Vědci upravili DNA lidských embryí s dosud nevídanou přesností. Přiblížila se doba dětí vylepšovaných na zakázku?

Osm let po skandálu kolem čínského vědce Che Ťien-kchueje, který oznámil narození geneticky upravených dětí, se do centra pozornosti dostal nový výzkum provedený ve Spojených státech. Tým vedený buněčným biologem Dieterem Eglim z Kolumbijské univerzity zveřejnil předběžnou a doposud nerecenzovanou studii popisující genetické úpravy lidských embryí v nejranější fázi vývoje.

Embrya však nebyla určena k implantaci ani k narození dětí. Přesto práce vyvolala debatu o tom, zda se ve Spojených státech nezačíná prosazovat vstřícnější postoj k využívání genetických úprav embryí, včetně jejich případného „vylepšování“.

Skutečnost, že se podobný výzkum uskutečnil v renomované americké instituci, může představovat důležitý precedens. Někteří odborníci dokonce varují, že se tím otevírá cesta nejen k léčebným zásahům, ale v budoucnu i k genetickému „vylepšování“ lidských vlastností.

Přesnější než CRISPR

Výzkumníci nepoužili klasickou technologii CRISPR-Cas9. Místo toho sáhli po novější metodě známé jako editace bází. Ta do DNA zasahuje mnohem jemněji: provádí pouze drobné úpravy jednoho vlákna DNA a umožňuje změnit konkrétní genetické „písmeno“ bez vytváření rozsáhlých zlomů v genomu.

Vědci upravili dva různé úseky genomu v lidských zygotách, tedy embryích tvořených jedinou buňkou. Zaměřili se na gen PCSK9, který souvisí s regulací hladiny cholesterolu, a také na geny HBG1 a HBG2, jež se podílejí na tvorbě fetální formy hemoglobinu. Autoři zdůrazňují, že tyto geny nevybrali kvůli léčbě konkrétní choroby, ale proto, že jsou dobře prozkoumané a umožňují snadněji hodnotit výsledky experimentu.

Podle Egliho nebylo hlavním cílem vyvinout klinickou terapii, nýbrž získat nové poznatky o fungování lidských embryí a možnostech moderních genetických technologií. Kritici však namítají, že experiment postrádá jasný medicínský přínos, protože neupravoval žádnou škodlivou mutaci.

Léčba, nebo demonstrace technologie?

Právě absence terapeutického cíle patří mezi nejčastější výhrady kritiků. Biomedicínský inženýr Krishanu Saha z Wisconsinské univerzity například upozorňuje, že výzkum na lidských embryích by měl směřovat k léčbě nemocí a přinášet potenciální užitek pacientům. V tomto případě však embrya netrpěla žádnou genetickou vadou, kterou by bylo třeba napravit.

Saha proto odmítá označovat práci za průlom. Podle něj studie neprokazuje celkovou bezpečnost metody ani její připravenost pro klinické použití. Zároveň si jen obtížně představuje situaci, v níž by se podobný postup dal označit za medicínský zákrok.

Na druhé straně Dieter Egli argumentuje, že základní výzkum často předchází praktickým aplikacím. Získávání nových poznatků podle něj představuje legitimní vědecký cíl, který může v budoucnu vést k vývoji metod pomáhajících pacientům.

Současná debata navazuje na události z roku 2018, kdy čínský vědec Che Ťien-kchuej oznámil narození dvojčat, jejichž DNA údajně upravil pomocí technologie CRISPR. Později vyšlo najevo, že se narodilo i třetí geneticky upravené dítě.

Tento krok vyvolal celosvětové pobouření a vědec byl následně odsouzen za porušení lékařských předpisů k tříletému vězení a vysoké pokutě.
Z etického hlediska existuje mezi oběma případy zásadní rozdíl. Zatímco čínská embrya byla implantována do dělohy a došlo k narození dětí, americký experiment skončil v laboratorních podmínkách. Přesto někteří odborníci upozorňují, že oba případy spojuje snaha zasahovat do lidské zárodečné linie.

Paradoxně se po letech ozývají hlasy, podle nichž absence dosud známých závažných zdravotních komplikací u dětí narozených po genetické úpravě naznačuje, že podobné zásahy nemusí být tak riskantní, jak se původně zdálo. A kritici upozorňují, že nová studie může tento dojem ještě dále posilovat.

Slibné výsledky, ale i vážné problémy

Předběžné výsledky ukázaly, že editovaná embrya nevykazovala rozsáhlé chromozomální poruchy ani velké ztráty genetické informace. Vědci zaznamenali pouze omezený počet drobných změn mimo cílové místo zásahu, což naznačuje vyšší přesnost oproti starším metodám.

Současně se však objevily významné komplikace. Embrya pokračovala ve vývoji pouze tehdy, když byla editační soustava dodána ve formě bílkoviny. Pokud výzkumníci použili molekulu RNA, vývoj embryí se zastavil.

Dalším problémem byl tzv. mozaicismus. U většiny embryí nenesly všechny buňky stejnou genetickou úpravu, takže vznikla směs geneticky odlišných buněk. Takový stav je pro případné klinické využití velmi problematický, protože výsledný organismus by nebyl geneticky jednotný. Autoři studie přiznávají, že k odstranění tohoto problému by bylo nutné provést úpravy ještě dříve po oplodnění, přibližně během prvních pěti až dvanácti hodin.

Vývoj editace bází představuje součást širšího trendu zdokonalování genetických nástrojů. Oproti klasickému CRISPRu je metoda považována za přesnější a méně náchylnou k nežádoucím zásahům do jiných částí genomu.

Podle Sahy je však důležité rozlišovat mezi technickou a skutečnou bezpečností. Z pohledu molekulární biologie může být metoda velmi přesná, ale skutečné riziko lze posoudit teprve tehdy, když se narodí dítě a bude dlouhodobě sledováno po mnoho let. Právě otázka celoživotních důsledků zůstává jednou z největších neznámých.

Výzkumy editace bází v lidských embryích navíc neprobíhají pouze v USA. Čínské laboratoře podobné experimenty provádějí již od roku 2017, avšak bez snahy využít upravená embrya k reprodukci.

Kdo hlídá etické hranice?

Vedle technických otázek vyvolala studie i debatu o systému kontroly podobných experimentů. Ve Spojených státech musí výzkum zahrnující lidské subjekty nebo lidský biologický materiál obvykle projít schválením etických komisí. U výzkumu embryonálních kmenových buněk se navíc často vyžaduje další posouzení specializovanými orgány.

Americký Kongres již několik desetiletí zakazuje využívat federální prostředky na výzkum, při němž jsou lidská embrya vytvářena nebo ničena, s několika omezenými výjimkami. Mnohé univerzity proto zavedly vlastní kontrolní mechanismy.

Výzkum navíc nebyl financován z federálních zdrojů. Podle autorů studie jej podpořily mimo jiné pražský Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, New York Stem Cell Foundation, společnost Genomic Prediction a Korejský fond pro regenerativní medicínu.

Podle Dietera Egliho výzkum prošel nezávislým etickým posouzením, zahrnoval informovaný souhlas dárců a byl schválen příslušnými etickými komisemi. Podrobnější informace mají být zveřejněny v konečné verzi studie.

Cesta k „designovým dětem“?

Největší obavy nesouvisí s konkrétními výsledky experimentu, ale s jeho možnými důsledky pro budoucnost. Někteří vědci tvrdí, že americká akademická sféra dosud dodržovala neformální dohodu, podle níž se editace lidských embryí sice technicky zkoumá, ale nepřekračují se určité hranice.

Podle kritiků může nová studie tuto nepsanou hranici oslabit. Pokud bude vědeckou komunitou přijata bez větších výhrad, může povzbudit další laboratoře k podobným experimentům. V krajním případě by se tím mohl urychlit přechod od léčebných aplikací k úpravám zaměřeným na žádoucí vlastnosti budoucích dětí.

Egli ale takové interpretace odmítá a upozorňuje, že samotný experiment odhalil určitou toxicitu použité metody. Podle něj není eticky ospravedlnitelné podstupovat taková rizika v situaci, kdy nejde o řešení konkrétního zdravotního problému.

Nová studie nepřináší důkaz, že genetická editace lidských embryí je připravena pro klinické použití. Ukazuje ale, že technologie se stávají stále přesnějšími a že hranice mezi základním výzkumem a potenciálními reprodukčními aplikacemi se postupně ztenčuje.

Právě proto se debata stále více přesouvá od technických možností k otázce, kde by společnost měla stanovit etické limity. Vědci dnes dokážou do lidského genomu zasahovat s nebývalou přesností. Mnohem složitější však zůstává odpověď na otázku, kdy, proč a za jakých okolností by to vůbec měli dělat.