Mennesket kan ændre livets genetiske fremtid

Den nye CRISPR-teknologi er nu så langt fremme, at det er muligt at ændre planter, dyr og menneskers arveanlæg, før de overhovedet kommer til verden. Men skal vi gøre det? Og i hvilke tilfælde? Det spørger forskere i hele verden sig selv om i disse år.

For genforskere verden over er der tiden før CRISPR og efter CRISPR – en metode, som siden 2012 har gjort det nemt, billigt og effektivt at redigere i levende organismers gener.

Tag for eksempel professor Cord Herbert Brakebusch fra Biotech Research and Innovation Centre på Københavns Universitet. Ud over at forske i molekylærbiologi er han chef for det servicecenter, der skaber genmodificerede mus, som Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet bruger, når medarbejderne ser nærmere på sygdomme og medicin. Før i tiden kunne det være en besværlig og langvarig proces at skabe mus med netop de egenskaber, som forskerne havde brug for, men med CRISPR-teknologien er det nu muligt at give musene en bestemt genetisk defekt med høj præcision.

”Da jeg først læste om den nye teknologi, troede jeg faktisk ikke på det, fordi det var så simpelt, men det har vist sig at være et fantastisk forskningsredskab, som har revolutioneret vores arbejde,” siger Cord Herbert Brakebusch.

CRISPR-teknologien blev opdaget af videnskabsfolk, der var interesserede i, hvordan bakterier forsvarer sig mod virusangreb. De opdagede et enzym, der som en saks kan klippe i DNA inde i en celle, men indtil 2012 var det både dyrt og svært at få til at lykkes, fordi det var vanskeligt at styre saksen det rigtige sted hen. Det ændrede sig med CRISPR, der opfører sig som en sporhund – og så er det oven i købet muligt at sende et nyt stykke DNA med ind i cellen som erstatning for det, der bliver klippet væk.

”Det er ret vildt at tænke på. Vores genom består af milliarder af basepar, men ved hjælp af CRISPR kan vi helt specifikt gå efter at ændre eller fjerne bestemte dele,” forklarer Jacob Giehm Mikkelsen, som er professor ved Institut for Biomedicin ved Aarhus Universitet.

Hunde og citrusfrugter

At mennesket ændrer ved arvemassen i levende organismer er der ikke noget nyt i. Se blot på, hvordan ulvens efterkommere i løbet af nogle tusinde år både omfatter den lille chihuahua og grand danoisen, som er på størrelse med en lille hest. Eller tænk på næste gang du piller en clementin eller lægger en limebåd i en drink, at alle verdens forskellige citrusfrugter i virkeligheden stammer fra nogle få typer, som mennesket har ændret på.

Det nye er altså ikke, at vi ændrer på naturen, men at vi med CRISPR kan gøre det langt mere målrettet og effektivt – og billigt. De metoder, forskerne brugte før, kunne løbe op i hundredetusind kroner for et enkelt forsøg. I dag ligger prisen på en hundredelap, og der har fået forskere i hele verden til at benytte den nye teknologi.

Også på Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet, hvor man især ser nærmere på, hvordan generne påvirker de enkelte celler. CRISPR har gjort det muligt at ’slukke’ for enkelte eller grupper af gener, så man kan se, hvordan det påvirker cellen, og det kan have stor betydning for blandt andre kræftpatienter.

”Vi ved, at mennesker, der får kemoterapi, reagerer meget forskelligt, og vi undrer os over, om det kan have en genetisk årsag. Er det tilfældet, vil målet være en langt mere individuel behandling,” forklarer Jacob Giehm Mikkelsen.

CRISPR kan også være med til at forbedre behandling af arvelige sygdomme, så de defekte gener i for eksempel et menneske med en blødersygdom kan ændres inde i kroppen og ikke i et laboratorium.

Forskerne kan så i stedet sende CRISPR-saksen med en virus, der er fremstillet til formålet, ind i cellerne.

”Genterapien bygger i princippet på en heftig, men uskadelig, virusinfektion, hvor vi ved hjælp af CRISPR håber på at kunne klippe det syge gen ud af patientens celler og sætte det raske gen på plads,” tilføjer den aarhusianske professor.

Men mulighederne stopper ikke der.

De næste generationer

Det, der for alvor kan gøre CRISPR kontroversielt, er, at teknologien også kan bruges på planter, dyr og mennesker, før de overhovedet kommer til verden. Således overraskede kinesiske forskere sidste år verden, da de kunne offentliggøre, at de som de første havde ændret arvemassen i et befrugtet æg fra et menneske. Var ægget blevet sat op i livmoderen på en kvinde, ville barnet, der blev født, have givet sit ændrede genom videre til sine efterkommere.

Det kan der være fordele ved. Forestil dig en familie med en alvorlig arvelig sygdom som cystisk fibrose, hvor de ramte sjældent bliver meget ældre end 30 år. Med CRISPR-metoden ville man kunne udrydde sygdommen ved at erstatte de defekte gener med raske i befrugtede æg, hver gang to bærere af gendefekten skulle være forældre. Næste generation ville nemlig ikke længere have fejlen, og dermed ville den heller ikke kunne give sygdommen videre.

”Der findes dog alternativer allerede i dag – for eksempel i form af ægsortering, hvor man kan sortere de fostre fra, som vil blive syge,” siger Jacob Giehm Mikkelsen.

Men tag så et andet eksempel.

En anden gruppe kinesiske videnskabsmænd har kigget nærmere på ændringer i genet CCR5, som har vist sig at gøre bærerne modstandsdygtige over for HIV. Det lykkedes kineserne at sætte tilsvarende mutationer ind i CCR5-genet i et befrugtet æg, og var der blevet et barn ud af det, ville det have været umuligt for det at blive smittet med den frygtede sygdom, og det samme ville være tilfældet for dets efterkommere.

’Designerbørn’

I det tilfælde er der altså ikke tale om behandling af syge mennesker, men en slags vaccination. Og det stopper ikke her. Eksempelvis findes der en bestemt genvariant, der mindsker risikoen for åreforkalkninger – skal forældre have lov til at få det gen sat ind det befrugtede æg, som vil udvikle sig til deres barn? Og hvad med diabetes – en sygdom, der koster samfundet milliarder hvert eneste år? Eller hvad med intelligens? Der er stadig langt igen, før forskerne ved, hvordan samspillet mellem tusindvis af gener og miljøet påvirker den måde, vi lærer på, men i teorien vil det være muligt engang at give det ufødte barn et forspring, før det overhovedet kommer til verden. Derfra er der ikke langt til at tænke i øjenfarve, statur og karaktertræk…

Cord Herbert Brakebusch understreger, at forskerne slet ikke er i nærheden af at kunne levere ’designerbørn’, og at teknologien stadig ikke er fejlfri.

”Vi oplever stadig, at en del af vores mus ikke kan bruges. Vi har en flot succesrate, men må altså stadig aflive dem, der ikke passer til formålet – men sådan kan man jo slet ikke tænke, når det gælder et barn,” pointerer han.

Problemet er også, at genernes opgaver er uhyre komplekse. Som oftest har gener flere roller på samme tid, og piller man ved ét, risikerer man, at der opstår ændringer andre steder. Tag for eksempel genet, der beskytter mod HIV. Det øger samtidig risikoen for at blive angrebet af Vest Nil-virus. Som det ser ud i dag, vil det nok være det mindste af to onder, men hvordan vil det være for bærerne af genet om 8 eller 20 generationer?

For Cord Herbert Brakebusch er det vigtigt at tænke langsigtet og på menneskeheden som helhed.

”Der kan ofte dukke andre problemer op, når man ensretter arvemassen. Se på nogle af vores avlsdyr. De giver ganske vist mere kød, men kan kun leve i næsten sterile omgivelser. Som art er en af vores styrker, at vi har stor genetisk variation, men hvis vi bliver mere og mere ens, vil nye, ukendte mikrober potentielt være langt farligere for os,” siger han.

Hans kollega på Aarhus Universitet, Jacob Giehm Mikkelsen, er ikke i tvivl om, at som et redskab inden for genterapi, hvor man hjælper mennesker, uden at deres genændringer gives videre til næste generation, kan og bør CRISPR spille en stor rolle. Når det gælder varige ændringer af flere generationer, er han mere skeptisk.

”Men vi må gøre os klart, at den teknik ikke er noget, der ligger langt ude i fremtiden. I nogle tilfælde vil det være helt validt at se på, om den skal bruges, men det er en glidebane mod forbedring af mennesker – noget, vi måske især vil se i kulturer, hvor der er hård konkurrence mellem de enkelte i samfundet,” spår han.

Fakta: Superafgrøder?

CRISPR har ikke kun gjort det nemmere at ændre på gener i mus og mennesker.

Det er også blevet lettere at give planter nye egenskaber.

Baggrunden er, at vi lever i en verden, hvor befolkningstallet stadig stiger, men hvor klimaforandringerne gør det vanskeligere at dyrke nok mad.

Gennem tusindvis af års forædling har vi skabt afgrøder, som har højt udbytte, men som i mange tilfælde har mistet den robusthed, der beskytter dem mod insekter, svampe og dårligt vejr.

Det er det problem, som den målrettede CRISPR-teknologi kan være med til at ændre – ved at give afgrøderne de robuste gener tilbage.

Forskerne forestiller sig, at det vil være muligt at nedsætte brugen af sprøjtemidler og øge produktionen i områder, der i højere og højere grad udsættes for tørke.

Fakta: Farvel til malariamyggen?

Forskningen i CRISPR har også ført til opdagelsen af det såkaldte gene drive, som er en metode til at få en genforandring til at sprede sig lynhurtigt i en art.

Forskere fokuserer især på malariamyggen, som det i laboratorier er lykkedes at gøre steril – en sterilitet, som meget hurtigt kan brede sig til artsfæller og dermed i teorien udrydde malariamyg fra naturen.

Men skal man gøre det? Kan mennesket tillade sig at udrydde en hel art? Vil malariamikroben i stedet finde et andet værtsdyr, som vil gøre situationen værre? Vil noget andet komme i stedet? Det er spørgsmål, som både videnskabsfolk og etikere spørger sig selv om.