Článek
Čtete ukázku z newsletteru TechMIX, ve kterém Pavel Kasík a Matouš Lázňovský každou středu přinášejí hned několik komentářů a postřehů ze světa vědy a nových technologií. Pokud vás TechMIX zaujme, přihlaste se k jeho odběru!
Základní otázka studie je jednoduchá: Mohli bychom upravit DNA tak, aby lidé měli od narození menší riziko nemocí, jako je Alzheimer nebo cukrovka?
Odpověď je čistě na papíře, v podobě matematického modelu. Žádný praktický experiment za ním není (naštěstí, chtělo by se říci). Vědci vytvořili model, který říká, že by stačilo upravit jen několik klíčových míst v DNA a mohli bychom výrazně snížit riziko těchto nemocí u budoucích generací.
Základem jsou velká data. Model vychází z rozsáhlých studií, které mapují spojení určitých genetických variant s rizikem nemocí, a z velkých populačních statistik. Jinak řečeno, autoři použili data, jež ukazují, které části DNA ovlivňují riziko nemocí. Pak spočítali, co by se stalo, kdybychom tyto části opravili. Dle vědců by to mohlo mít zásadní praktický efekt v prevenci běžných nemocí, jako jsou Alzheimerova choroba, cukrovka 2. typu, schizofrenie, srdeční onemocnění a deprese.
Dnes mají lidé ve vyspělém světě zhruba 5% šanci, že je v životě postihne Alzheimerova choroba. Díky genetickým úpravám by se pravděpodobnost (alespoň dle modelu) mohla snížit na méně než 0,6 %. U cukrovky by to mohlo být z 10 % na 0,2 %.
Efekt je tak silný, protože se zaměřili na „nejdůležitější“ chyby v DNA, které způsobují problémy. Představit si to můžete třeba tak, že vaše tělo je jako auto. Některé jeho části jsou už z výroby méně odolné či hůře navržené než jiné – u různých typů to může být jednou převodovka, jinde nějaká část motoru apod. Výrazně tak zvyšují riziko poruchy. Když opravíte ty nejproblematičtější součástky, auta budou běžet hladce a riziko velké poruchy se dramaticky sníží.
Většina lidí má genetické varianty, které jsou spojeny s vyšším rizikem nemocí. Pokud by ale bylo možné upravit tyto klíčové varianty tak, aby místo škody přinášely ochranu, efekt je mnohem větší, než by se mohlo zdát.
Navíc některé ochranné varianty jsou dnes vzácné – třeba jeden člověk z milionu má přirozeně skoro nulovou šanci na Alzheimerovu chorobu. Pokud by se tato výhoda rozšířila na celou populaci, počet nemocných by výrazně klesl.
Ve výsledku tedy autoři předkládají lákavou možnost, že většina lidí by těmito nemocemi vůbec nemusela trpět. Stejně jako každý jiný model ani tento ale není zdaleka dokonalý. Skutečnost si hodně zjednodušuje nebo maluje na růžovo.
Na co a jak mířit?
Některé nedostatky či předpoklady zmiňují sami autoři, další pak dobře shrnuje komentář z pera jiné skupiny odborníků, který se objevil ve stejném čísle Nature. Vezměme to popořadě.
Za prvé, model počítá s tím, že metody genetické editace budou schopny upravovat DNA bez chyb. Dnešní technologie, jako je CRISPR, přitom stále nejsou dokonalé a vytvářejí nevyžádané změny v DNA. Byť je pokrok rychlý, perfektní přesnost je zatím jen teoretická. Počet případných změn je také omezen – nástroje dokážou přepsat jen maličký zlomek z celé genetické informace.
Seznam vhodných cílů také rozhodně není dokonalý. Když hledáme genetické příčiny nemocí, výsledky jsou tak trochu „rozmazané“. Model předpokládá, že geny, které se častěji objevují u lidí s danou nemocí, ji rovnou způsobují. Ale to rozhodně nemusí být pravda: Studie často odhalí v podstatě náhodné souvislosti, jež jsou dány například tím, že „souhra“ mezi geny je složitá a může mít různé podoby.
Nejistota kolem toho, jak přesně geny s nemocemi souvisí a jak riziko ovlivňují, je obecně problém přístupu. Kdyby došlo na úpravu genů, je nutné přesně vědět, které jsou „špatné“. Co když ale uděláme úpravy na základě nepřesných dat? Například si myslíme, že určitý gen chrání před nemocí, ale ve skutečnosti dělá něco jiného. Výsledek může být nulový, nebo dokonce škodlivý.
U zvířat šlechtěných na vysokou produkci potravin jsme už viděli, že podobné zásahy mohou vést k horšímu celkovému zdraví. Stejně tak některé dnes vzácné „ochranné“ varianty jsou vzácné proto, že mají „vedlejší účinky“, jež brání přežití nebo reprodukci.
Špatné sčítání a jiná doba
Autoři modelu pro jednoduchost předpokládají, že ochranné efekty různých genů se jednoduše sčítají – což také není pravda. Nabízí se jedna dobrá analogie z medicíny: Vezměte si dva různé léky proti stejnému problému. Jejich efekt se ale nemusí zdvojnásobit, výsledkem může být dokonce zdravotní problém. To samé platí pro geny – úprava dvou „ochranných“ genů nemusí znamenat dvakrát větší ochranu.
Co funguje dnes, také nemusí fungovat zítra. Ochrana, kterou daný gen skýtá, se v různých podmínkách může lišit. Varianty, které teď snižují riziko nějaké nemoci, nemusí být užitečné v budoucnosti, pokud se změní prostředí nebo se objeví nové typy terapie.
Lidé jsou také velmi různí. Někteří už přirozeně mají ochranné geny a hypoteticky nepotřebují tolik úprav. Jiní mají kombinaci genů, která je činí zranitelnějšími. Model předpokládá, že nutná míra úprav by byla ve všech případech podobná, ale to nejspíše nebude odpovídat skutečnosti.
Celá otázka je ještě o to závaznější, že autoři modelu celkem logicky tvrdí, že nejlepší by bylo provádět v případě „vylepšování“ DNA změny trvalé. Šlo by dle nich primárně o úpravy DNA v zárodečných buňkách nebo embryích (tzv. germinální). Tyto změny by se přenášely na všechny buňky organismu a následně i na jeho potomky. Důsledky případných chyb by tedy mohly být opravdu dlouhodobé.
Kdo uslyší varování
V tuto chvíli je celkem jasné, že vylepšování DNA našeho druhu na přání není přímo na pořadu dne. Těžko dokonce odhadovat, zda má pravdu redakce časopisu Nature, která ve svém nedávném úvodníku odhaduje, že by podobné úpravy lidské genomu mohly být realizovatelné za několik desítek let.
Zároveň text obsahuje obavu, která zní mnohem pravděpodobněji: Pokud taková technologie bude k dispozici, tak ji lidé využijí bez ohledu na důsledky a až zpětně se s nimi budeme muset naučit žít. Tak jako se dnes stále sžíváme s důsledky existence sociálních sítí a mobilních telefonů. A jako si velmi pravděpodobně v blízké budoucnosti budeme zvykat na zatím nejasné dopady rychlého rozvoje generativní „umělé inteligence“.
První geneticky upravení lidé ostatně už žijí, byť na to asi velká část z nás zapomněla. Vytvořil je v roce 2018 čínský vědec Che Ťien-kchuej (anglickou transkripcí He Jiankui). Dvěma holčičkám – dvojčatům – „vystřihl“ část DNA v místě, kde došlo k poškození receptoru („brány“ na povrchu buněk), který ke vstupu do buňky používá virus HIV. Díky tomu by děti měly být velmi odolné vůči nákaze tímto patogenem.
Pokud se tedy v dohledné době nějak nezmění naše vnímání skutečných i domnělých rizik rychlého technologického rozvoje, je obtížné předpokládat, že se případné možnosti „vylepšení“ vlastních potomků nikdo nepokusí využít.
Jde přitom o technologii poměrně nákladnou a náročnou, která se musí provádět u každého (budoucího) jednotlivce zvlášť. Linky pro sériovou genetickou úpravu embryí nejsou na pořadu dne. Ovšem diskrétní screening a případná „oprava“ budoucí generace dětí z dostatečně movitých rodin může dávat větší smysl z technologického i obchodního hlediska. Podobně jako dnes probíhá klonování uhynulých domácích mazlíčků. I magnáti si ovšem kvůli zmíněným problémům budou určitě muset ještě nějakou dobu počkat.
V plné verzi newsletteru TechMIX toho najdete ještě mnohem víc. Přihlaste se k odběru a budete ho dostávat každou středu přímo do své e-mailové schránky.
