Bill Gates miesza w genach

Jeszcze kilka lat temu o CRISPR/Cas9 słyszało jedynie wąskie grono biologów. I tylko wąskie grono się nim interesowało. W końcu co ciekawego może być w enzymatycznym mechanizmie obrony bakterii przed wirusami? I jeszcze ta nazwa: Clustered Regularly Interspersed Palindromic Repeats oraz białko CRISPR associated protein 9 – wymyślono je chyba po to, aby odstraszać.

Ale wielki biznes odstraszyć się nie dał, tym bardziej że potencjał CRISPR/Cas9 jest praktycznie niewyobrażalny. Takie rzeczy jak edycja genów żywych organizmów były dotąd możliwe głównie na filmach. Ale inwestorzy – wśród nich Bill Gates – przelali właśnie 120 mln dolarów na konto jednej z firm, które zajmują się rozwijaniem tej technologii. Na tę tajemniczą – i niesprawdzoną, dodajmy – technikę zrzucają się też wielkie fundusze inwestycyjne oraz firmy farmaceutyczne.

Amerykańska Editas założona została zaledwie w listopadzie 2013 roku. Na dobry początek zdążyła zebrać 43 mln dolarów od funduszy inwestycyjnych (tych lubiących ryzyko). I zagwarantować sobie blisko 50 mln dolarów od Juno Therapeutics, firmy specjalizującej się w lekach na raka. Jeżeli Editas uda się wymyślić cokolwiek, co da się przekuć w terapię, dostanie 250 mln dolarów. To właśnie w nią zainwestował Gates.

W tym samym amerykańskim Cambridge mają siedziby dwie kolejne firmy zajmujące się tym samym – czyli magią edycji genów – Intellia i CRISPR Therapeutics (z centralą w Bazylei). One też nie próżnują. Swoje miliony uzyskały od firm farmaceutycznych – Novartis, Celgene i GlaxoSmith Kline. Kalifornijska Caribou Biosiences na razie zdobyła 11 mln dolarów.

Montaż

Mechanizm ten pierwszy raz zaobserwowano w 1987 roku w bakteriach E. coli. Wówczas znaczenie tego systemu umknęło naukowcom. Dopiero kilka lat później sprawdzono, że CRISPR grupuje fragmenty informacji genetycznej wirusów, które w przeszłości zaatakowały daną komórkę. Trzeba było 20 lat od odkrycia, aby specjaliści z Universite Laval w Kanadzie wykorzystali ten mechanizm do modyfikacji bakterii – konkretnie jej odporności na ataki wirusowe.

Było to możliwe, ponieważ CRISPR/Cas9 działa jak maszynka do wycinania elementów DNA. Przykleja się w określonym miejscu do DNA i go przecina. W ten sposób można usunąć wybrany fragment genomu i wstawić w to miejsce inny.

Podobne techniki istniały wcześniej (i miały nie mniej trudne nazwy). Nukleazy z motywem palca cynkowego oraz syntetyczne nukleazy TALEN okazały się jednak bardzo trudne w stosowaniu – a to znaczy drogie. CRISPR/Cas9 jest zaś tanie i proste (a przynajmniej tak się wydaje).

Teoretyczne rozważania stają się mniej istotne, gdy naukowcy przedstawiają, co można za pomocą tej techniki załatwić.

– Wszyscy o to pytają – mówiła w rozmowie z „Forbesem" szefowa Editas Katrine Bosley. – W centrum każdej rozmowy na ten temat jest to, w jaki sposób przełożymy tę fantastyczną, ale młodą technologię na prawdziwe terapie.

Jak przełożyć? Otóż można wyleczyć choroby uznawane dziś za nieuleczalne. Editas twierdzi, że na pierwszy ogień pójdzie tzw. wrodzona ślepota Lebera typu 10 (LCA) powodowana przez wadliwą wersję jednego genu – RPE65. Choroba jest rzadka (występuje u jednej na 80 tys. osób), ale sprawia, że już w wieku 20–40 lat pacjenci pogrążają się w całkowitej ślepocie. Cząsteczka edycyjna zostanie dostarczona (prawdopodobnie dzięki wirusom) do gałki ocznej, gdzie w komórkach usunie wadliwy gen.

Według Bosley usunięcie jednego genu jest łatwiejsze niż wycięcie i wklejenie na to miejsce nowego. Ale prace nad edycją genu trwają w ramach współpracy z Juno Therapeutics. Tym razem chodzi o poprawienie genów kodujących łańcuchy w hemoglobinie. Takie defekty (hemoglobinopatie) mogą być przyczyną niedokrwistości. Uroda techniki CRISPR/Cas9 polega na tym, że nie ma specjalnego znaczenie, jak dokładnie wygląda wadliwy gen i którą odmianę choroby powoduje – i tak zostanie wycięty i zastąpiony poprawną wersją. Jedna terapia działałaby na wielu pacjentów. W podobny sposób naukowcy Editas chcą rozwiązać problem dystrofii mięśniowej Duchenne'a – tu „winny" jest gen DMD kodujący dystrofinę.

Wyścig

Leczenie dystrofii mięśniowej? Wrodzonej ślepoty? Różnych postaci niedokrwistości, a potencjalnie wielu innych genetycznie uwarunkowanych chorób? To jest warte miliardy, a nie miliony. Sumy przekazywane firmom zajmującym się CRISPR/Cas9 mogą robić wrażenie na polskich początkujących biznesmenach, jednak jak na firmy branży biotechnologicznej są skromne. Dlaczego?

Powody są dwa. Pierwszy to prawa patentowe. Jak zwykle w takich przypadkach sukces ma wielu ojców. I kilka matek.

Sprawa wygląda tak: po wspomnianych Kanadyjczykach mechanizmem edycji genów zajęły się Francuzka Emmanuelle Charpentier (szwedzki Uniwersytet w Umea) i Jennifer Doudna (Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley). Wyniki prac nad bakteriami opublikowały w 2012 roku. Wówczas opublikowane badania nad tym mechanizmem można było policzyć na palcach jednej ręki. W 2013 roku było ich ok. 100, a w ubiegłym – prawie 600.

Pierwsze prace Charpentier i Doudnej zobaczył młody naukowiec z Broad Institute (instytutu naukowego MIT i Harvardu) – dr Feng Zhang. Choć był spóźniony, udało mu się w 2013 roku opublikować wyniki eksperymentów na komórkach ssaków. Aby rozpropagować swoje sukcesy – mówią krytyczni wobec jego osiągnięć konkurenci – założył stronę internetową i forum dyskusyjne nad technikami CRISPR/Cas9. Sam siebie wymienia jako jednego z kluczowych twórców tej metody.

Autoreklama poskutkowała, bo gdy Charpentier i Doudna złożyły wniosek patentowy, Amerykanie w kwietniu 2014 roku przyznali go Zhangowi. I zaczęła się awantura – bo obie badaczki czują się skrzywdzone. Zamierzają dochodzić swoich praw – i pieniędzy – przed sądem.

Żeby sprawę jeszcze bardziej zagmatwać, cała trójka współpracuje z firmami zajmującymi się terapiami polegającymi na edycji genów. Feng Zhang jest współzałożycielem Editas – podobnie jak Jennifer Doudna. Ale gdy pojawił się spór patentowy, Doudna opuściła firmę. Ewentualne prawa patentowe przekazała firmie Caribou Biosiences. Ta natomiast odsprzedała je Intellii. Jej współpracowniczka Charpentier z kolei swój udział postanowiła wnieść do firmy CRISPR Therapeutics.

Gdy tylko okaże się, że nowa technika rzeczywiście jest użyteczna w prawdziwej terapii, do firm wkroczą wielkie pieniądze. A wraz z nimi prawnicy, którzy będą latami toczyć spory o prawa własności intelektualnej przypominające te, które możemy obserwować między Apple i Samsungiem.

Potwór

Drugim powodem, dla którego wielkie pieniądze jeszcze nie wkroczyły, jest bezpieczeństwo. CRISPR/Cas9 stosowano dotąd do modyfikowania prostych organizmów – m.in. drożdży. Udaje się to z bakteriami, niektórymi roślinami. Jedna z firm pracuje również nad zwierzętami laboratoryjnymi z wyciszonymi konkretnymi genami przy użyciu tej metody.

Co innego eksperymenty z udziałem ludzi. Tu sprawa wydaje się bardzo śliska. W końcu jak bardzo by czarować nowymi terapiami, mówimy o ludziach modyfikowanych genetycznie.

Od początku tego roku krążyły niepotwierdzone informacje, że prace nad edycją genów ludzkich zarodków trwają w kilku laboratoriach w USA, Chinach i Wielkiej Brytanii. Eksperymenty miała także wykonywać firma OvaScience, która niedawno wsławiła się przeniesieniem mitochondriów w ludzkich komórkach celem odmłodzenia komórek jajowych przyszłej matki (dziecko – Zaim Rajani – urodziło się zdrowe).

W marcu tego roku naukowcy pracujący nad tą metodą, w ich gronie również Jennifer Doudna, wystosowali apel o wprowadzenie moratorium na eksperymenty z wykorzystaniem CRISPR/Cas9 na ludzkich zarodkach. Wezwali, aby nie eksperymentować na plemnikach i komórkach jajowych, zarodkach i ludziach w taki sposób, aby zmiany te mogły zostać przeniesione na kolejne generacje.