Bill Gates na łamach „Foreign Afairs” przekonuje do upowszechnienia technologii inżynierii genetycznej CRISPR, manipulującej genomem ludzkim i zwierzęcym. Ma ona „pomóc” w leczeniu różnych chorób oraz w tworzeniu nowej generacji żywności. Nowa technologia edycji genów wynaleziona kilka lat temu, obecnie testowana na mieszkańcach Chin wywołuje szereg dodatkowych nie zawsze pożądanych mutacji, zmieniając gatunki roślin i zwierząt na świecie.

Co ciekawe, ostatnio rząd amerykański wydał decyzję o dopuszczeniu na rynek modyfikowanej genetycznie żywności przy pomocy technik CRISPR bez poważnych ograniczeń, jakie obowiązują w przypadku GMO.

Gates w artkule zatytułowanym „Gene editing for good” („Edycja genów dla dobra”) chwali osiągnięcia w zakresie medycyny. Pisze, że dzisiaj „więcej ludzi żyje zdrowo i bardziej produktywnie niż kiedykolwiek wcześniej”. Według niego, od początku lat 90. ubiegłego wieku globalna śmiertelność dzieci spadła o połowę. W przypadku gruźlicy, malarii i HIV/AIDS doszło do znacznej redukcji zachorowań, zaś polio prawie całkowicie zostało wyeliminowane. Zmniejszył się także odsetek ludności świata żyjącej w skrajnym ubóstwie, czyli za mniej niż 1,90 USD dziennie. Jest ich w tej chwili około 11 procent.

„Ciągły postęp nie jest jednak nieunikniony i pozostaje wiele niepotrzebnego cierpienia i nierówności” – przekonuje jeden z najbogatszych ludzi na świecie.

Do końca tego roku ma umrzeć pięć milionów dzieci poniżej piątego roku życia, „głównie w krajach ubogich, przede wszystkim z przyczyn, którym można zapobiec” – pisze.

Setki milionów dzieci nadal będzie jednak cierpieć z powodu chorób i niedożywienia, które mogą powodować upośledzenia poznawcze i fizyczne przez całe życie. Według szacunków Banku Światowego, ponad 750 milionów ludzi – głównie z wiejskich gospodarstw rolnych w Afryce Subsaharyjskiej i Azji Południowej – nadal żyje w skrajnym ubóstwie – dodaje, wskazując, że problem w szczególności dotyka dziewczęta i kobiety.

Gates wzywa rządy do kontynuowania finansowania programów pomocy rozwojowej i wielostronnych partnerstw, by „utrzymać postęp” zwłaszcza, że „świat lepiej wykorzystuje dane, które pomagają w alokacji zasobów”.

Filantrop wiąże ogromne nadzieje z wyeliminowaniem najbardziej uporczywych chorób i przyczyn ubóstwa dzięki biotechnologii.

Wielkie nadzieje wiąże z techniką CRISPR ukierunkowaną na edycję genów. Technologie inżynierii genetycznej mają „pomóc” w lepszej diagnostyce i stosowaniu nowych metod leczenia. Przyspieszą także badania, które mogą pomóc w wyeliminowaniu skrajnego ubóstwa, umożliwiając milionom rolników w krajach rozwijających się uprawę roślin i hodowlę zwierząt, które są bardziej produktywne, odżywcze i wytrzymałe.

„Nowe technologie często spotykają się ze sceptycyzmem” – zauważa Gates. Dodaje jednak, że „jeśli świat ma kontynuować niezwykły postęp z ostatnich kilku dekad, ważne jest, aby naukowcy, zgodnie z wytycznymi dotyczącymi bezpieczeństwa i etyki, byli zachęcani do dalszego korzystania z tak obiecujących narzędzi, jak CRISPR”.

Człowiek, który właśnie połączył siły z niemiecką korporacją, kontrolując praktycznie na całym świecie agrobiznes stwierdził, że sporo się nauczył o inżynierii genetycznej od naukowców z Centrum ds. Tropikalnej Genetyki i Zdrowia Zwierząt na Uniwersytecie w Edynburgu. Zaawansowane badania genomu mają pomóc rolnikom w Afryce w hodowli bardziej produktywnych kurczaków i krów. Jak wyjaśnili naukowcy, rasy krów mlecznych, które mogą przetrwać w gorących, tropikalnych środowiskach, produkują znacznie mniej mleka niż krowy Holstein, które są wyjątkowo wydajne w bardziej umiarkowanym klimacie.

Naukowcy ze Szkocji współpracują z uczonymi z Etiopii, Kenii, Nigerii, Tanzanii i USA w zakresie edycji genów tropikalnych ras bydła, aby nadać im te same korzystne cechy genetyczne, które sprawiają, że krowy Holstein są tak produktywne, potencjalnie zwiększając produkcję mleka i udział białka w hodowlach tropikalnych aż o 50 procent.

Gates nie mówi przy tym, że edycja genów prowadzi do pojawienia się – poza zamierzoną zmianą – szereg innych mutacji nie zawsze korzystnych, których skutki poznamy w przyszłości.

Uczeni pracują nad hodowlą specjalnej rasy krów genetycznie modyfikowanych. „Tego rodzaju badania mają zasadnicze znaczenie, ponieważ krowa lub kilka kur, kóz lub owiec może znacząco zmienić życie najbiedniejszych ludzi na świecie, z których trzy czwarte pozyskuje żywność i dochody, uprawiając małe działki” – podkreśla filantrop.  

Podkreśla, że jest to szczególnie ważne dla kobiet, ponieważ to one zajmują się hodowlą inwentarza, mogą sprzedawać jaja lub mleko, by zapłacić za codzienne wydatki i kupić artykuły „pierwszej potrzeby”.

„Hodowla genetycznie modyfikowanych zwierząt i roślin ma przyczynić się do zdrowego wzrostu dzieci i ich sukcesu w szkole” – pisze Gates.

Wyjaśnia on, w jaki sposób – dzięki uprawom modyfikowanych genetycznie roślin – będzie można wyeliminować skrajne ubóstwo.

W latach 60. ub. wieku taką Zieloną Rewolucję przeprowadzała – wraz z rządem USA – w Meksyku i Ameryce Południowej, a potem w Azji i Afryce Fundacja Rockefellerów, doprowadzając do wyjałowienia gleby, drastycznego spadku liczby gatunków np. ryżu i samobójstw rolników uzależnionych od drogich ziaren GMO.

Gates wskazuje, że sześćdziesiąt procent ludzi w Afryce Subsaharyjskiej zarabia na życie dzięki pracy na roli. Biorąc jednak pod uwagę niską produktywność rolnictwa w regionie – plony zbóż podstawowych są pięciokrotnie wyższe w Ameryce Północnej – Afryka pozostaje importerem netto żywności. Z kolei do 2050 r. wg prognoz oenzetowskich agend, liczba mieszkańców tego regionu ma się podwoić, osiągając 2,5 mld osób. Dlatego – tłumaczy miliarder – produkcja żywności będzie musiała się zwiększyć.  

Gates pisze o rzekomych „zmianach klimatycznych” zagrażających egzystencji drobnych rolników w Afryce i południowej Azji, i w związku z tym o konieczności stosowania nowej technologii w celu zwiększenia plonów.

Technologia – zdaniem Gatesa – już zaczyna przyciągać inwestycje publiczne i prywatne. Naukowcy opracowują rośliny o cechach, które zwiększają ich wzrost, zmniejszają zapotrzebowanie na nawozy i pestycydy, zwiększają ich wartość odżywczą i powodują, że są bardziej wytrzymałe podczas suszy i gorących okresów. Już teraz opracowuje się i testuje wiele upraw, które zostały ulepszone poprzez edycję genów, w tym grzyby o dłuższym okresie przydatności do spożycia, ziemniaki i soję.  

„Poprawa wydajności upraw jest fundamentalna dla zakończenia skrajnego ubóstwa” – stwierdza. Dodaje, że od dekady Fundacja Billa i Melindy Gates wspiera badania nad wykorzystaniem edycji genów w rolnictwie. W jednym z pierwszych projektów, które sfinansowali było opracowanie przez uczonych z Oksfordu nowych odmian ryżu, w tym jednej o nazwie C4. Wykorzystując edycję genów i inne narzędzia, naukowcy z Oxfordu byli w stanie zmienić struktury komórkowe w liściach roślin ryżowych, dzięki czemu ryż C4 był o 20 procent skuteczniejszy przeprowadzaniu procesu fotosyntezy.  

„Takie zmiany genomów roślin, a nawet zwierząt, nie są nowe” – dodaje. Ludzie robią to od tysięcy lat poprzez selektywną hodowlę. Naukowcy zaczęli rekombinować cząsteczki DNA we wczesnych latach 70. XX wieku, a dziś inżynieria genetyczna jest szeroko stosowana w rolnictwie i medycynie, m.in. do produkcjo ludzkiej insuliny, hormonów, szczepionek i wielu leków.

Gates przekonuje, że edycja genów „nie wytwarza transgenicznych roślin ani zwierząt”, czyli nie łączy DNA różnych organizmów. W przypadku CRISPR enzymy są wykorzystywane do przecinania, usuwania fragmentów DNA lub do zmiany w inny sposób, która prowadzi do powstania korzystnych lub przydatnych cech. Co najważniejsze, sprawia, że ”‹”‹odkrycie i rozwój innowacji jest znacznie szybszy i bardziej precyzyjny.

Z tą technologią – przyznaje miliarder – świat medycyny wiąże ogromne nadzieje. Niektórzy uważają, że uda się dzięki niej wyeliminować malarię, z powodu której umiera około 450 tys. osób rocznie, w większości są to dzieci poniżej piątego roku życia. Przebyta malaria sprawia, że osoby w wieku dorosłym są upośledzone, z kolei dorośli – są wyłączeni na długo z pracy, a to dużo kosztuje gospodarkę.

W Afryce Subsaharyjskiej, gdzie jest 90 proc. wszystkich przypadków malarii, koszty związane z chorobą stanowią około 1,3 procent PKB, przez to – wg Gatesa – obszar ten nie może wydostać się z ubóstwa.  

Pasożyty wywołujące malarię zaczęły rozwijać oporność na leki, a komary – odporność na środki owadobójcze. W rezultacie walka z chorobą przy pomocy obecnych narzędzi, jest już bardzo utrudniona.

Rozwiązaniem, wg Gatesa, może być na przykład zaawansowany system nadzoru geo-przestrzennego w połączeniu z modelowaniem i symulacją obliczeniową, by dostosować działania przeciwmalaryczne do wyjątkowych warunków lokalnych. Pewną rolę ma do odegrania edycja genów. Na całym świecie jest ponad 3500 znanych gatunków komarów, ale tylko garstka z nich przenosi malarię między ludźmi. Jedynie samice komarów mogą rozprzestrzeniać malarię, więc naukowcy wykorzystali CRISPR do stworzenia genetycznie zmodyfikowanych komarów, które mają powodować bezpłodność komarzyc lub przyczyniać się do rozwoju głównie męskiego potomstwa. Komary takie zostały wprowadzone do ekosystemu już kilka lat temu (próby terenowe).

Gates zdaje sobie sprawę z niebezpieczeństwa manipulacji przy genach, wskazując ostrożnie w tekście, że rodzi to wiele pytań dotyczących bezpieczeństwa i skuteczności, jednak unika wymieniania tych zagrożeń.

Proponuje, by rządy nie ograniczały tego typu eksperymentów, a ewentualnym nadużyciom zapobiegać poprzez odpowiednie – niezbyt restrykcyjne – regulacje.

Podaje przykład USA, gdzie departament rolnictwa potraktował genetycznie modyfikowane rośliny jak rośliny z naturalnie występującymi mutacjami, a zatem „nie podlegają one specjalnym regulacjom i nie budzą szczególnych obaw związanych z bezpieczeństwem” – twierdzi.

Gates próbuje przekonać prawodawców afrykańskich do „otwarcia się” na hodowle genetycznie modyfikowane. Podaje, że w 2014 r. Światowa Organizacja Zdrowia wydała wytyczne dotyczące testowania genetycznie zmodyfikowanych komarów, w tym ustaliła standardy dotyczące skuteczności, bezpieczeństwa biologicznego, bioetyki i udziału społeczeństwa. W 2016 r. Narodowa Akademia Nauk opracowała wytyczne WHO zawierające zalecenia dotyczące odpowiedzialnego prowadzenia badań nad zwierzętami w badaniach genów. (Fundacja Gatesa współfinansowała tę pracę z National Institutes of Health, Fundacją Narodowego Instytutu Zdrowia i Agencją Zaawansowanych Projektów Badawczych ds. Badań).

W zaleceniach tych podkreślono, że w laboratoriach należy dokonać oceny w zakresie ustalonych kategorii, zanim naukowcy poddadzą zmodyfikowane organizmy „próbom terenowym”, czyli wprowadzą je do uprawy lub hodowli na danym terenie.

Wezwano również uczony do oceny wszelkich zagrożeń ekologicznych i do aktywnego angażowania społeczeństwa, szczególnie w społecznościach i krajach bezpośrednio dotkniętych badaniami. Wszędzie tam, gdzie prowadzone są badania nad edycją genów, powinny one angażować wszystkich kluczowych interesariuszy – naukowców, społeczeństwo obywatelskie, przywódców rządowych i społeczności lokalne – z dowolnego miejsca, w którym prawdopodobnie zostaną wprowadzone.  

Gates postuluje, by „ustandaryzować” kryteria dla wszystkich krajów, a mieli by się tym zając „eksperci” z organizacji międzynarodowych, czyi np. z jego fundacji.

Miliarder wskazuje, że „jeśli chodzi o edytowanie genów w zakresie malarii Fundacja Gatesów połączyła siły z innymi, aby pomóc uniwersytetom i innym instytucjom w regionach dotkniętych tą chorobą w przeprowadzaniu ocen ryzyka i doradzać organom regionalnym w zakresie eksperymentów i przyszłych testów terenowych”.

Metodę edycji genów Gates przedstawia jako ogromną szansę, by „uratować miliony istnień ludzkich i zmobilizować miliony ludzi do wyjścia z biedy. Byłoby tragedią, gdyby nie skorzystać z tej okazji” – konkluduje.

Metoda edycji genów CRISPR – opracowana kilka lat temu –  miała zrewolucjonizować medycynę. Pozwala ona w stosunkowo łatwy i tani sposób wycinać, dodawać czy modyfikować poszczególne geny u roślin i zwierząt, a także u człowieka. Technika CRISPR ma docelowo wyeliminować wady genetyczne i przynieść nowe terapie genowe pozwalające np. leczyć nowotwory.

Naukowcy z Columbia University Medical Centre pod kierunkiem Stephena Tsanga przeprowadzili jednak obszerne badania myszy, która została wcześniej poddana edycji genów metodą CRISPR-Cas9. Zaobserwowali oni niepożądane mutacje w obszarach, które nie były związane z edytowanymi genami.

Te mutacje nie dostrzeżono w poprzednich badaniach, ponieważ skupiono się na obserwacji jedynie obszarów, których edytowane geny miały dotyczyć. Naukowcy do poszukiwań mutacji używają algorytmów komputerowych. Jednak nie wykorzystano pełnego sekwencjonowania genomu, aby znaleźć wszystkie nieprzewidziane mutacje – stwierdził Alexander Bassuk z University of Iowa.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) to system używany przez bakterie do obrony przed wirusami. To taka powtarzająca się sekwencja fragmentów DNA, która pomaga organizmowi bronić się. Dostrzegł ją Yoshizumi Ishino pod koniec lat 80. ubiegłego wieku w genomie bakterii Escherichia coli. Mechanizm ten zawiera informacje o DNA wirusów i w połączeniu z enzymem tnącym DNA – endonukleazą Cas9.

Sama technika polega na rozpoznaniu obcego DNA dzięki mRNA, które przenosi informację genetyczną. Sekwencja CRISPR dzielona jest następnie na krótsze odcinki zawierające fragment DNA wirusa oraz sekwencję CRISPR. Na podstawie tej informacji tworzony jest swoisty zapis wirusa, który jest zapamiętywany przez komórkę i wykorzystywany w walce z nim, W przypadku infekcji, wzorzec atakującego wirusa łączy się z enzymem Cas9 i tnie napastnika na kawałki całkowicie go unieszkodliwiając. Wycięte kawałki są potem dodawane do sekwencji CRISPR, swoistej bazy danych o zagrożeniach.

Metodę tę wykorzystuje się także w przypadku genomu ludzkiego. Jak podkreśla portal dzienniknaukowy.pl, okazuje się, że jej stosowanie może przynieść odwrotny skutek. Można co prawda poradzić sobie z jakimś jednym problemem, ale dodatkowo spowodować wiele innych niezamierzonych skutków ubocznych.

Uczeni z zespołu Tsanga przeprowadzili pełną analizę genomu dwóch mysz, u których wycięto gen odpowiedzialny za ślepnięcie. Odkryli, że technika z powodzeniem poprawiła gen, który powoduje ślepotę u myszy, ale wywołała dodatkowo ponad 1500 mutacji pojedynczego nukleotydu. Źadna z nich nie została wskazana przez powszechnie używany przez naukowców algorytm komputerowy służący do wykrywania ubocznych efektów techniki.

„Naukowcy, którzy nie stosują sekwencjonowania całego genomu mogą przegapić potencjalnie istotne mutacje. Nawet zmianapojedynczego nukleotydu może mieć ogromne znaczenie” – stwierdził Stephen Tsang.

W Chinach właśnie trwają zaawansowane prace z użyciem tej techniki w przypadku genomu ludzkiego.

Źródło: foreignaafirs.com / dzienniknaukowy.pl

AS