Před sedmi lety se mezi biology strhl poprask. V několika dnes velmi hojně citovaných článcích vyšel popis nového nástroje na úpravu DNA, který mění celý obor – a v blízké budoucnosti dost možná i mnohem víc.
Nese název CRISPR a v podstatě jde o upravenou „zbraň“, kterou se bakterie brání proti útokům virů. Na první pohled nebylo nikomu jasné, jak by takový bakteriální „imunitní systém“ mohl vlastně být k užitku lidem. Ale od roku 2012 už víme, že CRISPR umí něco, co se vědcům dlouho nedařilo: jednoduše a (poměrně) přesně najít určité místo v DNA – třeba v lidských buňkách nebo buňkách rostlin a zvířat – a s pomocí vhodného „spolunástroje“ (známý enzym Cas9) ho například vyříznout, ale třeba také nahradit nebo nějak upravit.
Zní to celé možná poněkud triviálně, ale není. Alespoň ne v případě zvířat a jiných takzvaných vyšších organismů. U bakterií vědci již desetiletí provádějí poměrně zásadní genetické úpravy, ale s pomocí nástrojů, které ve výrazně složitějších buňkách, například savců, prostě nefungují dostatečně přesně a spolehlivě.
Metry v každé buňce
DNA vyšších organismů je totiž impozantní dílo evoluce. Ve většině lidských buněk ji tvoří miliardy jednotlivých „písmen“, takzvaných bází. Plně natažena by naše DNA měla délku několika metrů, obvykle se uvádí dvou až tří, ve skutečnosti je ovšem velmi těsně zabalena do buněčného jádra, které má průměr méně než deset mikrometrů, tedy méně, než je desetina průměru vlasu. „Nit“, ze které je tohle zamotané klubko problémů vytvořené, je přitom téměř neviditelná; samotná molekula DNA je velmi tenká a stěží pozorovatelná i těmi nejlepšími současnými mikroskopy.
Spolehlivé vyhledávání v této gigantické databázi bylo dlouho neřešitelným problémem, který CRISPR dokáže vyřešit. Náhle se otevřela možnost, že bude možné jednoduše vytvořit nástroj, který najde v DNA úsek odpovědný za dědičnou nemoc a odstraní ho nebo nahradí něčím jiným. A člověk, kterému medicína dnes dokáže pomoci jen stěží, bude vyléčen.
Nebo ji možná použijete k hubení komárů, vytvoření rostlin odolnějších proti suchu, hospodářských zvířat odolných proti nemocem – a pokud nemáte skrupule, tak třeba i dětí se (snad) zvýšenou odolností proti nemoci AIDS, tak jak to k překvapení prakticky celého světa udělal v roce 2017 Číňan Che Ťien-kchuej.
„Krásný nový svět“ přitom začal nenápadně. CRISPR byl dlouho předmětem zájmu jen velmi úzké skupiny vědců, doslova několika málo laboratoří na světě. Před tím, než se z metody „stala móda“, se k němu dostal Samuel Sternberg. Jako postgraduální student se dostal do laboratoře na Kalifornské univerzitě v Berkley, kde vznikly klíčové objevy kolem CRISPR (a která je dnes zapletena v mnohamiliardové soudní při o patentová práva na objev).
Samuel Sternberg popisuje, jaké pro něj byly počátky výzkumu CRISPR-Cas9
Sternberg je tak ve 33 letech „vědeckým veteránem“, který se víceméně shodou okolností stal přímým svědkem a spoluautorem jednoho z největších objevů v biologii za poslední desetiletí. Není na světě mnoho povolanějších lidí, kterých bychom se mohli zeptat na krátkou minulost a (zřejmě) dlouhou budoucnost „krispru“.
Podílel jste se na vývoji jedné z velkých vědeckých revolucí posledních desetiletí. Jak to celé začalo?
Zkoumali jsme CRISPR v bakteriích. V roce 2009, když mi bylo dvacet tři, vybíral jsem si, do které laboratoře půjdu dělat doktorát. Udělal jsem si v USA běžné „kolečko“, během kterého jsem strávil několik týdnů v různých laboratořích, abych si vybral co nejlépe. Během pobytu v laboratoři Jennifer (Jennifer Doudna, dnes všeobecně označovaná jako klíčová spoluobjevitelka CRISPR – pozn.red.) jsem pracoval na něčem úplně jiném – na RNA interferenci, což tehdy byl hit, velmi podobně jako je CRISPR vědecký hit dnes.
Když jsem ale nakonec do laboratoře šel – a to byla také náhoda, málem jsem šel jinam –, zjistil jsem, že dva lidé tam pracují na prakticky neznámém tématu, a to byl právě CRISPR. Věděl jsem, že je riskantní věnovat se něčemu tak marginálnímu, ale mělo to své výhody.
Za prvé bylo k tématu tak málo literatury, že se dala přečíst za týden. K jiným tématům existovaly tisíce, ne-li desítky tisíc prací, a já bych si musel velmi pečlivě vybírat, co přesně budu dělat, abych nedělal stejnou práci jako někdo jiný. V případě CRISPRu jsem před sebou měl nezorané pole se spoustou podivných otázek, na které nikdo neznal odpovědi. Nebylo sice jasné, jestli o odpovědi někdo stojí, ale přišlo mi lepší dělat doktorát na novém problému, než se pokoušet najít si místo v jiném, přeplněném oboru.
Jaké to bylo, pracovat na CRISPRu v podstatě od začátku?
Moc rád bych vám teď řekl, že jsem od prvního dne věděl, že to bude důležitý objev. Ale nevěděl. Přišlo mi to zajímavé, zaujala mě otázka, jak se bakterie brání před viry. Byla to maličkost, o které nikdo nevěděl, dokud o ní najednou nevěděl celý svět. Když dnes jedete na konferenci, tak se těšíte, až někdo nebude mluvit o CRISPRu, protože už toho začíná být moc.
Ale tehdy se na mezinárodní sympozia o CRISPRu sjelo celkem nejvýš tak čtyřicet lidí. Bylo tam pár lidí ze Španělska, někdo z Ruska, Holandska, Velké Británie, Litvy a ze Spojených států. Byla to zajímavá doba, kdy jsme se všichni znali, člověk věděl, kdo s kým má spory a nemá se rád, kdo s kým spolupracuje… A pak se v roce 2012 všechno změnilo.
Takže jste měl do značné míry štěstí?
Přesně tak. Jsem vděčný, že moje dosavadní vědecká kariéra byla plná zajímavých událostí a zvratů. Kdybych se rozhodl jinak, byl bych… nevím kde, ale nejspíš bych byl jeden z tisíců lidí, kteří se začali CRISPRu věnovat, až když se z něj stal hit. Měl jsem štěstí, ale člověk musí umět štěstí využít.
Co přesně se stalo?
Moje tehdejší kalifornská laboratoř – já mezi autory nebyl, pracoval jsem na jiném využití CRISPRu – vydala v časopise Science práci, která popisuje způsob, jak pomocí CRISPRu a enzymu Cas9 v laboratoři vyříznout určitý kus DNA. Nepopisuje experiment přímo v buňce, ale jen v kádince. Poslední věta článku říká, že „předpokládáme, že metoda změní možnosti úpravy DNA v živých buňkách“.
Ve stejném roce vydala podobnou práci i litevská skupina, která ji dokonce dopsala dříve. Ale mají ve svém postupu chybu, kvůli které to nikdy nebude fungovat v lidských buňkách. Ti tedy měli stejný nápad ve stejné době, ale asi experimenty neprovedli správně. A pak byla skupina na MIT, která o něco později vydala práci popisující aplikaci procesu v lidských buňkách. Údajně k tomu dospěli nezávisle na práci kalifornské skupiny. Protože o objev se obě instituce soudí, teď se zjišťuje, kdo kdy podal jaký patent, jestli se patenty zakládaly skutečně na laboratorních údajích, nebo ty byly dodány zpětně, a řada dalších věcí. Je to hodně složitý problém a jde v něm nejen o patentová práva, ale také o to, kdo se zapíše do historie, čí verze zvítězí. Uvidíme, co bude o objevu CRISPRu napsáno v učebnicích – a můžeme to porovnat s tím, co si budu pamatovat já. Protože i moje vzpomínky na tehdejší události se rozhodně mohou měnit.
Když „šprti“ závodí
Byl to tehdy ostrý boj o čas?
Já jsem se ho úplně neúčastnil. Dělal jsem vlastní experimenty, které se týkaly jiného aspektu CRISPRu. Samozřejmě trochu lituji, že jsem tehdy všeho nenechal a nesnažil se být třeba první, kdo použil tu metodu na potkanech. Ale soustředil jsem se na to, v čem jsem mohl být podle svého názoru nejrychlejší – a to byl popis toho, jak CRISPR hledá konkrétní místo na DNA a jak tedy snížit pravděpodobnost, že si vybere špatně a dojde k náhradě či vystřižení špatného úseku. Ve vědě si musíte umět vybrat, na čem se vyplatí pracovat, aby vás někdo nepředběhl.
Jak velkou roli to hraje?
Hraje to svou roli. Řeknu vám jeden velmi čerstvý příklad, který se mě osobně dotýká. Před rokem a půl jsem mohl založit vlastní laboratoř na Kolumbijské univerzitě. Náš první projekt byla nová verze CRISPRu, která se znovu inspirovala u bakterie (velmi zjednodušeně řečeno jde o verzi, která má umožnit vložení nového úseku DNA na několik různých, předem vybraných míst v genetické informaci – pozn.red.). Ukázali jsme, jak to funguje v bakteriích, a já jsem od té chvíle, zhruba devět měsíců před zveřejněním výsledků, věděl, že to bude důležitý výsledek. Že se to určitě dostane do jednoho z předních časopisů na světě. Šest měsíců jsme pracovali v „režimu utajení“. O projektu jsme nemluvili s nikým jiným, ani s lidmi z jiných pracovišť na naší univerzitě. V březnu 2019 jsme poslali článek o objevu do časopisu Nature (jeden ze dvou největších vědeckých časopisů na světě – pozn.red.). Chtěl jsem vydání maximálně urychlit, a tak jsem ještě volal editorovi, že vydání spěchá. Článek pak putoval k oponentům (jiným vědcům z oboru, kteří pro časopis hodnotí jeho kvalitu a přínos – pozn.red.). Dva poslali posudky rychle, a to velmi pochvalné – třetímu to ovšem trvalo o dva nebo tři týdny déle. A to už člověk začíná mít paranoidní myšlenky: kdo je ten třetí hodnotitel? Proboha, snad nepracuje na tom samém... Pak posudek přišel a požadavky na změny byly minimální. Udělali jsme, co hodnotitelé chtěli, a poslali text do Nature. Tam ho obratem schválili, editorka mi řekla, že by ho chtěli co nejdříve vydat online. Ale zároveň, že by text chtěli trochu zkrátit a ubrat jeden obrázek.
Na online vydání? Ale tam můžete mít, jak dlouhý text chcete…
To mi povídejte. Každopádně to mi řekla v pátek s tím, že pokud uděláme změny do pondělka, můžeme to dostat do tisku na první červnové vydání. My jsme se o tom v laboratoři bavili, ale to jsme už měsíce pracovali šedesát, sedmdesát, osmdesát hodin týdně a nechtěli jsme to honit přes víkend a nadělat tam chyby. Chtěli jsme, aby to bylo dokonalé. Nakonec nám trvala úprava více než dva týdny – neměli jsme kam spěchat, vždyť text byl přijatý k vydání. Tak jsme slavili, dali si šampaňské…
Genetičtí skokaniTranspozony se někdy označují jako „skákající geny“ a jsou podivné úseky DNA, které dokáží přeskakovat z jedné pozice na DNA do jiné a přitom se kopírovat – což jsou z hlediska genetických úprav samozřejmě velmi zajímavé vlastnosti. Jsou to v podstatě malí paraziti, ale z velké části nemají škodlivé účinky na organismus, ba naopak v některých případech dělají pro nositele velmi důležitou práci. Biologie je prostě plná kuriozit, a evoluce si pomůže vším, co ji přijde pod ruku |
Když jsme konečně poslali upravený text, z časopisu se týden neozvali. Pár dní nato mi známá z konference poslala zprávu, že právě mluvil Fen Čang (anglickou transkripcí Fen Zhang – pozn. red.) z MIT, což je stejný vědec, se kterým se nyní kalifornská skupina hádá o prvenství o objev CRISPRu jako takového. Tak jsem se zeptal, o čem mluvil, a ona napsala: „O využití transpozónů pro CRISPR“ – což byl přesně náš velký objev.
Další kolega mi pak poslal podrobnější poznámky s dovětkem: „Víš dobře, že Fen Čang o ničem nemluví, dokud to nemá přijaté k vydání“. To byl blesk z čistého nebe, vůbec jsem nic netušil. Volal jsem hned po víkendu editorce, abych jí řekl, že text musí co nejrychleji ven. Trvalo jim ovšem ještě týden, než text vyvěsili online (dostupný odsud). Čangův článek v časopise Science vyšel tedy o pár dní dřív. (Objevil se online 6. června, článek Strenbergova týmu pak byl online 12. června – pozn.red.)
Texty jsou v mnoha ohledech velmi podobné, a jak se ukázalo, poslali ho k publikaci dva měsíce po nás. Celý proces kontroly a vydání jim zabral jen dvacet dní. Což je extrémně krátká doba. Dělá se to v případě, že vydání opravdu spěchá. Nedělali určitě ani tolik dodatečných experimentů jako my, protože na ty v případě velkého spěchu není čas.
Není to vlastně dobře?
Jistě, nakonec to bylo v nejlepším zájmu vědy, protože máme dvě práce, které se svými závěry navzájem potvrzují – a to je dobře. Ale člověk do takové práce vkládá spoustu emocí. Uvědomí si pak, jaké to musí být pro jiné, třeba právě pro ty, kdo stáli u objevu CRISPRu. Je to vážně emocionální nápor. Do budoucna budu určitě vyvěšovat první verze prací někde na internetu. (V případě biologických věd se pro to používá server biorxiv.org – pozn.red.)
A to máme ještě alespoň tu útěchu, že naše práce byla opravdu dobře přijata. Náš koncept má zajímavý komerční potenciál. Jednám s investory, a je velmi pravděpodobné, že založíme společnost, která se pokusí o komercializaci.
A byl to první velký projekt ve vaší vlastní laboratoři, že?
Ano. Měl jsem úspěchy i předtím v Kalifornii, ale založení vlastního pracoviště s sebou nese celou řadu obav a strachu. Trpím „syndromem podvodníka“, mám pořád obavy, jestli na to opravdu stačím, jestli opravdu jsem člověk na svém místě. Po téhle publikaci už se cítím lépe.
Když to vědci přeženou...
Možná pomáhá i to, že děláte na tak populárním problému, a to i mimo vědu, ne?
Ano, i já jsem překvapený, jak rychle se CRISPR stal známým pojmem. V roce 2010 ho neznali ani kolegové z oboru, dnes se objevuje ve filmech, v médiích, všude možně.
Ne vždy je to ovšem v pozitivním kontextu. Tím myslím především pokus, který provedl v Číně na lidech Che Ťien-kchuej.
To nepochybně. A nejhorší je, že to byl opravdu pitomý pokus. Je to prostě špatně navržený experiment – a bohužel experimentem jsou přímo ty narozené děti. Není to léčba, je to genetický experiment, velmi podobný tomu, jaký byste dělal na zvířatech, třeba na myších.
Samuel Sternberg vystoupil na konferenci Future Port Prague se svou přednáškou o budoucnosti a nástrahách editace genomu
Ovšem on se pokoušel imitovat mutaci, která se vyskytuje přirozeně. Chtěl napodobit přírodu…
Takhle by se dalo určitě argumentovat u zemědělských plodin. Ministerstvo zemědělství v USA nedávno rozhodlo, že pokud vytvoříte plodinu, kterou by bylo možné vyšlechtit běžnými postupy, tak ani při použití CRISPRu nebo jiné metody editace genů nebudou považovány za geneticky modifikované. V podstatě je tak možné napodobit nějakou vlastnost jedné odrůdy v druhé.
A ano, v principu se o něco podobného pokoušel experiment Che Ťien-kchueje. Jeho základní argument byl, že nedělá nic nového, jen již existující variantu dává do nového kontextu. Chtěl napodobit mutaci, která se vyskytuje u jednoho až dvou procent lidí evropského původu a dává jim imunitu vůči viru HIV. V asijských populacích se tato mutace nevyskytuje. Mohli bychom tedy říci, že pokus je riskantní, protože mutace může mít v kontextu jiných, v Asii běžnějších variant DNA, jiný dopad.
Ten gen ovlivňuje ovšem i další vlastnosti.
Ano, a my nevíme jak. Ale důležité je především, že to prostě udělal špatně. Nevytvořil stejnou mutaci, jaká se vyskytuje v Evropě, byť se o to snažil. Ke změně došlo jinde a vznikla mutace, která se nikdy ani neověřovala na zvířatech. Che Ťien-kchuej tedy de facto experimentoval na lidech, aby zjistil, zda jim tahle nová změna dokáže poskytnout odolnost vůči HIV podobně jako z přírody známá změna v genu CCR5. Udělal něco, co nikdy nikdo neověřoval a nezkoušel.
Vyskytly se i další problémy. U některých embryí se vyskytoval mosaicismus, tedy některé buňky byly změněné a další ne. Všechny informace máme navíc pouze z přednášky, kterou Che Ťien-kchuej přednesl na konferenci v Hong-Kongu. Výsledky nikde nepublikoval, nejsou dostupné. Je prostě smutné, že tohle je první příklad využití CRISPRu u člověka. Takhle si první experiment nikdo nepředstavoval.
Ohrozil tím Che Ťien-kchuej celý obor?
Je to problém. Nemůžeme se tvářit, že se nic nestalo, musíme o tom mluvit. Byla by škoda, kdyby veřejnost dospěla k závěru, že tohle je CRISPR. Že jde o úpravu lidských embryí a ne léčbu nemocí.
Nebojíte se, že CRISPR může skončit s tak špatnou pověstí jako GMO, tedy ty starší a vlastně veřejnosti málo jasné metody genetické modifikace? Ty dokonce ani nikdy nebyly použity v tak neuvěřitelném experimentu, jako byl Che Ťien-kchuejův.
O tom jsem hodně přemýšlel. Když jsem s Jeniffer Doudna (Sternbergerova šéfka laboratoře na Kalifornské univerzitě – pozn.red.) psali v naší knize kapitolu o CRISPRu a GMO, tedy v podstatě o použití v zemědělství, psalo se mi o tom opravdu špatně. Dospěl jsem k názoru, že pokud si nedám čas na to, abych četl články, odborné i novinové, přímo z doby, kdy přišla na trh, tak nemůžu přesně pochopit, proč je tak kontroverzní. Jak to vzniklo, že lidé mají z GMO takový strach. V USA jsem měl kolegu, který předtím pracoval pro firmu Monsanto. Monsanto má samozřejmě špatnou pověst nejen kvůli GMO, ale i kvůli přístupu k distribuci osiva, GMO v tom ovšem hraje zásadní roli. Kolega říkal, že v podstatě nemůže na veřejnosti říkat, kde pracuje, aniž by mu lidé neříkali: „Vy pracujete pro Monsanto? To se s vámi nebudu bavit.“
Takže si kladu otázku: je CRISPR dnes ve stejné situaci jako GMO řekněme v první polovině devadesátých let, kdy budoucnost vypadala růžově? A pokud ano, dá se s tím něco dělat? Ale nemám odpověď, protože jsem dost nepřečetl. Ano, mohl bych číst historické knihy, ale ty jsou hrozivě ovlivněny agendou autorů – a to na obou stranách. Jak na té aktivistické, kde je celá řada dezinformací, ale také té vědecké. Ano, vědcům budu věřit v hodnocení rizik, či přesněji řečeno absenci rizik při konzumaci GMO, ale stejně mají svou agendu. Lepší by bylo projít všechny dobové prameny a zrekonstruovat chronologický sled událostí. Na to jsem ale neměl nikdy čas.
Máte jako odborník přehled o tom, co se děje v Číně? Řekl byste, že se nemůžeme dočkat dalších podobných překvapení?
Mám přehled o tom, co se vydává. Čínští vědci publikují ve stejných časopisech jako my, řadu jich vídám na konferencích. Ale odhalení aféry kolem Che Ťien-kchueje bylo výsledkem zajímavé investigativní práce jednoho novináře z MIT Technology Review (Antonio Regalado – pozn.red.), který si nechal přeložit dokumenty z čínského registru klinických zkoušek. Když byl předtím na návštěvě Číny se skupinou vědců a novinářů, kteří se pokusili získat odpověď přesně na vaši otázku. Takže nyní se nabízí otázka – děje se v Číně tajně ještě něco podobného? Možná ano, možná ne. Nevíme jistě.
Myslíte si, že poprask kolem případu snižuje pravděpodobnost jeho opakování?
To bude zajímavé sledovat. Další si možná dají větší pozor. Ale důležité je, že tu je poptávka. Lidé chtějí geneticky testovat embrya na přítomnost určitých rysů. A určitě se najdou lidé, kteří by chtěli u embrya zajistit přítomnost nějakých výhodných vlastností.
Takže se dá předpokládat, že vývoj se bude zastavovat těžko?
V USA existuje zajímavá paralela s technologií umělého oplodnění, tedy IVF. Většina při něm používaných postupů neprošla nikdy formálními klinickými zkouškami, třeba proces vpravování spermií do vajíčka. CRISPR bude asi přece jen jiný, protože se při něm do těla vpravuje cizí látka, takže to by měl prověřovat zdravotní dozor, ale existuje precedent, kdy se věci prostě daly do pohybu.
Což nás přivádí k dalšímu okruhu – CRISPR se obecně označuje ze ohromně snadnou metodu a jsou případy lidí, kteří ji zkouší doma. Co tomu říkáte?
Já si myslím, že je dobře, když si někdo může levně koupit CRISPR sadu na genetickou úpravu bakterií. Lidé se tak mohou seznámit s mikrobiologií a genetikou, a nedokážu si představit, že by to bylo nějak nebezpečné. (Genetici obecně říkají, že „superorganismy“ prostě jen tak vytvořit nejde, viz například nedávný Rozstřel s biologem Petrem Svobodou u nás na iDNESu – pozn. red.)
U člověka to nebude fungovat. Ono je obecně hodně těžké dostat CRISPR do většího počtu buněk najednou. Když si ho jen tak píchnete do krevního oběhu, tělo ho prostě odmítne a vyplaví. Máme přirozené ochranné mechanismy proti cizí DNA. Doprava na místo určení je jeden z největších vědeckých problémů v této oblasti – a právě to jsme se pokoušeli pomoci vyřešit v oné publikaci, o které jsem mluvil předtím. Takže já si nedokážu představit, že by takhle sobě či někomu jinému někdo ublížil. Viděli jste například to video chlapíka, který si píchne CRISPR do ruky? (Byl to jistý Josiah Zayner, který živě streamoval, jak si do těla střídavě vpravuje CRISPR a whisky. Doufal, že se mu tak podaří potlačit funkci genu, který omezuje růst svalů. Záznam je stále na YouTube. Pokus naštěstí skončil zcela bez následků – pozn. red.)
Ano.
To bylo… to byla fraška. Přitom já ho osobně znám, osobně ho mám docela rád na nějakých setkáních biohackerů, ale tohle mohlo být nebezpečné. Takhle to nemůže fungovat, ale může to v lidech vyvolat falešné naděje, že léčba CRISPRem je takhle jednoduchá. Že si někdo může jen tak doma editovat svou DNA. Tak to rozhodně není. Mimochodem, od té doby i Josiah sám přiznal, že přestřelil. Veřejně napsal i řekl, že toho pokusu lituje.
Vyplatí se studovat, jak to řeší příroda
Očekáváte, že CRISPR spustí revoluci v oblasti personalizované medicíny, tedy výroby léků na míru konkrétního pacienta?
Občas dostávám e-maily od lidí, kteří se ptají, kdy bude k dispozici CRISPR lék na jejich neobvyklou genetickou poruchu. To je dost těžké. Firmy jdou samozřejmě po těch nemocech, kde je vyšší šance, že se jim to vrátí, a které se snáze léčí. Hledají tedy nejobvyklejší z těch vzácných nemocí.
Většina dědičných nemocí je celkem neobvyklá. Firmy tedy zřejmě budou hledat léky na nemoci, které lze léčit prostřednictvím krve. Naopak nemoc, která je pro daného pacienta jedinečná, to je z pohledu medicíny velký oříšek. Přijít s individuální terapií, která dosud nikdy nebyla vyzkoušená na někom jiném, je opravdu složité. Nemyslím, že je to teoreticky vyloučené, ale jak dlouho to bude ještě trvat...
Ale dočkáme se klinických výsledků CRISPRu, ne?
Chtěl bych být optimista a říct, že se s tím roztrhne pytel. Je ale dobré být opatrný. Podívejme se třeba na genovou terapii. Před dvaceti lety zemřel osmnáctiletý Jesse Gelsinger na následky genové terapie. Jsou také pacienti z roku 2000, u kterých se kvůli genové terapii rozvinula leukemie. Myšlenka genové terapie sahá do osmdesátých let, trvalo dvě desetiletí, než se povedlo schválit první genovou terapii – a ta úplně první byla pak stažena z trhu kvůli vysoké ceně.
Takže možná šířím optimismus, ale nechci to přehánět. Nechci dávat lidem falešnou naději, protože pak by to vypadalo jako neúspěch, že za rok nedokážeme CRISPRem vyléčit řekněme srpkovitou anémii. Ostatně tato nemoc je léčitelná pomocí transplantace kostní dřeně. Je samozřejmě lákavější léčit nemoc pomocí pacientových vlastních buněk, které upravíme a vrátíme mu je do těla.
Nemoci, na které se nyní hledá léčba pomocí úpravy genomu, jsou nemoci, na které již existují jiné léky. To dává smysl z finančního hlediska. Z výzkumnického hlediska se teď musíme dostat do fáze, kdy máme zkušenosti s reálnou léčbou a vidíme, jak funguje. Jakmile se dostaví úspěchy – i když u nemocí léčitelných –, povzbudí to rozvoj celého odvětví. Teď je potřeba počkat, až budou první úspěšné terapie, pak se do toho pustí třeba desetkrát více firem než dnes.
Jaké jsou v současné době největší výzvy pro metodu CRISPR?
Největší překážku nyní vidím v tom, jak terapii dostat na místo určení. Je jedna věc vyléčit buňky v Petriho misce. Tam totiž upravený gen můžete vpravit dost agresivně. Můžete buňky třeba nabudit elektrickým výbojem, aby se buněčná stěna stala poréznější, což v těle pacienta dělat nejde.
Jak dostat upravené geny řekněme do svalu? Je to docela velký orgán, nedá se do něj jen tak bodnout. Budeme muset najít nové mechanismy.
Třeba nanoboty, kteří pojedou buňku po buňce?
Nevím, jestli jsou na cestě nanoboti, ale rozhodně nanočástice, které jsou „naprogramovány“ na to, aby vyhledaly jen jeden konkrétní typ buňky. Takže i když je vpravíte do krevního oběhu, dostanou se až na místo určení. Myslím, že uvidíme opravdu zajímavé inovace nejen v oblasti editace genomu, ale i v oblasti doručování této editace do buněk.
K tomu snad povede i náš objev. Našli jsme způsob, jak vložit genetickou informaci, aniž bychom museli „stříhat“ tu původní genetickou informaci. Metoda CRISPR-Cas9 přerušuje původní DNA a vy máte velmi malý vliv na to, jakým způsobem dojde k opravě genomu. Tu opravu neděláte vy, ale buňka. Vy se musíte spolehnout, že to udělá přesně, což někdy nevyjde. My jsme našli způsob, jak změnu provádět pod naší vlastní kontrolou. Můžeme říci, kde editovat, co editovat a jak.
Podle Sternberga podtrhuje objev CRISPRu důležitost základního výzkumu.
Když jste se podílel na objevu CRISPRu, nebylo vaším výzkumným záměrem objevit CRISPR. Pracovali jste na jiné výzkumné otázce. Je to podle vás argument pro podporu základního výzkumu?
Rozhodně. Kdyby se nějaký genetik pídil po tom, jak editovat DNA, tak zřejmě CRISPR neobjeví. O to se lidé snažili dlouho. Hledali něco, co bude mít podobné schopnosti, jaké si prostřednictvím milionů let evoluce vyvinuly enzymy. A náš objev spočíval v tom, že jsme využili nástrojů samotných buněk.
Je to celkem typické. Příroda už má odpověď skoro na všechno. Život prozkoumal nemyslitelné množství různých variant a permutací všeho možného. Je těžké si představit, kolik experimentů se stihne v časovém horizontu, se kterým pracuje evoluce.
Hlava tygra bengálského zezadu
Nedávno jsem třeba viděl fotku toho, jak vypadá hlava tygra zezadu. Bylo to na Twitteru, takže to rozhodně neberte jako autoritativní zdroj. Tygr tam má takové zabarvení připomínající oči. Takže vyvolává dojem, že se dívá i dozadu. Říkal jsem si, kolik náhodných mutací se muselo odehrát, aby se to ujalo. Vypadá to nemožně, vypadá to, že to musel někdo navrhnout. Ale ne, to je zkrátka způsob, jak evoluce funguje. Vyzkouší všechno možné, a to, co se ujalo, tu máme dodnes.
Myslím tedy, že musíme hledat zajímavé detaily v přírodě a najdeme způsob, jak na základě toho vyvinout nové nástroje. Ty budou zřejmě lepší, než co můžeme vymyslet v laboratoři.
Projekt v naší laboratoři je v tomto ohledu naplněním mého snu. Od začátku mě zajímalo, které poznatky z přírody by šlo v praxi využít – a podařilo se. Ale nepřestávám pátrat. Těším se na to, až v přírodě najdeme něco dalšího, čím bychom se mohli inspirovat.
