«Κόψτε, επιδιορθώστε, τελειώσατε»!


13/03/2017 - 02:44


Αν δείτε ένα άρθρο να αρχίζει με τον… σιδηρόδρομο Clustered Regurarly Interspaced Short Palindromic Repeats (ευτυχώς υπάρχει και η συντομογραφία CRISPR, που στα ελληνικά διαβάζεται κρίσπερ), μάλλον δεν θα θέλετε να διαβάσετε την επόμενη γραμμή. Σας συνιστούμε όμως να συνεχίσετε την ανάγνωση, αφού αυτός ο σιδηρόδρομος εις την αγγλικήν μπορεί να αλλάξει την πορεία της επιστήμης σε πάμπολλα πεδία το προσεχές διάστημα έχοντας εφαρμογές στη ζωή και στην υγεία του καθενός μας, όπου και αν ζει και όποια γλώσσα και αν μιλάει. Και τούτο διότι αυτό το επαναστατικό, όπως χαρακτηρίζεται, εργαλείο επιτρέπει στους επιστήμονες να «επεξεργαστούν» το γονιδίωμα θεωρητικώς οποιουδήποτε οργανισμού αφαιρώντας, προσθέτοντας ή τροποποιώντας κατά βούληση τμήματα στην αλληλουχία του DNA σε ελάχιστο χρόνο και με ελάχιστο κόστος. Ηδη εργαστήρια ανά τον κόσμο… ψηφίζουν CRISPR «δαγκωτό» – είναι χαρακτηριστικό ότι οι δημοσιεύσεις σχετικά με την πολλά υποσχόμενη τεχνική έχουν αυξηθεί κατά περίπου 1.500% μέσα στην τελευταία πενταετία. Το σύστημα CRISPR δοκιμάζεται αυτή τη στιγμή σε πάρα πολλά πεδία, από την ιατρική και τη φαρμακολογία ως τα βιοκαύσιμα και τις καλλιέργειες. Προσφάτως μάλιστα στην Κίνα, για πρώτη φορά παγκοσμίως, εφαρμόστηκε σε ασθενή με καρκίνο θεραπεία που βασιζόταν στο CRISPR, ενώ μέσα στους επόμενους μήνες αναμένονται παρόμοιες δοκιμές και στις ΗΠΑ. Οπως φαίνεται, όλα αυτά είναι μόνο η αρχή που ελπίζεται ότι θα φέρει το… τέλος της επιστήμης όπως τη γνωρίζουμε ως σήμερα και την εκκίνηση ενός καλύτερου μέλλοντος για όλους μας.

 Θα μπορούσε να είναι τόσο απλή η γενετική λύση σε πλήθος πεδίων – από την αντιμετώπιση του καρκίνου και άλλων νόσων ως τη δημιουργία ανθεκτικότερων φυτών και πιο «καθαρών» καυσίμων; Ναι, όλα δείχνουν πως θα μπορούσε. Και αυτή η λύση φέρει το όνομα CRISPR-Cas9, το οποίο μπορεί τούτη τη στιγμή να σας ξενίζει, ωστόσο μάλλον θα το μάθετε… απέξω και ανακατωτά στα χρόνια που έρχονται, αφού όλα δείχνουν ότι πρόκειται για μια μοριακή τεχνική επεξεργασίας του DNA – κάτι σαν τον επεξεργαστή κειμένων που αφαιρεί τις λάθος λέξεις και βάζει τις σωστές στις θέσεις που αρμόζει – η οποία ήρθε για να μείνει και να αλλάξει τη ζωή μας σε πάμπολλα επίπεδα. Ολοένα και περισσότεροι επιστήμονες ανά τον κόσμο ασχολούνται με τη συγκεκριμένη μέθοδο – στην πρωτοπορία, όπως θα διαβάσετε, υπάρχουν και Ελληνες του Ινστιτούτου Sanger στη Βρετανία -, η οποία μάλιστα αποτελεί ήδη και «μήλον της έριδος» μεταξύ ερευνητικών ιδρυμάτων, αφού εκτός από τεράστιο επιστημονικό βάρος «κουβαλά» μαζί της και πάρα, πάρα πολλά λεφτά, με αποτέλεσμα να μαίνεται ένας ολόκληρος πόλεμος γύρω από τις πατέντες που τη συνοδεύουν. Ολα δείχνουν ότι πρόκειται για έναν «θησαυρό», ο οποίος όμως πρέπει να τύχει της σωστής μεταχείρισης τόσο σε επιστημονικό όσο και σε κοινωνικό και ηθικό επίπεδο, ώστε να μη μετατραπεί τελικώς σε… άνθρακες. Στο κείμενο που ακολουθεί «Το Βήμα» σάς συστήνει σήμερα τη μέθοδο CRISPR με τα πώς, τα πού και τα γιατί που τη διέπουν. Να είστε σίγουροι ότι οι απαντήσεις στα ερωτήματα που την αφορούν (όσες τέλος πάντων μπορούν να δοθούν τώρα) μας αφορούν όλους…

Μηχανισμός «δανεικός» από τα βακτήρια

Ας ξεκινήσουμε όμως τις συστάσεις από την αρχή της ζωής της CRISPR. Η οποία αρχή τοποθετείται πολύ, πολύ πίσω, αφού ουσιαστικώς η συγκεκριμένη μέθοδος δεν αποτελεί ανθρώπινο «κατασκεύασμα» αλλά μια «φιλοσοφία» της φύσης, δανεική από τα βακτήρια. Πρόκειται συγκεκριμένα για έναν μηχανισμό επίκτητης ανοσίας που εντοπίζεται σε βακτήρια και αρχαία και ο οποίος βρέθηκε κατά τύχη πριν από τρεις δεκαετίες όταν επιστήμονες μελετούσαν βακτήρια. Ο μηχανισμός αυτός λειτουργεί περίπου όπως το δικό μας ανοσοποιητικό σύστημα, ώστε ο μικροοργανισμός να πολεμά εισβολείς σαν τους ιούς. Με «όπλο» το συγκεκριμένο σύστημα τα βακτήρια… ψαλιδίζουν και κλέβουν τμήματα του εχθρικού ιικού γενετικού υλικού, τα οποία και ενσωματώνουν στο δικό τους γενετικό υλικό κρατώντας τα έτσι ως «υπόμνηση» του αντιπάλου για να τον αναγνωρίζουν και να εξαπολύουν ταχεία επίθεση εναντίον του την επόμενη φορά που θα εμφανιστεί.

Παίρνοντας ως «πυξίδα» τον πανέξυπνο αυτόν μηχανισμό οι επιστήμονες αποφάσισαν λοιπόν να δημιουργήσουν το δικό τους «ψαλίδι» του DNA (ποιοι και πώς θα διαβάσετε στη συνέχεια, αφού η συγκεκριμένη ιστορία είναι μια ιστορία… πολέμου). Αναπτύχθηκε έτσι το σύστημα CRISPR-Cas9 που αποτελείται από δύο «συστατικά»-κλειδιά τα οποία τροποποιούν το DNA-στόχο. Πρόκειται για ένα ένζυμο, το Cas9, το οποίο έχει τον ρόλο «μοριακού ψαλιδιού» που μπορεί να κόψει τις δύο έλικες του DNA σε συγκεκριμένες θέσεις, ώστε να αφαιρεθούν και να προστεθούν τμήματα DNA ανάλογα με τις ανάγκες. Το δεύτερο «συστατικό» είναι ένα RNA που ονομάζεται RNA-οδηγός – πρόκειται για ένα μικρό τμήμα ειδικά σχεδιασμένης αλληλουχίας RNA (με μήκος περίπου 20 βάσεων) το οποίο τοποθετείται μέσα σε ένα μεγαλύτερο «καλούπι» από RNA. Tο εκμαγείο αυτό προσδένεται στο DNA και η ειδικά σχεδιασμένη μικρή αλληλουχία οδηγεί το ένζυμο Cas9 στο τμήμα του γονιδιώματος στο οποίο οι επιστήμονες επιθυμούν να παρέμβουν. Το Cas9 κάνει το… κόψιμο και ράψιμο που πρέπει προκειμένου να διορθωθεί το όποιο πρόβλημα στο γονιδίωμα του εκάστοτε οργανισμού. Και όλα αυτά με ελάχιστο κόστος και με μεγάλη ταχύτητα – φανταστείτε ότι, σύμφωνα με τους ειδικούς, σήμερα το οποιοδήποτε εργαστήριο μπορεί να έχει στη «φαρέτρα» του το CRISPR-Cas9 με ένα κόστος που δεν ξεπερνά τα 1.000-2.000 ευρώ, ενώ οι ταχύτητες για να εξαχθεί πλήθος πολύτιμων ευρημάτων από ένα πείραμα έχουν χτυπήσει κόκκινο (από χρόνια που θα χρειάζονταν κάποτε οι επιστήμονες παίρνουν στα χέρια τους αποτελέσματα μέσα σε μερικούς μήνες).

Προς ανθεκτικές καλλιέργειες και ζώα

Μπορεί όλα αυτά μέχρι στιγμής να σας φαίνονται πολύ τεχνικά, ωστόσο είναι άκρως σημαντικά και για το πρακτικό μέρος του ζητήματος που υπόσχεται να αλλάξει τις ζωές μας. Ηδη διαφορετικές ομάδες εφαρμόζουν την τεχνική CRISPR για τη δημιουργία πιο ποιοτικών και ανθεκτικών καλλιεργειών, όπως το καλαμπόκι, η σόγια, το ρύζι και το σιτάρι, και ελπίζουν ότι τέτοιου είδους προϊόντα θα υπάρχουν στην αγορά μέσα στα επόμενα πέντε ως 10 χρόνια. Οι νέες καλλιέργειες θα αντέχουν περισσότερο στην ξηρασία και θα έχουν μεγαλύτερες αποδόσεις – χαρακτηριστικά άκρως σημαντικά ειδικώς για τους αγρότες που ήδη βιώνουν τις συνέπειες της κλιματικής αλλαγής αλλά και για τον παγκόσμιο πληθυσμό που αυξάνεται με αλματώδεις ρυθμούς με αποτέλεσμα να απαιτούνται νέοι τρόποι για να τραφούν τα ολοένα και αυξανόμενα πεινασμένα στόματα. Παράλληλα, επιστήμονες βρίσκονται ήδη σε διαδικασία πειραμάτων που αφορούν το «πείραγμα» γονιδίων σε ζώα εκτροφής ώστε να τα προστατεύσουν από ασθένειες. Είναι χαρακτηριστικό το παράδειγμα ενός ιού που προκαλεί το αποκαλούμενο αναπαραγωγικό και αναπνευστικό σύνδρομο στους χοίρους (PRRS). Εξαιτίας αυτού του συνδρόμου οι κτηνοτρόφοι παγκοσμίως έχουν τεράστιες απώλειες σε ζώα αλλά και σε χρήματα. Το 2015, ερευνητές δημιούργησαν, στο πλαίσιο πειράματος, με τη βοήθεια του CRISPR χοίρους που εμφάνιζαν έλλειψη της πρωτεΐνης CD163 την οποία χρησιμοποιεί ο ιός για να μολύνει τα κύτταρα-στόχους στα ζώα. Με τον τρόπο αυτόν τα γουρουνάκια του… CRISPR είχαν πλέον ανοσία στον καταστροφικό ιό.

Η τεχνική CRISPR αποτελεί όμως και τη… βασίλισσα το τελευταίο διάστημα στους τομείς της βιοϊατρικής και της φαρμακολογίας. Επιστήμονες καταφεύγουν σε αυτή για τη δημιουργία μοντέλων ζώων (όπως ποντίκια, αρουραίους, ψάρια-ζέβρα) στο εργαστήριο τα οποία διαθέτουν (ή δεν διαθέτουν) συγκεκριμένα γονίδια, με στόχο τη μελέτη συγκεκριμένων νόσων. Για παράδειγμα, ομάδα από το ΜΙΤ έχει χρησιμοποιήσει το μοριακό «νυστέρι» CRISPR για να δημιουργήσει μέσα σε μόλις μερικές εβδομάδες ποντίκια με καρκίνο του ήπατος – μέχρι πρότινος αυτή η διαδικασία θα διαρκούσε περισσότερο από ένα έτος. Ιδιαίτερο βάρος δίνεται στη χρήση της τεχνικής για την ανάπτυξη καλύτερων, πιο στοχευμένων θεραπειών ενάντια σε πλήθος ασθενειών. Μια προσέγγιση, για παράδειγμα, είναι οι δοκιμές φαρμάκων σε κύτταρα που χάρη στο CRISPR διαθέτουν συγκεκριμένα γονιδιακά χαρακτηριστικά, ώστε να γίνει κατανοητό για ποιον λόγο διαφορετικές θεραπείες είναι αποτελεσματικές σε κάποιες περιπτώσεις ενώ σε άλλες όχι. Τα γονίδια που έρχονται στο φως μέσα από αυτές τις διαδικασίες θα μπορούν να αποτελέσουν υποψήφιους στόχους για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων.

Οι έλληνες «χρήστες» του ψαλιδιού

Ενα λαμπρό πρόσφατο παράδειγμα χρήσης του CRISPR στο πεδίο των θεραπειών φέρει μάλιστα ισχυρή ελληνική υπογραφή. Τον περασμένο Οκτώβριο επιστήμονες στο Ινστιτούτο Wellcome Trust Sanger του Κέιμπριτζ, με επικεφαλής τους βιολόγο-γενετιστή, υποψήφιο διδάκτορα του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ Κωνσταντίνο Τζελέπη, τον ελληνοκύπριο δρα Γιώργο Βασιλείου και τον δρα Κοσούκε Γιούσα, ανέφεραν με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Cell Reports» ότι χρησιμοποίησαν μια εξελιγμένη μορφή της τεχνικής CRISPR προκειμένου να φέρουν στο φως έναν σημαντικό αριθμό γονιδίων που θα μπορούσαν να αποτελέσουν στόχους νέων θεραπειών ενάντια στην οξεία μυελογενή λευχαιμία, έναν άκρως επιθετικό αιματολογικό καρκίνο. Οπως αναφέρει στο «Βήμα» ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης κ. Τζελέπης, «το εργαστήριό μας είναι το πρώτο παγκοσμίως που χρησιμοποίησε αυτό το εργαλείο για να ανακαλύψει την αχίλλειο πτέρνα ενός συγκεκριμένου καρκίνου». Με στόχο να εντοπίσουν νέες οδούς θεραπείας της οξείας μυελογενούς λευχαιμίας οι ερευνητές με τη βοήθεια του CRISPR «σάρωσαν» ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα της συγκεκριμένης μορφής λευχαιμίας αναζητώντας «τρωτά» σημεία τους. Το μοριακό ψαλίδι τούς επέτρεψε να παρέμβουν σε όλα τα γονίδια του γονιδιώματος των λευχαιμικών κυττάρων και να «κόψουν και να ράψουν» επάνω τους. Ετσι εντόπισαν περίπου 500 γονίδια που είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων περισσότερων από 200 τα οποία θα μπορούσαν να αποτελέσουν φαρμακευτικούς στόχους. Παρότι λίγα μόνο από αυτά τα γονίδια, όπως τα DOT1L, BCL2 και MEN1, αποτελούν ήδη γνωστούς θεραπευτικούς στόχους, τα περισσότερα από όσα «αλιεύθηκαν» μέσω της μελέτης ήταν άγνωστα ως σήμερα και ανοίγουν τον δρόμο ανάπτυξης νέων αποτελεσματικών θεραπειών.

Η ερευνητική ομάδα επέλεξε ένα εξ αυτών των γονιδίων, το KAT2A, για περαιτέρω μελέτη. Αποσιωπώντας το συγκεκριμένο γονίδιο μέσω γενετικών και φαρμακευτικών τεχνικών οι επιστήμονες έδειξαν ότι μειώθηκαν η ανάπτυξη και η επιβίωση των λευχαιμικών κυττάρων, χωρίς όμως να πληγούν τα υγιή κύτταρα του αίματος. Περαιτέρω επιβεβαίωση των ευρημάτων έγινε μέσω αποσιώπησης του ΚΑΤ2Α σε διαγονιδιακά ποντίκια με οξεία μυελογενή λευχαιμία. Οπως φάνηκε, τα ζώα στα οποία έγινε η γονιδιακή παρέμβαση έζησαν περισσότερο. «Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται πλέον και από άλλα εργαστήρια για την αναζήτηση θεραπευτικών στόχων για πολλές μορφές λευχαιμίας» σημειώνει ο κ. Τζελέπης.«Είναι επόμενο να θέλουν όλοι να εφαρμόσουν το CRISPR, αφού χαράσσει νέους ερευνητικούς δρόμους, αδιανόητους ως σήμερα. Είναι χαρακτηριστικό ότι μετά τη δημοσίευση ξεκινήσαμε συνεργασίες με τις μεγαλύτερες φαρμακευτικές εταιρείες με στόχο την ανάπτυξη νέων φαρμακευτικών μορίων για την οξεία μυελογενή λευχαιμία. Η προσπάθεια αυτή είναι άκρως σημαντική αν κάποιος αναλογιστεί ότι τα τελευταία περίπου 30 χρόνια δεν έχει αλλάξει τίποτε σε ό,τι αφορά το φαρμακευτικό οπλοστάσιο ενάντια στη συγκεκριμένη νόσο, της οποίας τα μακροπρόθεσμα ποσοστά επιβίωσης δεν ξεπερνούν το 30%». Σύμφωνα με τον έλληνα επιστήμονα τα οφέλη από την εφαρμογή της νέας τεχνικής είναι πολλαπλά: αναμένεται να έλθουν στο φως άγνωστες βιολογικές λειτουργίες της λευχαιμίας με αποτέλεσμα την καλύτερη κατανόησή της, αναμένεται επίσης να εντοπίζονται νέοι στόχοι για μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα των υπαρχόντων φαρμάκων, αλλά και να αποκαλυφθούν οι παράγοντες που οδηγούν σε υποτροπές της νόσου σε αρκετούς ασθενείς.

Οι πιθανές εφαρμογές όμως δεν έχουν τελειωμό. Ομάδες στις ΗΠΑ και στην Ευρώπη έχουν στο πρόγραμμα να χρησιμοποιήσουν την τεχνική CRISPR στο πλαίσιο επεμβάσεων, ώστε να διορθώνουν γενετικά ελαττώματα κατά τη διάρκειά τους, ή ακόμη και για την ενίσχυση της γονιμότητας στις γυναίκες. Ερευνητές προσπαθούν επίσης να βρουν τους γενετικούς τρόπους για την κατάργηση της απόρριψης μοσχευμάτων, με αποτέλεσμα να δοθεί ένα τέλος στις ατελείωτες σημερινές λίστες αναμονής για ένα όργανο. Η CRISPR αναμένεται να καταλάβει όμως και το πεδίο της παραγωγής καυσίμων, οδηγώντας σε πιο «πράσινα» καύσιμα.

Η πρώτη εφαρμογή σε άνθρωπο

Και αν όλα αυτά αναμένεται να τα δούμε στα χρόνια που έρχονται, υπάρχει ήδη μία και μόνο εφαρμογή της CRISPR σε ανθρώπους. Για την ακρίβεια, σε έναν άνθρωπο με καρκίνο του πνεύμονα στην Κίνα. Στα τέλη Οκτωβρίου του 2016, ιατρική ομάδα με επικεφαλής τον ογκολόγο Λου Γιου από το Πανεπιστήμιο Σιτσουάν στην Τσενγκντού ενέχυσε σε ασθενή με μεταστατικό μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα, τα στοιχεία του οποίου δεν έχουν γίνει γνωστά, κύτταρα τα οποία περιείχαν γονίδια «επεξεργασμένα» με το επαναστατικό «ψαλίδι». Η έγχυση έγινε στο πλαίσιο κλινικής δοκιμής στο Νοσοκομείο της Δυτικής Κίνας, επίσης στην Τσενγκντού, στην οποία θα συμμετάσχουν συνολικά 10 ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα. Οι επιστήμονες απομόνωσαν ανοσοκύτταρα από το αίμα του ασθενούς και στη συνέχεια «εξουδετέρωσαν» σε αυτά με χρήση της CRISPR το γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη PD-1. Υπό φυσιολογικές συνθήκες αυτή η πρωτεΐνη βάζει φρένο στην ανοσολογική απόκριση του κυττάρου και ο καρκίνος εκμεταλλεύεται τη συγκεκριμένη διαδικασία για να θεριέψει. Στη συνέχεια τα τροποποιημένα κύτταρα καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο ώστε να πολλαπλασιαστούν και εγχύθηκαν στον οργανισμό του ασθενούς. Ελπίδα των ειδικών είναι ότι χωρίς την PD-1 τα «διορθωμένα» κύτταρα θα επιτεθούν στον καρκίνο και θα τον κατατροπώσουν.

Σύμφωνα με την ομάδα, μέχρι στιγμής ο ασθενής έχει ανεχθεί καλά τη θεραπεία και αναμένεται να λάβει δεύτερη έγχυση των κυττάρων (συνολικά οι ασθενείς αναμένεται να λάβουν από δύο ως τέσσερις εγχύσεις). Ωστόσο δεν έχουν γίνει γνωστές περισσότερες λεπτομέρειες, καθώς οι ειδικοί προτάσσουν το ιατρικό απόρρητο. Η συγκεκριμένη δοκιμή είναι δοκιμή ασφαλείας και οι ασθενείς θα παρακολουθηθούν επί έξι μήνες ώστε να προσδιοριστεί αν η θεραπεία προκαλεί σοβαρές παρενέργειες. Απώτερος στόχος είναι όμως να συνεχιστεί η παρακολούθησή τους για μεγαλύτερο διάστημα, ώστε να φανεί αν έχουν και όφελος από την κυτταρική θεραπεία.

Να σημειώσουμε ότι παρόμοιες δοκιμές αναμένεται να ξεκινήσουν μέσα στο έτος και στις ΗΠΑ σε ασθενείς με διαφορετικές μορφές καρκίνου. Το περασμένο καλοκαίρι επιτροπή των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας των ΗΠΑ έδωσε το πράσινο φως για δοκιμή θεραπείας σε 18 ασθενείς με διαφορετικές μορφές καρκίνου η οποία θα βασίζεται σε χρήση της τεχνικής CRISPR για την ενίσχυση των Τ-κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος των ασθενών ώστε να πολεμούν αποτελεσματικότερα τον καρκίνο. Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια θα εξαγάγουν Τ-κύτταρα από κάθε ασθενή, θα τα «επεξεργαστούν» κατάλληλα με το μοριακό «ψαλίδι» ανάλογα με τις ανάγκες – σε κάποιες περιπτώσεις θα εισαχθεί γονίδιο που κωδικοποιεί πρωτεΐνη σχεδιασμένη να ανιχνεύει τα καρκινικά κύτταρα, σε άλλες θα αφαιρείται μια πρωτεΐνη των Τ-κυττάρων που φυσιολογικά μπλοκάρει αυτή τη διαδικασία -, θα τα πολλαπλασιάσουν στο εργαστήριο και θα τα επανεγχύσουν στους ασθενείς.

Παράλληλα, μέσα στους επόμενους μήνες, ομάδα από το Πανεπιστήμιο Peking στο Πεκίνο ελπίζει να ξεκινήσει τρεις κλινικές δοκιμές με χρήση της CRISPR ενάντια στους καρκίνους της ουροδόχου κύστης, του προστάτη και του νεφρού. Πίσω στις ΗΠΑ η εταιρεία Editas Biotechnologies με έδρα στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης αναμένεται σύντομα να ξεκινήσει κλινική δοκιμή για μια σπάνια μορφή τύφλωσης.

Οι τεχνικές και ηθικές προκλήσεις

Και όλα αυτά φαίνεται να είναι μόνο η αρχή μιας διαφαινόμενης επανάστασης, η οποία όμως για κάποιους επιστήμονες ίσως είναι πολύ πρώιμη. Και αυτό διότι υπάρχουν ακόμη άλυτα τεχνικά (και όχι μόνο) ζητήματα. Η κύρια τεχνική πρόκληση αφορά το πώς θα εξασφαλιστεί ότι η τεχνική θα «επιδιορθώνει» αποκλειστικά τους γενετικούς στόχους που χρειάζεται και δεν θα δείχνει… υπερβάλλοντα ζήλο κόβοντας και ράβοντας και άλλα σημεία του γονιδιώματος. Παράλληλα κανένας δεν μπορεί να ξέρει αν θα είναι αποτελεσματική, αφού σε περιπτώσεις όπως αυτή του καρκίνου δεν είναι απίθανο το ανοσοποιητικό σύστημα να συνεχίσει να επιτίθεται ακόμη και στα «επιδιορθωμένα» κύτταρα. Συγχρόνως είναι άγνωστες αυτή τη στιγμή οι πιθανές παρενέργειες της διαδικασίας στον άνθρωπο.

Και βέβαια, όπως συμβαίνει πάντα με καθετί νέο που παρεμβαίνει στο γονιδίωμα, υπάρχουν και τα ηθικά και κοινωνικά ζητήματα. Είναι χαρακτηριστικό ότι σε δημοσκόπηση του 2016 του μη κερδοσκοπικού αμερικανικού οργανισμού Pew Research Center ο οποίος αποτυπώνει τον «σφυγμό» του κοινού επάνω σε διαφορετικά θέματα, το 68% των ερωτηθέντων απάντησε ότι φοβάται τις τεχνικές επεξεργασίας του ανθρώπινου γονιδιώματος. Την ίδια στιγμή όμως το 90% εξ αυτών δεν γνώριζε καν τι είναι αυτές οι τεχνικές. Ο κύριος φόβος του κοινού – αλλά και κάποιων επιστημόνων – αφορά τη δημιουργία στο μέλλον παιδιών… κατά παραγγελία – παιδιά με λίγα λόγια γενετικώς «κομμένα και ραμμένα» με τη χείρα βοηθείας του CRISPR ώστε να διαθέτουν επιθυμητά χαρακτηριστικά. Την ίδια στιγμή όμως υπάρχουν ανησυχίες ότι το τόσο ισχυρό αυτό μοριακό «ψαλίδι» θα βοηθήσει στο να γίνουν και πολλά άλλα εφιαλτικά επιστημονικά σενάρια πραγματικότητα: δημιουργία νέων, επιθετικών ειδών που θα καταστρέψουν ίσως την ανθρωπότητα, δημιουργία φονικότερων από ποτέ βιολογικών όπλων. Και ο κατάλογος των πιθανών (κακών) εφαρμογών είναι ατελείωτος. Στον αντίποδα όμως, δεν είναι λίγοι εκείνοι που αναφέρουν ότι, όπως συμβαίνει πάντα με την επιστημονική πρόοδο, αυτή δεν μπορεί να ανακοπεί λόγω φόβου. Οπως υποστηρίζουν οι θιασώτες του CRISPR, αν είναι ανήθικο να δημιουργηθούν από επιτήδειους κάπως, κάπου, κάποτε παιδιά κατά παραγγελία ή βιολογικοί παράγοντες που θα εξαφανίσουν το ανθρώπινο είδος, εξίσου ανήθικο ή και ακόμη περισσότερο είναι να στερηθούν εκατομμύρια άνθρωποι νέες θεραπείες που θα σώσουν τη ζωή τους, καλύτερες σοδειές που θα τους θρέψουν, καλύτερες μορφές ενέργειας που θα διασφαλίσουν ένα πιο ευοίωνο μέλλον για τον πλανήτη – και όλα αυτά, λένε, είναι πολύ πιθανότερο να συμβούν από τα σενάρια Φρανκενστάιν.

Σχολιάζοντας συνολικά τη δυναμική της CRISPR o κ. Τζελέπης, ο οποίος «συνεργάζεται» μαζί της σε καθημερινή βάση, τονίζει ότι «μπορεί να αλλάξει τα βιβλία όχι μόνο σε ένα πεδίο της επιστήμης αλλά σε πολλά. Με δεδομένο μάλιστα ότι είναι μια μέθοδος που μπορεί να δώσει πλήθος αποτελεσμάτων σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα – με τις προηγούμενες μεθόδους για να δημιουργήσουμε ένα διαγονιδιακό ζώο με κάποια συγκεκριμένη μετάλλαξη χρειαζόμασταν δύο ως τρία έτη και άλλα τόσα έτη για να εξαχθούν αποτελέσματα από τα πειράματα, ενώ πλέον αυτός ο χρόνος έχει μειωθεί σε λιγότερο από ένα έτος -, εκτιμώ ότι μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα θα έχουμε τεράστιο εύρος νέων, πολύτιμων δεδομένων από πολλά εργαστήρια ανά τον κόσμο. Το θέμα είναι να καταφέρουμε να διαχειριστούμε σωστά όλα αυτά τα ευρήματα». Κατά τον έλληνα ερευνητή είναι βασικό οι επιστήμονες να σεβαστούν τους κανόνες που θα καταστήσουν το CRISPR χρήσιμο για τους πολλούς και όχι για τους λίγους και επιτήδειους. «Μπορούμε με την τεχνική CRISPR να γράψουμε τη νέα βιολογία, να μάθουμε άγνωστες λειτουργίες των κυττάρων. Ας χρησιμοποιήσουμε το λαμπρό μέλλον που ανοίγεται μπροστά μας συνετά για το καλό της επιστήμης αλλά και της ανθρωπότητας». Θα κλείσουμε με αυτό: πρόκειται πράγματι για ένα «καυτό» πεδίο της επιστήμης πολλά υποσχόμενο που θα ήταν κρίμα να μετατραπεί σε «καυτή πατάτα»…

Οι άλλες τεχνικές «επιδιόρθωσης» του γονιδιώματος

Επί μακρόν οι γενετιστές χρησιμοποιούσαν χημικά ή ακτινοβολία προκειμένου να προκαλέσουν μεταλλάξεις στο DNA με στόχο να μελετήσουν την επίδραση αυτών των μεταλλάξεων και κατ’ επέκταση τη λειτουργία των γονιδίων σε διαφορετικούς οργανισμούς. Ωστόσο αυτού του είδους οι διαδικασίες αν και έδωσαν σημαντική ώθηση στις γενετικές μελέτες ήταν άκρως χρονοβόρες και δαπανηρές. Τα τελευταία χρόνια λοιπόν αναζητούνταν διακαώς νέες λύσεις και η αναζήτηση απέδωσε καρπούς. Του CRISPR προηγήθηκαν δύο κύριες τεχνικές: το 2002 εμφανίστηκε η τεχνική ZFN (zinc-finger nucleases, νουκλεάσες δαχτύλων ψευδαργύρου) ενώ η επόμενη γενιά έφερε το όνομα της τεχνικής TALEN (Transcription activator-like effector nucleases). Τα δάχτυλα ψευδαργύρου είναι μεταγραφικοί παράγοντες – ειδικές πρωτεΐνες που συμμετέχουν στην ενεργοποίηση ή την καταστολή της γονιδιακής έκφρασης. Καθένα εξ αυτών αναγνωρίζει τρεις με τέσσερις βάσεις μιας αλληλουχίας και έτσι μέσω του «mix and match» διαφορετικών δαχτύλων οι ερευνητές μπορούν να στοχεύσουν οποιαδήποτε αλληλουχία επιθυμούν. Παρά τη μεγάλη ακρίβειά της στη στόχευση συγκεκριμένων τμημάτων του εκάστοτε γονιδιώματος, η αποτελεσματικότητα της μεθόδου έχει φανεί ότι είναι πολύ χαμηλή. Παράλληλα πρόκειται για μια πολύ ακριβή μέθοδο η οποία επιπροσθέτως δεν μπορεί να «συντεθεί» στο εργαστήριο του κάθε ερευνητή. Ετσι οι επιστήμονες που επιθυμούσαν να την εφαρμόσουν ήταν αναγκασμένοι να καταφεύγουν σε συγκεκριμένες εταιρείες.

Σε ό,τι αφορά την τεχνική TALEN, βασίζεται στη χρήση νουκλεασών που αποτελούνται από 33-35 αμινοξέα η καθεμία. Κάθε τέτοια νουκλεάση στοχεύει ένα μόνο νουκλεοτίδιο. Χρησιμοποιώντας πολλές νουκλεάσες ανάλογα με τις εκάστοτε ανάγκες οι επιστήμονες μπορούν να «κατασκευάζουν» τα δικά τους ΤΑLEN και να στοχεύουν με αυτά σχεδόν οποιαδήποτε αλληλουχία DNA επιθυμούν. Παρότι η τεχνική αυτή έχει φανεί ότι πετυχαίνει «διάνα» τους στόχους – αφού «κόβει και ράβει» νουκλεοτίδιο προς νουκλεοτίδιο – αποδείχθηκε τελικώς ότι τα ποσοστά επιτυχίας της είναι χαμηλά στην πλειονότητα των περιπτώσεων.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, στη μάχη των μεθόδων το CRISPR δείχνει να νικά κατά κράτος: εύκολο ώστε να μπορεί ο καθένας να το έχει στο εργαστήριό του, πολύ φθηνό και πολύ-πολύ γρήγορο, μειώνοντας τον χρόνο ενός πειράματος από χρόνια σε λίγους μόνο μήνες.

Ο πόλεμος της πατέντας

Δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κάποιος ότι γύρω από μια τεχνική όπως η CRISPR, που αυτή τη στιγμή… σαρώνει, έχει στηθεί και ένας χορός που εκτός από ερευνητικός έχει το χρώμα του χρήματος. Και είναι πολλά τα λεφτά, αγαπητοί μου, για την ακρίβεια πάρα πολλά. Για τον λόγο αυτόν και το τελευταίο διάστημα υπάρχουν ερευνητές που αφήνουν συχνά το εργαστήριό τους με τα… γενετικά ψαλίδια και περνούν αρκετό χρόνο στο Αμερικανικό Γραφείο Ευρεσιτεχνιών (US Patent Office) προκειμένου να κατοχυρώσουν πρώτοι τις πατέντες που αφορούν την CRISPR. Ο κύριος πόλεμος έχει μέχρι στιγμής δύο αντιπάλους: τους ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ με επικεφαλής τη βιοχημικό Τζένιφερ Ντούντνα και την ομάδα του Ινστιτούτου Broad του Χάρβαρντ και του ΜΙΤ με επικεφαλής τον δρα Φεν Ζανγκ. Να σημειώσουμε ότι η… πολεμική ιστορία ξεκινά το 2014, όταν ο δρ Ζανγκ ήταν ο πρώτος που κατοχύρωσε πατέντα για χρήση της CRISPR σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Υπήρξε προσφυγή από την ομάδα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, καθώς η δρ Ντούντνα υποστήριξε πως η δική της ομάδα ήταν η πρώτη που έδειξε τον δρόμο για χρήση της τεχνικής σε ανθρώπινα κύτταρα. Ωστόσο πριν από λιγότερο από έναν μήνα οι αρμόδιοι δικαστές αποφάσισαν ότι η πατέντα παραμένει στα χέρια του Ζανγκ. Ο πόλεμος βέβαια δεν έχει τελειώσει, διότι αιτήσεις για διπλώματα ευρεσιτεχνίας οι οποίες δεν έχουν κριθεί ακόμη έχουν υποβληθεί από τις δύο ομάδες και στην Ευρώπη. Ωστόσο στην κούρσα σίγουρα προηγείται αυτή τη στιγμή το Ινστιτούτο Broad, το οποίο κρατά στα χέρια του και νομικώς τη «συνταγή» για όλα τα πειράματα σε ανθρώπινα κύτταρα.

Αυτό βέβαια μεταφράζεται και σε μεγάλες συνέπειες για μια σειρά από εταιρείες βιοτεχνολογίας, οι οποίες αγωνίζονται για το ποια θα μετατρέψει πρώτη την τεχνική σε εμπορεύσιμο προϊόν. Οι εταιρείες που πόνταραν στο λάθος… ερευνητικό άλογο κούρσας μένουν αναπόφευκτα πίσω. Για παράδειγμα, η Caribou Biosciences με έδρα στο Μπέρκλεϊ που διατηρεί τα δικαιώματα των εφευρέσεων της δρος Ντούντνα μάλλον βρίσκεται στα μαύρα πανιά. Αντιθέτως, εταιρείες όπως η GE Healthcare και η Monsanto που πόνταραν στον δρα Ζανγκ προφανέστατα πλέουν σε πελάγη ευτυχίας. Ο μεγάλος νικητής όμως φαίνεται ότι είναι η Editas Medicine με έδρα στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης. Η εταιρεία αυτή που συνιδρύθηκε από τον δρα Ζανγκ κρατά τα αποκλειστικά δικαιώματα χρήσης της εφαρμογής των εφευρέσεων του Ζανγκ για την αντιμετώπιση νόσων – με ό,τι αυτό συνεπάγεται σε δολάρια…

Περιττό να αναφέρουμε πως «Το Βήμα» αναζήτησε όλους τους επιστήμονες-πρωταγωνιστές αυτής της συναρπαστικής «πολεμικής» ιστορίας, της οποίας, ως φαίνεται, έχει γραφτεί μόνο ο πρόλογος. Ολοι αρνήθηκαν να μιλήσουν. Είπαμε, είναι πολλά τα λεφτά, αγαπητοί μου…

Let’s block ads! (Why?)

Πηγή: Tovima


Σχετικά άρθρα


Δημοσίευση από , Βρίσκεται στις κατηγορίες Επιστήμη και Τεχνολογία

Σχολιάστε το άρθρο

*



loading...

Εγγραφείτε στο Ενημερωτικό μας δελτίο

Σχεδιασμός από MOD creative studio