Egy kínai kutatócsoport a héten bejelentette, hogy első alkalommal alkalmaztak célzott génszerkesztést élő emberi embriókon. Bár ezek az embriók sosem fognak megszületni, a projekt nagyon fontos állomást jelenthet az orvoslás történetében. Több ezer olyan genetikai rendellenesség létezik, amely a DNS egy bizonyos pontjának vagy szakaszának mutációjához köthető. A vérzékenység, a sarlósejtes vérszegénység és a cisztás fibrózis csupa olyan kórkép, amely az emberi genom egy aprócska, jól lokalizálható darabjának hibás működésének eredménye.

Bizonyos esetekben ezek a problémák szigorú diétával vagy különféle hatóanyagok bevitelével kordában tarthatók, más genetikai elváltozások esetében azonban egyelőre nincs ismert mód a tünetek megszűntetésére. A géntechnológia fejlődésével a kilencvenes években egy új lehetséges megoldás kezdett kibontakozni ezen betegek gyógyítására: felmerült annak ötlete, hogy a tünetek helyett a probléma forrását, vagyis magukat a gondot okozó géneket kellene helyrehozni.

Ennek első eszköze a génterápia volt, amelynek során a szakértők ártalmatlanított vírusokba juttatták be a hibás gének jól működő verzióit, majd ezekkel fertőzték meg a betegeket. A vírusok aztán a szervezetbe kerülve tették a dolgukat, vagyis a sejtekbe bejutva saját génjeik szolgálatába állították az emberi fehérjeszintetizáló rendszert, legyártva a beléjük rejtett proteinek helyes változatait. Az is kiderült, hogy amennyiben elegendő sejthez jutnak el a vírusok, a kezelés felnőtt betegek esetén is hatásos lehet. Bár 2000 környékén a kutatás ezen irányában jelentős megtorpanás következett be, amikor egy beteg belehalt a vírusok által kiváltott immunreakciókba, azóta biztonságosabb és hatásosabb vírusokkal álltak elő a szakértők, és a génterápia lassan utat talál a klinikai orvoslásba is.

Az elmúlt években aztán, szintén a technikai fejlődésnek köszönhetően felmerült egy másik opció is a gének helyrehozatalára. A szakértők felismerték, hogy a legjobb megoldást a probléma teljes megszüntetése jelentené, vagyis ha egyszerűen ki lehetne vágni a hibás szakaszt a genomból, és a helyére beültetni az egészséges működést biztosító szekvenciát. Az elgondolás évekig csak papíron létezett, senki sem volt ugyanis bizonyos abban, hogyan lehetne ilyen precizitással, biztonságosan manipulálni a genomot.

A megoldás a CRISPR-cas-rendszer kidolgozásával válhatott valósággá, amely szintén nem teljesen emberi konstrukció, hanem a természetből kölcsönvett mechanizmusokra támaszkodik. A génszerkesztési eljárás alapját egy bakteriális védekezési módszer jelenti. Amikor a baktériumokat DNS-vírusok támadják meg, a sejtbe behatoló kórokozó genomjának jellegzetes szakaszai beépülnek a genomba, őrizve a fertőzés emlékét. Ha a vírus újra támad, a baktérium ezen szakaszok alapján képes hamar felismerni azt, és válaszul aktiválni, majd a vírus genetikai állományához irányítani a cas-nukleáz nevű enzimet, amely képes kettévágni az idegen DNS-t.

A kutatók hamar felismerték, hogy ez a rendszer az emberi genetikai kód módosítására is alkalmas lehet. Az általuk létrehozott génszerkesztő berendezések tartalmazzák egyrészt a DNS elvágására alkalmas cas9 enzimet, ehhez kapcsolva egy vezető RNS-t, amely a genom megváltoztatni kívánt részéhez illeszkedik, kijelölve a vágás helyét, illetve a DNS-szakasz javított verziójának templátját is, amelyet a kimetszés után a DNS javító mechanizmusai mintaként használhatnak a szakasz újraépítésére.

A génszerkesztési eljárás a gyakorlatban is működőképesnek bizonyult az elmúlt évek állatkísérletei alapján, és úgy tűnt, hogy ebben az esetben is igaz, hogy amennyiben a génszerkesztő berendezéseket elegendő sejtbe sikerül bejuttatni, felnőtt egyedekben is megszüntethető a génhiba nyomán fellépő tünetek nagy része. Az persze az első pillanattól világos volt, hogy ha öröklődő genetikai rendellenességről van szó, a teljes gyógyulásra a legjobb megoldás az lehet, ha a hiba még az előtt kijavításra kerül, mielőtt elterjedhetne, vagyis lehetőség szerint magát a megtermékenyített petesejtet kellene helyrehozni, amelyből aztán egy tökéletesen egészséges élőlény fejlődhetne ki.

A CRISPR-cas-rendszer az utóbbi években kétségkívül bizonyította működőképességét, a szakma nagy része azonban egyértelműen azon a véleményen volt, hogy emberi kipróbálásával még várni kell, ugyanis egyszerűen nem telt el elég idő a technológia bevezetése óta, hogy az esetleges mellékhatások mindegyikére fény derülhetett volna. Ezért is okozott nagy meglepetést, amikor a Szun Jat-szen Egyetem kutatói bejelentették, hogy emberi embriókon tesztelték az eljárást. Csüncsü Huang és kollégái először a Nature és a Science oldalain próbálták publikálni a kísérletük eredményeit, azonban etikai okokra hivatkozva mindkét lap visszautasította a tanulmányt, amely így a Protein Cell nevű lapban jelent meg.

A kutatók a hemoglobin egyik alegysége, a β globin nevű fehérje hibás génjét kísérelték meg kijavítani emberi embriókon. A mesterséges megtermékenyítési eljárások során időnként előfordul, hogy egy petesejtet egyszerre két hímivarsejt termékenyít meg. Bár ezek a zigóták rendben fejlődésnek indulnak, gyarapodásuk a rendellenes génkészlet miatt rövidesen leáll, így az embriók egy halom differenciálatlan sejtből tevődnek össze. A kutatók egy része szerint ez kiváló modellszervezetekké teszi őket a génszerkesztési eljárások tesztelésére.

A kínai szakértők 86 ilyen embrión próbálták ki a CIRPS-cas-eljárást, és az embriók közül 71 élte túl annyi ideig, hogy érdemben tanulmányozni lehetett őket. Az eredmények enyhén szólva nem túl biztatóak: a génszerkesztő berendezés mindössze az embriók töredékében volt képes belemetszeni a DNS-be, és még ennél is kevesebb volt azon esetek száma, amikor a β globin hibás génjét sikerült a megfelelő változattal helyettesíteni.

Az eredmények alapján azonban az eljárással a hatékonyság alacsony fokán túl más problémák is akadnak. Egyrészt a génszerkesztés időnként célt téveszt, vagyis rossz helyen vágja el a DNS-t, azaz nemhogy nem javítja ki a genetikai problémát, hanem újabbakat is okoz a meglévő hiba mellé. A másik gond, hogy azokban az embriókban sem javított ki minden sejtet, amelyekben kifogástalanul működött az eljárás: a végeredmény egészséges és beteg genetikai állományú sejtek kusza keveréke, vagyis egy mozaik lett.

A szerzők mindebből azt a konklúziót vonták le, hogy az eljárás a klinikai alkalmazás megkezdése előtt további vizsgálatokra szorul. A kísérlet etikai megkérdőjelezhetőségén túllépve mindez azonban egyáltalán nem jelenti azt, hogy a módszer alapjaiban rossz lenne. Az eredmények közt semmi olyan nincs, amely egyértelműen kizárná a génszerkesztési eljárás jövőbeli alkalmazhatóságának lehetőségét.

A klónozás korai éveit hasonló kudarcok kísérték: a klónozott embriók többsége egyszerűen nem indult fejlődésnek. A hibák nagy részét mára sikerült kijavítani, ennek ellenére azonban továbbra sem klónozunk emberi embriókat. Nem azért mert ezt nem vihetnénk véghez többé-kevésbé biztonságosan, hanem mert úgy döntöttünk, hogy nem tesszük meg. Hogy a génszerkesztés ezen módjának mi lesz a sorsa, azt egyelőre nem tudni, de a jelek szerint közel az idő, amikor ebben a kérdésben is döntéseket kell hozni.