Łamanie kodu

Za kilka lat każdy będzie mógł pogrzebać we własnym genomie, nagrać go na płytę CD albo opublikować w Internecie. Nie oznacza to jednak, że przestaniemy chorować i będziemy płodzić „idealne” dzieci

To najcudowniejsza z map stworzonych dotąd przez ludzkość – powiedział prezydent Stanów Zjednoczonych Bill Clinton, gdy w 2000 roku uczeni wręczyli mu płytę CD z zapisem pierwszego odczytanego ludzkiego genomu. Entuzjazm uczonych i dziennikarzy był tak wielki, że nikt nie mówił wówczas o mniej wzniosłych szczegółach. Choćby o tym, że na owej mapie brakowało jeszcze 12 proc. danych, a z tych, które udało się odczytać, tylko jedna czwarta została zweryfikowana. Ani o tym, że tak naprawdę nie odczytano genomu jednego człowieka, lecz układankę z DNA dziesięciu różnych osób. I choć dla nauki były to przełomowe dane, to ich wpływ na życie zwykłego człowieka okazał się – przynajmniej na razie – niewielki.

Jednak już za kilka lat może się to zmienić. Naukowcy zapowiadają, że każdy z nas będzie mógł odczytać swój genom, płacąc za to tyle, ile dziś kosztuje laptop czy dobry telewizor. Mając zapis wszystkich swoich genów w kieszeni, będziemy mogli dowiedzieć się, czy i na co możemy zachorować i czy mamy wrodzone predyspozycje do muzyki, nauki albo jeżdżenia na nartach. Przynajmniej tak mówi teoria. W praktyce natomiast możemy się spodziewać, że nasze dane genetyczne staną się łakomym kąskiem dla firm ubezpieczeniowych i łowców sensacji.

NIĆ ŻYCIA W KAWAŁKACH

Choć genetyka wydaje się nauką bardzo nowoczesną, jej arsenał technologiczny nadal pozostawia wiele do życzenia. Genom do dziś jest sekwencjonowany za pomocą liczącej ponad 30 lat metody Sangera – najpierw uczeni „szatkują” go na małe kawałki, potem powielają każdy z nich i dopiero wtedy odczytują „litery” kodu, czyli pary zasad DNA. Pierwsze automatyczne sekwencery działały z szybkością około 5 tysięcy „liter” na dobę. Dzisiejsze potrafią w tym czasie odczytać ich milion. Nadal jednak oznacza to, że zsekwencjonowanie całego genomu jednego człowieka trwa kilka miesięcy, a koszt takiej analizy liczony jest w milionach dolarów. Firmy pracujące nad szybszymi, a więc tańszymi metodami zapowiadają, że już wkrótce taka operacja potrwa najwyżej dobę albo nawet kilka godzin.

Kluczem do sukcesu jest odczytanie nici DNA jednym ciągiem, bez rozcinania jej na kawałki. Nie mniej ważna jest dokładność takiego badania, która musi być znacznie wyższa niż dziś. Jeśli maszyna pomyli się choćby przy odczytywaniu nawet jednej „litery” genomu, u zupełnie zdrowego człowieka może zostać wykryta śmiertelna choroba genetyczna. I odwrotnie – ktoś, kto jest nosicielem wadliwych genów, może mieć fałszywe poczucie bezpieczeństwa.

WYSZUKAJ SOBIE CHOROBĘ

Nikt bowiem nie kryje, że główny napęd medycyny genomowej stanowi nasz strach przed przyszłością. Odczytanie własnego genomu da nam możliwość wyszukiwania w nim – zapewne przy pomocy kolejnej odmiany Google’a – mutacji związanych z chorobami. Medycyna zna dziś ok. 6 tys. schorzeń wywoływanych przez zmianę jednego genu, a genetycy twierdzą, że kolejne 17 tys. czeka jeszcze na odkrycie. Całkowita liczba mutacji występujących w naszym genomie, a mających znaczenie dla funkcjonowania organizmu, może sięgać pół miliona! Ponieważ zapis DNA nie zmienia się w ciągu całego życia, jego jednokrotne odczytanie wystarczy, byśmy potem co jakiś czas mogli sprawdzać, czy najnowsze odkrycia lekarzy mogą nas dotyczyć. Oznacza to zupełnie nową erę w medycynie. Większość mutacji nie daje stuprocentowej „gwarancji” zachorowania, lecz tylko zwiększa jego ryzyko. Osoba, u której zostaną wykryte genetyczne predyspozycje np. do choroby wieńcowej, może zawczasu zmienić dietę, zacząć przyjmować profilaktycznie leki i częściej przechodzić badania kontrolne, takie jak EKG czy tomografia naczyń wieńcowych. Przyszli rodzice będą mogli sprawdzić swoje DNA przed poczęciem dziecka, aby upewnić się, że nie przekażą mu wadliwych genów. A jeśli się okaże, że są ich nosicielami, mogą skorzystać z metody in vitro w połączeniu z tzw. diagnostyką prenatalną – wyselekcjonowaniem zarodków, najlepiej wyposażonych genetycznie.

Jednak badanie predyspozycji genetycznych jest kontrowersyjne, zwłaszcza w przypadku dzieci. „Tym, czego się najbardziej obawiamy w przypadku genomiki, jest przecenianie jej znaczenia przez społeczeństwo” – mówi Craig Venter, założyciel prywatnej firmy Celera Genomics, która brała udział w pionierskich badaniach nad odczytaniem ludzkiego genomu. Powstawanie wielu schorzeń – w tym tych najpowszechniejszych, takich jak rak czy choroby psychiczne – to wynik słabo poznanych interakcji między wieloma genami i czynnikami środowiskowymi, takimi jak stres, dieta czy zanieczyszczenia. Nawet w przypadku chorób czysto genetycznych margines błędu jest spory. Wiele firm pracuje nad testem wykrywającym mutacje związane z mukowiscydozą – dziedziczną wadą działania układu oddechowego i pokarmowego, która prowadzi do ciężkich zapaleń płuc i przedwczesnej śmierci – choć wiadomo, że dzisiejsze metody mogą wychwycić najwyżej 75 proc. nosicieli choroby.

STRIPTIZ GENETYCZNY

 

Jednak nawet tak niekompletne dane mogą być łakomym kąskiem dla pracodawców i firm sprzedających polisy na życie. Ci pierwsi wolą unikać zatrudniania osób, które mogą często chorować lub przedwcześnie utracić zdolność do wykonywania zawodu. Firmy zaś najchętniej ubezpieczałyby wyłącznie zdrowych i długowiecznych, pozostałym oferując odpowiednio wyższe składki. Problem nie jest banalny, o czym przekonują pierwsze odnotowane na świecie przypadki dyskryminacji genetycznej. Gdy w Grecji prowadzono pilotażowy program wykrywania nosicieli anemii sierpowatej, okazało się, że osoby ze „złymi” genami – nawet jeśli były całkowicie zdrowe – zostały odrzucone przez społeczność i nie mogły znaleźć partnerów do małżeństwa wśród „nienosicieli”. Towarzystwa ubezpieczeniowe w USA kilkakrotnie odmówiły wystawienia polis na życie ludziom, u których wykryto mutację powodującą chorobę Charcot- Marie-Tooth, choć schorzenie to nie powoduje przedwczesnej śmierci, jedynie zaburza działanie nerwów. Badacze z Harvard University donieśli też o zdrowym nosicielu genu choroby Gauchera (u chorych może prowadzić do uszkodzenia mózgu), którego nie chciała zatrudnić z tego powodu jedna z amerykańskich firm.

W Europie wykorzystanie testów genetycznych w branży ubezpieczeniowej nie jest jednolicie uregulowane. W niektórych krajach – np. w Polsce – przepisów w ogóle brak. Zrzeszenie Niemieckich Towarzystw Ubezpieczeniowych (GDV) zobowiązało się, że do końca 2011 r. nie będzie uzależniać zawarcia umowy ubezpieczeniowej od wyników testów genetycznych ani nie będzie żądać takich testów od klientów. W Norwegii firmy ubezpieczeniowe mogą wykorzystywać wyniki tylko wtedy, gdy klient udostępni je z własnej woli. W Austrii takie praktyki są ustawowo zakazane, a podobne rozwiązania forsuje się również w USA. Takie przepisy są potrzebne, ponieważ tanie i powszechnie dostępne sekwencjonowanie genomu może poważnie zagrozić prywatności, zwłaszcza w przypadku znanych osób. Materiał do analizy da się teoretycznie uzyskać nawet z niewielkich kawałków naskórka, śliny, włosów czy plomby dentystycznej. Nietrudno sobie wyobrazić „genetycznych paparazzi”, którzy będą chcieli poszperać w DNA Britney Spears czy Dody Elektrody.

RYZYKOWNE PRÓBY TERAPII

Największą nadzieją genomiki jest dziś terapia genowa, która – przynajmniej w założeniu – powinna nam pozwolić na naprawienie błędów natury – skorygowanie szkodliwych mutacji i wyeliminowanie ich raz na zawsze. Nie jest to jednak takie proste, jak się wydaje. „Kłopot polega na tym, że jakkolwiek sekwencja ludzkiego genomu jest znana, często nie do końca wiadomo, za co odpowiadają poszczególne fragmenty genów” – wyjaśnia prof. Piotr Dawidowicz, biolog z Uniwersytetu Warszawskiego. Można to porównać do napisu po węgiersku czy fińsku. W zasadzie znamy wszystkie litery, ale nie potrafimy prawidłowo odczytać wyrazów, nie mówiąc już o ich znaczeniu. Bywa i tak, że w obcym języku pojawia się słowo nam znane: „Helsinki” czy „Budapeszt”. Kojarzymy je, ale w całej książce napisanej w owym języku na słowa takie natrafiamy już losowo. Tak samo jest z genomem. Dlatego sukcesy terapii genowej są na razie w najlepszym razie bardzo umiarkowane.

W 1990 r. wyizolowano białe krwinki czteroletniej dziewczynki cierpiącej na ciężki złożony niedobór odporności (SCID). Owe krwinki nie produkowały przeciwciał, które w zdrowym organizmie pełnią rolę ochronną przed patogenami. Do wyizolowanych i namnożonych komórek zostały wprowadzone geny, które umożliwiały produkcję przeciwciał. Następnie zmodyfikowane krwinki wstrzyknięto dziewczynce, dzięki czemu mogła ona prowadzić w miarę normalne życie, choć procedurę trzeba było powtarzać co kilka miesięcy. W biotechnologii szuka się także lekarstwa przeciwdziałającego problemom rozwojowym. Ok. 60 proc. przypadków głębokiego upośledzenia umysłowego wynika właśnie z defektów genowych, np. mutacji chromosomowych. Tak dzieje się w przypadku zespołu Downa – jego przyczyną jest nadliczbowy chromosom 21. Mutacje pojedynczych genów, które prowadzą do defektów metabolicznych i upośledzenia umysłowego, występują mniej więcej raz na 5 tys. urodzeń.

Jednak na terapii genowej położył się cieniem przypadek 17- -letniego Jessie Gelsingera z USA. Chłopiec cierpiący na niedobór transkarbamylazy ornitynowej – nieuleczalną chorobę wątroby – został poddany terapii genowej na University of Pennsylvania. Wykorzystano w niej spreparowanego adenowirusa, który był „strzykawką” zawierającą leczniczy gen. Młody pacjent zmarł po czterech dniach wskutek gwałtownej reakcji układu odpornościowego. Śmierć Gelsingera wstrzymała rozwój tej gałęzi medycyny na długie lata. Pokazała zarazem, że choć umiemy odczytać zapis DNA, to nadal niewiele z niego rozumiemy, a nierozważne w nim grzebanie może wyrządzić więcej szkody niż pożytku.

Anna Kosowska-Czubaj
Jan Stradowski