stabilite din genom. (În cazul editării genetice a bebelușilor a fost eliminată gena CCR5.) În etapa următoare intră în funcțiune mecanismele de reparare de care dispune ADN-ul, iar structura acestuia este refăcută. Este și momentul în care se pot adăuga noi secvențe genetice, în funcție de scopul propus.
Testul clinic al lui He Jiankui
Echipa chineză a recoltat spermă pe care a verificat-o să nu fie purtătoare de virusul HIV. Apoi a injectat sperma, împreună cu secvența CRISPR-Cas9, în ovule nefertilizate. Au rezultat 22 de embrioni, dintre care 16 păreau a fi viabili. Doi embrioni ai unui cuplu aveau prezentă modificarea genei CCR5. Acești doi embrioni au fost implantați în uterul matern, chiar dacă unul dintre ei mai avea încă o copie intactă a genei CCR5. Sarcina a fost dusă la bun sfârșit.
Este un lucru de necontestat: unealta CRISPR Cas9 a deschis calea către o nouă revoluție în domeniul ingineriei genetice. Dar, așa cum spuneam încă de la începutul acestui text, editarea genomului unor bebeluși de către cercetătorii chinezi a provocat o furtună uriașă. Era încălcat un principiu fundamental atunci când este vorba despre editarea genomului uman. ”Nu te grăbi!”, spune acesta. Deși metoda CRISPR este folosită în laboratoare de mai bine de cinci ani, încă nu putem evalua consecințele ei atunci când este aplicată pentru editarea genomului unor bebeluși. Din acest motiv reacțiile au fost rapide și violente.
Scrisoarea deschisă a cercetătorilor chinezi
În ziua 3 decembrie, pe site-ul revistei The Lancet a fost publicată o scrisoare deschisă semnată de mai bine de 100 de cercetători chinezi din domeniul HIV. O scrisoare scurtă, dură și la obiect, în care se punctau șase probleme grave ale editării genetice a bebelușilor de către He Jiankui.
În primul rând avem de-a face cu o problemă de etică medicală. Autorii scrisorii se opun editării genomului embrionilor în scopuri reproductive. Chiar dacă aceasta este folosită pentru trata boli genetice severe ”cercetarea ar trebui să stabilească un echilibru just între severitatea bolii și raportul risc/beneficiu, astfel încât să se încadreze în cele mai înalte standarde etice.”
În al doilea rând, semnatarii scrisorii deschise remarcă faptul că trebuie să fie respectate cu strictețe reglementările privitoare la siguranța folosirii biotehnologiei în domeniul reproducerii umane. ”Siguranța și eficacitatea tehnologiei de editare a genomului uman trebuie evaluate într-un mediu strict reglementat, cu o supraveghere adecvată” se arată în textul transmis către revista The Lancet.
În al treilea rând, tehnologiile de editare a genomului sunt încă în faza de început. Sunt necesare studii suplimentare pentru a elimina toate consecințele nedorite ale unei tehnologii insuficient testate, mai înainte de a se trece la testele clinice.
În al patrulea rând, gena CCR5, care a fost eliminată în cazul editării genetice a bebelușilor de către He Jiankui, joacă un rol important în menținerea în bune condiții a funcțiilor fiziologice și imunologice ale celulei. ”Eliminarea prin inginerie genetică a genei CCR5 din embrionii umani sănătoși nu are nici o bază științifică, putând duce la efecte secundare severe, cu consecințe imprevizibile”, se arată în scrisoarea deschisă publicată de The Lancet.
În al cincilea rând, virusul HIV prezintă numeroase mutații, numai una dintre versiunile sale este afectată de eliminarea genei CCR5.
În al șaselea rând în prezent există strategii bine puse la punct pentru a evita transmiterea perinatală a virusului HIV, deci eliminarea genei CCR5 nu aduce nici un beneficiu suplimentar.
De altfel, obiecții similare au fost prezentate și în comunicatul transmis pe 26 noiembrie 2018 de către Universitatea din Shenzhen (cu aproape o săptămână înainte de publicarea scrisorii deschise pe site-ul The Lancet). Din acest comunicat aflăm în plus că Hi Jiankui este în concediu încă din 1 februarie 2018 și că va reveni la post abia în ianuarie… 2021. Universitatea din Shenzhen neagă orice implicare în studiul clinic realizat de Hi Jiankui și va înființa imediat o ”comisie de experți independenți, pentru a efectua investigații aprofundate [asupra experimentelor clinice ale lui Hi Jiankui] după care vor fi publicate concluziile la care s-a ajuns”.
Alte probleme
He Jiankui şi-a desfășurat cercetările în cel mai deplin secret. Nici măcar după dezvăluirea din MIT Technology Review nu a dat detaliile necesare, deși a participat la mai multe conferințe. În schimb, He Jankui a ținut să posteze pe YouTube mai multe videoclipuri în care își anunța rezultatul. Nicholas Evans, profesor la Universitatea Massachusetts Lowell, SUA, comenta astfel pentru AFP situația creată: ”Să îți anunți rezultatele prin clipuri video postate pe YouTube reprezintă o practică științifică foarte îndoielnică. Ea se îndepărtează de procesul peer-review pe care se bazează progresul științei.”
Nu este pusă la îndoială reușita lui He, ci un lucru foarte grav: cercetătorul chinez era calificat să întreprindă modificarea genetică a unor embrioni umani? Până în octombrie 2018 He Jiankui nu publicase nici măcar o lucrare în care prezinte rezultate experimentale, pe animale, de modificare a genomului.
Concluzie
Două lucruri sunt sigure. Cu siguranță He Junkui a încălcat cu nonșalanță normele la care se supune cercetarea medicală pe subiecți umani. Controversele apărute în urma experimentului său riscă să întârzie progresul real pentru împiedicarea apariției unor maladii grave prin editare genetică a embrionilor umani. Deja s-a propus un moratoriu asupra acestui tip de experimente. Pe de altă parte, la fel de sigur este faptul că va veni o zi în care editarea genetică a embrionilor umani se va dovedi a fi una dintre cele mai mari revoluții din istoria omenirii. Dar, pentru a se ajunge aici, vor trebui să fie parcurși toți pașii necesari, pentru a se evalua și elimina toate riscurile.
