Termi ”CRISPR” on saanut viime aikoina paljon huomiota tutkijoiden käymän keskustelun tuloksena mahdollisuudesta muokata geneettisesti ihmisen sukusoluja ja sen eettisistä seurauksista. CRISPR ei kuitenkaan ole vain menetelmä, jolla muokataan alkion solujen genomia, kuten julkisessa keskustelussa on saatettu antaa ymmärtää; se on tehokas, tehokas ja luotettava väline minkä tahansa organismin geenien muokkaamiseen, ja se on kerännyt merkittävää huomiota ja käyttöä biologien keskuudessa moniin eri tarkoituksiin. Ihmisen sukusolujen muokkaamisesta käytävän keskustelun lisäksi CRISPR herättää tai herättää henkiin monia muitakin eettisiä kysymyksiä, joista kaikki eivät koske vain ihmisiä vaan myös muita lajeja ja ympäristöä.
… CRISPR herättää tai herättää henkiin monia muitakin eettisiä kysymyksiä, joista kaikki eivät koske vain ihmistä vaan myös muita lajeja ja ympäristöä
CRISPR:t ovat lyhyitä DNA-sekvenssejä, joissa on yksilöllisiä välijaksoja, jotka yhdessä CRISPR-assosioituneiden (Cas-) proteiinien (CRISPR-associated (Cas) proteiinien) kanssa muodostavat monissa bakteereissa ja arkeologisissa eliölajeissa adaptiivisen immuuni- eli immuunipuolustusjärjestelmän, jolla torjutaan maahan tunkeutuvia bakteerihaukkoja 1. Käyttämällä lyhyitä RNA-molekyylejä mallina Cas tekee DNA-molekyyleihin erittäin sekvenssispesifisiä leikkauksia, joita voidaan hyödyntää geenien lisäämiseen tai nukleotidisekvenssin tarkkaan muokkaamiseen leikkauskohdassa. CRISPR:t tunnistettiin ensimmäisen kerran 1980-luvulla, mutta vasta viime vuosina tutkijat ovat ymmärtäneet, että niiden avulla voidaan muokata minkä tahansa organismin genomia mikro-organismeista kasveihin, ihmissoluihin ja – mikä kiistanalaisinta – ihmisalkioihin. CRISPR/Cas-järjestelmä ei ole läpimurtoteknologia siinä mielessä, että se mahdollistaa genomin muokkaamisen; biologit ovat jo jonkin aikaa käyttäneet transkription aktivaattorin kaltaisia efektornukleaaseja (TALEN) ja sinkkisormi-nukleaaseja (ZFN) genomien muokkaamiseen. Nämä tekniikat ovat kuitenkin kalliita, teknisesti haastavia ja aikaa vieviä, sillä ne edellyttävät proteiinien suunnittelua, jotta ne voivat kohdistua tiettyihin DNA-jaksoihin. CRISPR/Cas sen sijaan tunnistaa kohdesekvenssinsä ohjaavien RNA-molekyylien avulla, jotka voidaan syntetisoida halvalla ja helposti. Tavallinen molekyylibiologian laboratorio voi nyt muokata monien organismien geenejä tai kokonaisia genomeja, sillä CRISPR/Cas ei vaadi monimutkaista osaamista tai kalliita laitteita.
Tämä on herättänyt uudelleen eettisen keskustelun ihmisen sukusolujen muokkaamisesta. Huolimatta puheista ”design-vauvoista” CRISPR/Cas tarjoaa uusia mahdollisuuksia tehdä ihmisistä immuuneja monille sairauksille tai korjata ihmisalkion kohtalokkaita geenivirheitä. Tunnetut tutkijat ovatkin vaatineet vapaaehtoista lykkäystä ihmisten sukusolulinjan geenimuuntelulle, kunnes tutkijat ja eetikot ovat yhdessä analysoineet sen seurauksia 2. Keskustelussa on kaksi osapuolta, joiden välillä vallitsee pattitilanne. Toinen ryhmä vaatii, että ihmisen sukusolulinjan muokkauksen tutkimusta olisi edistettävä tieteellisten ja kliinisten hyötyjen saamiseksi, kun taas toinen leiri väittää, että ihmisen sukusolulinjan muokkaus on liian vaarallista tai ylittää loukkaamattoman eettisen rajan 3 .
… on olemassa vaara, että CRISPR:n kohtuuhintaisuus ja tehokkuus voivat ohittaa pitkäaikaiset ja perustellut huolenaiheet, jotka koskevat muuntogeenisten organismien tuottamista ja levittämistä.
Mutta sen sijaan, että pohdittaisiin, käytetäänkö CRISPR:ää ihmisen sukusolujen ja alkioiden muokkaamiseen vai ei, on olemassa välittömämpiä eettisiä huolenaiheita, joita on käsiteltävä. CRISPR:ää käytetään jo nyt hyönteisten, eläinten, kasvien ja mikro-organismien muokkaamiseen ja ihmiselle tarkoitettujen terapeuttisten aineiden tuottamiseen 4. Koska tällaista työtä on tehty jo vuosia – tai jopa vuosikymmeniä – CRISPR-teknologia ei näytä aiheuttavan uusia eettisiä ongelmia näissä yhteyksissä. On kuitenkin olemassa vaara, että CRISPR:n kohtuuhintaisuus ja tehokkuus voivat ohittaa geneettisesti muunnettujen organismien (GMO) tuottamiseen ja levittämiseen liittyvät pitkäaikaiset ja perustellut huolenaiheet. Francisella novicida -bakteerista hiljattain löydetyn uuden tyypin 2 CRISPR-järjestelmän karakterisointi osoittaa, että genomin muokkaustekniikoiden työkalupakki laajenee koko ajan 5 . Tämän vuoksi tarvitaan kiireellisesti tehokkaita maailmanlaajuisia säännöksiä, joilla säännellään GMO:ien testausta ja levittämistä ympäristöön.
Nykymuotoiset kansalliset ja kansainväliset säädökset tarjoavat riittämättömiä ohjeita ja valvontaa näitä sovelluksia varten. Sellaisenaan ne eivät edistä yleisön luottamusta CRISPR-käsiteltyjen organismien tai niiden valvonnasta vastaavien sääntelyviranomaisten turvallisuuteen. Huolena on, että yleisön väärinkäsitys ja epäluottamus muuntogeenisiä organismeja kohtaan haittaavat tieteellistä edistystä ja CRISPR:n päteviä käyttötapoja. CRISPR:n näiden sovellusten sääntelyn ja tutkimusetiikan läpikäyminen – ja oikeanlainen toteuttaminen – voisi myös auttaa luomaan eettiset puitteet ihmisen sukusolujen muokkaukselle.
Yhdysvalloissa geneettisesti muunneltuja eläimiä ja hyönteisiä sääntelevät useat sääntelyvirastot, jotka muodostavat biotekniikan sääntelyn koordinoidun viitekehyksen (Coordinated Framework for the Regulation of Biotechnology), joka luotiin vuonna 1986 helpottaakseen biotekniikan virastojen välistä sääntelyä. Sen soveltamisalaa ja sääntelylähestymistapaa ei ole tarkistettu vuoden 1992 jälkeen, mutta koordinoidun kehyksen yksittäiset virastot – elintarvike- ja lääkevirasto (Food and Drug Administration, FDA), Yhdysvaltain maatalousministeriö (Department of Agriculture, USDA) ja ympäristönsuojeluvirasto (Environmental Protection Agency, EPA) – ovat antaneet omia suuntaviivojaan tietyistä sovelluksista.
Huolena on, että yleinen väärinkäsitys ja epäluottamus muuntogeenisiä organismeja kohtaan haittaavat tieteellistä edistystä ja CRISPR:n päteviä käyttötarkoituksia
FDA:n vuonna 2009 antamissa ohjeissa todetaan, että eläimen geneettinen muuntelu täyttää eläinlääketieteen kriteerit riippumatta eläimen käyttötarkoituksesta, ja sitä säännellään siten FDA:n eläinlääketieteellisen lääketieteen keskuksessa. Geenimuunneltuja eläimiä, joita käytetään ihmisten sairauksien tutkimiseen ja lääkkeiden testaamiseen, sääntelee FDA:n biologisten lääkkeiden arviointi- ja tutkimuskeskus (Center for Biologics Evaluation and Research). Elintarviketurvallisuus- ja soveltavan ravitsemuksen keskus (CFSAP) ja Yhdysvaltain maatalousministeriö (USDA) otetaan mukaan, jos ehdotetun muutoksen vaikutukset vaikuttavat niiden valvomiin prosesseihin tai tuotteisiin – esimerkiksi elintarviketurvallisuuteen tai tuholaistorjuntaan. EPA:lla, sisäasiainministeriöllä ja US Fish and Wildlife Servicellä voi olla tapauskohtaisia tehtäviä.
EU:ssa on keskitetympi sääntelyjärjestelmä, jossa Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto (EFSA) tekee riskinarvioinnit, kun taas lopullisen hyväksynnän geneettisesti muunnetulle eläimelle tai kasville antaa Euroopan komissio (EY). Vastaavasti kuin Yhdysvalloissa, ihmisille tarkoitettuja terapeuttisia sovelluksia sääntelee ja hyväksyy Euroopan lääkevirasto (EMA). Muissa maissa, joissa on intensiivisiä biolääketieteellisiä tutkimusohjelmia, on niin ikään omat sääntely- ja valvontajärjestelmänsä. Kansainvälisesti ei ole olemassa muita yhtenäisiä ohjeita muiden kuin ihmisorganismien muokkaamisesta kuin biologisia ja kemiallisia aseita koskeva yleissopimus, jolla pyritään estämään biologisten aseiden tutkimus ja kehittäminen.
Jotkut CRISPR:n sovellukset eläimissä parantavat biolääketieteen nykyisiä standardikäytäntöjä. Esimerkiksi joissakin tutkimushankkeissa tarvitaan eläinlinjoja, jotka on erityisesti jalostettu tiettyjen mutaatioiden varalta. CRISPR:n käyttäminen näiden linjojen tuottamiseen tuottaa vähemmän geneettistä vaihtelua kuin tavanomaiset jalostustekniikat ja auttaa tutkijoita ottamaan käyttöön mutaatioita, jotka edustavat tarkemmin ihmisen geenivirheitä, joita he tutkivat 7. Vaikka tähän käytäntöön liittyy pysyviä eettisiä kysymyksiä, kuten eläinten hyvinvointi, CRISPR:n käyttö tähän tarkoitukseen ei aseta kyseenalaiseksi koe-eläimiä koskevia nykyisiä säännöksiä.
Muut sovellukset eläimillä aiheuttavat kuitenkin uusia eettisiä ongelmia. Erityisesti CRISPR:ää voitaisiin käyttää korvaamaan kalliit TALENit, ZFN:t ja muut geneettisen muuntelun menetelmät ihmisravinnoksi tarkoitettujen elintarvikkeiden parantamiseksi. CRISPR:n avulla voitaisiin esimerkiksi lisätä eläinten lihasmassaa, tehdä tuotantoeläimistä vähemmän alttiita taudeille, parantaa ravintosisältöä tai luoda sarvettomia nautoja, joita on helpompi käsitellä 4. Tutkimusryhmät ja yksityiset biotekniikkayritykset arvioivat parhaillaan, ovatko tällaiset perimän muokkaukset toteutettavissa ja turvallisia. Toistaiseksi yhtään geneettisesti muunnettua eläintä ei ole koskaan hyväksytty ihmisravinnoksi; geneettisesti muunnetun lohen hyväksyminen ihmisravinnoksi on ollut FDA:n käsiteltävänä jo vuosia. Ei ole kuitenkaan selvää, millaisia kriteerejä FDA – tai mikään muu asianomainen virasto – käyttää arvioidessaan muuntogeenisten eläinten turvallisuutta ihmisravinnoksi. Näiden sääntelyprosessien on oltava avoimempia ja vastuullisempia.
CRISPR:llä on toinen, mahdollisesti paljon vaarallisempi ja kiistanalaisempi sovellus, nimittäin tautien mahdollinen hävittäminen hävittämällä taudinlevittäjiä ja vieraslajeja 8. Tähän liittyy tutkimusta Aedes aegypti -hyttysellä, joka levittää denguekuumetta, ja tietyillä Anopheles-hyttysen alalajeilla, jotka kantavat Plasmodium-loista. Akateemisten keskusten ja yksityisten biotekniikkayritysten tutkijat tutkivat niin sanottuja geeniohjuksia, joilla pyritään estämään taudin leviäminen muokkaamalla naarashyttysiä siten, että ne eivät pystyisi kuljettamaan tautia. Toiset pyrkivät saamaan uroshyttyset steriileiksi estääkseen lisääntymisen tai rajoittaakseen niiden jälkeläisten elinikää. Tällaisilla menetelmillä voitaisiin tehokkaasti tuhota kokonainen laji, ja niillä voisi olla merkittäviä ympäristövaikutuksia.
Geeninohjaus on tehokas väline, joka tekee todennäköisemmäksi, että muokattu ominaisuus siirtyy jälkeläisille sukupuolisen lisääntymisen kautta. Kun geneettisesti muunnettuja organismeja tuodaan ympäristöön ja ne parittelevat luonnonvaraisten organismien kanssa, niiden jälkeläisillä on yleensä 50 prosentin mahdollisuus periä muunnetut geenit (kuva 1). Muutaman muokatun hyttysen tai eläimen käyttöönotolla ei siis todennäköisesti ole suurta vaikutusta. Geeninohjaus kuitenkin kopioi aktiivisesti CRISPR:n yhdessä kromosomissa tekemän mutaation kumppanikromosomiinsa ja varmistaa siten, että kaikki jälkeläiset ja seuraavat sukupolvet perivät muokatun genomin. Sukupolvien kuluessa tämä johtaisi huomattaviin vaikutuksiin: esimerkiksi denguekuumeen tai malarian leviämisnopeuden alenemiseen. Geenijohtimien käyttö aiheuttaa kuitenkin myös paljon suuremman riskin ympäristölle, sillä ne voivat hävittää kokonaisen lajin, poistaa muiden lajien ravinnonlähteen tai edistää haitallisten vieraslajien leviämistä.
Kuvio 1. Geeniajureita voidaan käyttää koko populaation laajuisten ominaisuuksien muuttamiseen
Geeniajureiden käyttö aiheuttaa kuitenkin myös paljon suuremman riskin ympäristölle, sillä ne voivat hävittää kokonaisen lajin…
Tutkijat ovat jo vaatineet tiukkoja bioturvallisuustoimia ja julkista tarkastelua, kun muokattuja eläimiä ja hyönteisiä tuodaan ympäristöön 9. Silti monet kysymykset ovat edelleen vailla vastausta: Voidaanko CRISPR:n off-target-vaikutuksia – ei-toivottuja mutaatioita, jotka johtavat ei-toivottuihin fenotyyppeihin – hallita? Mitkä ovat vaikutukset eläimiin tai ihmisiin, jotka syövät geneettisesti muokattuja hyönteisiä tai eläimiä? Voiko kokonaisen lajin – vaikkakin vieraslaji tai tautia kantava laji, kuten hyttyset tai punkit – hävittäminen järkyttää ekologista tasapainoa? Pystyvätkö muokatut organismit selviytymään luonnollisessa ympäristössä, ja jos pystyvät, kuinka kauan? Näihin kysymyksiin vastaaminen edellyttää paljon enemmän sääntelyvalvontaa kuin mitä tällä hetkellä on olemassa missään päin maailmaa.
Kasvien ja puiden genomien muokkaaminen ei ole uutta, ja keskustelua geneettisesti muunnettujen (GM) kasvien eduista ja haitoista on käyty vuosikymmeniä Yhdysvalloissa ja Euroopassa ja viime aikoina myös maailmanlaajuisesti. Maatalouden kannalta tärkeitä kasveja on muokattu geneettisesti, jotta ne olisivat vähemmän alttiita taudeille ja tuholaisille, tuottavampia ja kestävämpiä muuttuvassa ilmastossa. CRISPR eroaa muista maatalouden geenitekniikan menetelmistä siinä, että se ei enää edellytä vieraan DNA:n lisäämistä kasvien genomiin viruksen, bakteeriplasmidin tai muun vektorijärjestelmän avulla. Useat lausunnonantajat ovatkin vaatineet muutoksia muuntogeenisiä kasveja koskevaan sääntelyyn, koska CRISPR- tai TALEN-käsiteltyjä organismeja ei enää luokiteltaisi sensu strictu siirtogeenisiksi organismeiksi.
Yhdysvalloissa Yhdysvaltain maatalousministeriön (USDA), elintarvike- ja lääkeviraston (FDA) ja ympäristönsuojeluviraston (EPA) alaisuudessa toimivassa koordinoidussa kehyksessä annetaan ohjeita genomin muokkauksen maataloudessa käytettävistä sovelluksista, mutta niiden säädökset kattavat vain ”kasvintuhoojaa” eli eläimiä, bakteereja, sieniä tai loiskasveja, jotka voivat suoraan tai epäsuorasti vahingoittaa viljelykasveja tai niiden osia. Tämä säännös tulee mukaan sääntelyprosessiin, kun tuholaisten DNA:n osia lisätään isäntäorganismiin tai kun käytetään tiettyjä virusvektoreita. Kasvintuhoojia koskevilla säännöksillä säännellään myös viljelykasveille, kasveille ja puille haitallisiin hyönteisiin kohdistuvia muokkauksia, kun taas CRISPR:n sovellukset, joissa ei käytetä kasvintuhoojia tai kasvintuhoojien osia geneettisten muokkausten aikaansaamiseksi, jäävät nykyisten säännösten ulkopuolelle. Koska asetuksissa määritellään DNA:n lisääminen ”luovuttajaorganismista” peräisin olevaksi geneettiseksi materiaaliksi, on myös epäselvää, kattavatko asetukset laboratoriossa syntetisoidut tuholaisten DNA:n kopiot.
Ilman selkeitä turvallisuus- ja testausohjeita sekä yleisön osallistumista ja keskustelua yleisön luottamus muuntogeenisten hyönteisten ja eläinten turvallisuuteen kulkee samaa tietä kuin muuntogeeniset elintarvikkeet
Eläinten ja kasvien terveystarkastuslaitos (Animal and Plant Health Inspection Service, APHIS), joka on Yhdysvaltain maatalousministeriön (U.S.D. Department of the Development, USDA) alainen osasto, arvioi muuntogeenisiä viljelykasveja koskevia tutkimushakemuksia. APHIS on ilmoittanut, että CRISPR/Cas-menetelmällä aikaansaatuja tuotteita, jotka vain poistavat geenin, ei useimmissa tapauksissa säänneltäisi, koska vastaanottajan genomiin ei sisällytetä uutta geneettistä materiaalia. Geenien korvaukset ja lisäykset tarkasteltaisiin tapauskohtaisesti sen määrittämiseksi, katsotaanko lisätty ominaisuus tuholaiseksi. Viime vuosina APHIS on havainnut, että akateemiset keskukset ja biotekniikkayritykset ovat yhä useammin pyytäneet, että niiden tuotteet eivät kuulu nykyisten säädösten soveltamisalaan, joten liittovaltion virastot eivät ole oikeutettuja tarkastelemaan niiden turvallisuutta ja tehokkuutta. Nykyinen suuntaus kohti sääntelyn purkamista edistää CRISPR:n erilaisten sovellusten tutkimusta, mutta näiden muokkausten laajamittainen käyttöönotto ilman valvottavaa valvontaa voi olla haitallista ekosysteemeille, biologiselle monimuotoisuudelle ja ihmisten terveydelle.
Yhdysvalloista poiketen Euroopan unionissa (EU) on paljon tiukempi sääntelyjärjestelmä maataloudessa käytettäville muuntogeenisille viljelykasveille. Se edellyttää EFSA:n tekemää laajaa riskinarviointia, ennen kuin EY päättää myöntää tai epää hyväksynnän EU:ssa tapahtuvalle käytölle. EU:n lainsäädännössä kaikkia muuntogeenisiä viljelykasveja tai eläimiä pidetään nykyisin siirtogeenisinä – olipa kyse sitten vieraan DNA:n lisäämisestä tai suorasta perimän muokkauksesta – ja näin ollen sääntelyn ja riskinarvioinnin alaisina. Parhaillaan käydään kuitenkin keskustelua siitä, että CRISPR- tai TALEN-käsiteltyihin kasveihin, joissa ei ole lainkaan vierasta DNA:ta, ei pitäisi soveltaa samaa sääntelyjärjestelmää ja riskinarviointia kuin siirtogeenisiin. Koska EU on maailman suurimmat maataloustuotteiden markkinat, muut maat odottavat nyt, muuttaako EY transgeenisen määritelmää ja sääntelyä, ennen kuin ne ryhtyvät markkinoimaan muokattuja viljelykasveja.
Yhdysvaltojen koordinoidut puitteet biotekniikan sääntelylle luotiin helpottamaan yhtenäistä lähestymistapaa biotekniikan sääntelyyn, mutta CRISPR:n aikakaudella se ei enää riitä.6 Myöskään EU:n tiukempi sääntelyjärjestelmä ei sovellu käsittelemään kaikkia mahdollisia riskejä – varsinkaan geeninsiirtoon liittyviä riskejä -, sillä se on suunniteltu geenimanipuloituja organismeja varten. Koska CRISPR on lisäksi halpa ja helppokäyttöinen eikä vaadi kehittyneitä laitteita tai asiantuntijoiden tietotaitoa, siitä on tullut maailmanlaajuisesti suosittu tekniikka, joka lopulta edellyttää kansainvälisiä standardeja geneettisesti muokattujen organismien testaamiselle, niiden päästämiselle ympäristöön ja vahingonkorvausvastuun määrittämiselle. Säännöksissä olisi asetettava selkeät vaatimukset muokattujen organismien turvallisuuden ja tehokkuuden testaamiselle tarkoin valvotuissa ympäristöissä tai suljetuissa ympäristöissä, jotka simuloivat niiden luonnollista ympäristöä 8 . Erityisesti geeniajurit olisi hyväksyttävä vain, jos haluttujen muokkausten turvallisuus ja tehokkuus on testattu perusteellisesti. Muokatut organismit olisi vapautettava tyypillisiin ympäristöihin, olipa kyseessä maatila tai luonnonvarainen elinympäristö, vasta sen jälkeen, kun on kuultu yleisöä ja saatu asianmukainen suostumus populaatioilta, joita asia mahdollisesti koskee.
Säännöksissä olisi myös edellytettävä menetelmien kehittämistä muokattujen hyönteisten tai eläinten vaikutusten pysäyttämiseksi, jos ne osoittautuvat haitallisiksi muille organismeille, ympäristölle tai ihmisille. Tällaiset peruutus-, immunisointi- ja tukahduttamisajot neutraloisivat jo julkaistujen geeniajojen vaikutukset tuomalla populaatioon uusia geenejä, joilla torjutaan aiempien sukupolvien ei-toivottuja vaikutuksia 9. Näitä turvallisuusmekanismeja rajoittavat kuitenkin samat seikat, jotka rajoittavat kaikkia geeniajoja. Koska lajin on lisäännyttävä useiden sukupolvien ajan, jotta haluttu ominaisuus voi lisääntyä, alkuperäisen geeniajetun populaation aiheuttamia kielteisiä ympäristövaikutuksia ei voida välittömästi pysäyttää vastageeniajolla. Lisäksi luonnollisia mutaatioita ei voida estää luonnossa, ja ne saattavat poistaa muunnellun ominaisuuden – olipa kyseessä sitten alkuperäinen geenimuunnos tai vastamuunnos – milloin tahansa käyttöönoton jälkeen 9.
Yksi lähestymistapa tämän ongelman ratkaisemiseksi olisivat niin sanotut terminaattorigeenit tai itseään rajoittavat geenit, jotka rajoittavat muokattujen organismien elinikää tai tekevät muokatuista organismeista hauraampia tai helpommin tappavia. Lisäksi muokatut hyönteiset ja eläimet pitäisi myös merkitä, jotta vastuu ja vastuu vahingoista voitaisiin osoittaa. Näin tutkijat voisivat myös paremmin seurata geenimuokkausten kulkua hyönteis- tai eläinpopulaation läpi.
Nämä eivät ole pelkkiä teoreettisia skenaarioita. Yksityinen biotekniikkayritys kehittää Floridassa geenimuunneltuja hyttysiä, joiden tarkoituksena on vähentää denguekuumeen esiintyvyyttä tukahduttamalla A. aegypti -hyttyspopulaatiota. Toistaiseksi FDA ei ole hyväksynyt koetta; ympäristökatselmus ja julkinen lausuntokierros ovat vielä kesken. Jotkut Floridan asukkaat vastustavat jyrkästi geneettisesti muunnettujen hyttysten levittämistä ihmisten turvallisuuteen ja ympäristöön liittyviin huolenaiheisiin vedoten. He ovat oikeassa, sillä GE-organismit eivät aina liiku ja käyttäydy ennakoitavalla tavalla; esimerkiksi GE-hyttyset, vaikka ne vapautettaisiinkin eristetylle saarelle, saattavat päätyä monen kilometrin päähän ja aiheuttaa odottamattomia ympäristövaikutuksia, kuten risteytymistä sukulaislajien kanssa. Ilman selkeitä turvallisuus- ja testausohjeita sekä yleisön osallistumista ja keskustelua yleisön luottamus muuntogeenisten hyönteisten ja eläinten turvallisuuteen seuraa samaa tietä kuin muuntogeeniset elintarvikkeet.
Ei ole kohtuutonta ajatella, että vääriin käsiin joutuneena CRISPR:ää voitaisiin käyttää tekemään vaarallisista taudinaiheuttajista entistäkin voimakkaampia
CRISPR:ää käytetään nyt monissa akateemisissa ja teollisuuslaboratorioissa ympäri maailmaa. Siksi tarvitaan kansainvälisiä sopimuksia ja toimintalinjoja, joilla säännellään muuntogeenisten organismien päästämistä ympäristöön. Esimerkiksi WHO:n ”Guidance framework for testing of genetically modified mosquitos” ehdottaa Cartagenan bioturvallisuuspöytäkirjan 10 päivittämistä. Pöytäkirjan 17 artiklassa velvoitetaan osapuolet ilmoittamaan kansainväliselle bioturvallisuuden tiedonvälitysjärjestelmälle ja asianomaisille valtioille päästöistä, jotka voivat johtaa sellaisten muunnettujen organismien siirtymiseen, joilla on haitallisia vaikutuksia biologiseen monimuotoisuuteen tai ihmisten terveyteen. Asiakirjassa ei kuitenkaan täsmennetä, kuka valvoo sopimuksen noudattamista, mitä ennakkotestejä olisi pitänyt tehdä, mitkä ovat organismien elinkelpoisuuden rajat, mitä menetelmiä olisi käytettävä vaikutusten arvioimiseksi tai miten vahingot olisi arvioitava tai haittoja lievennettävä. Sopimuksen tehokkuutta rajoittaa lisäksi vapaaehtoinen osallistuminen. Eräät merkittävät geenitekniikan alan toimijat, kuten Yhdysvallat ja Etelä-Korea, eivät ole Cartagenan pöytäkirjan osapuolia.
CRISPR on myös valtavan tehokas synteettisen biologian väline, jonka avulla voidaan tuottaa mikro-organismeja monenlaisia sovelluksia varten, lääkkeiden, biopolttoaineiden tai kemikaalien tuotannosta saastumisen korjaamiseen tai sairauksien diagnostiikkaan ja hoitoon. Geeninmuokkauksen avulla synteettiset biologit voivat suunnitella ja muokata bakteerien ja virusten kokonaisia genomeja, joilla on uusia ominaisuuksia, mutta se herättää samoja huolenaiheita, jotka liittyvät geneettisesti muunnettujen mikro-organismien tahattomaan tai tahalliseen levittämiseen ympäristöön.
Yhdysvalloissa geneettisesti muunneltujen mikro-organismien sääntelystä vastaavat useat eri virastot, kuten FDA:n (FDA), EPA:n (EPA = ympäristöministeriö) ja NIH:n (NIH = Kansalliset Terveysinstituutit) edustajat, mutta niillä ei ole riittävää valvontavastuuta ja seurantakykyä. NIH:llä on rekombinantti-DNA-teknologian, johon CRISPR kuuluu, käyttöä koskevat suuntaviivat, joissa edellytetään organismin patogeenisyyteen, virulenssiin, välitettävyyteen ja ympäristövakauteen perustuvia ilmoitus- ja eristämismenettelyjä. Nämä ohjeet eivät kuitenkaan koske tutkimusta, jota NIH ei rahoita. EPA vaatii ilmoitusta uudesta kemikaalituotannosta, mikä kattaa joitakin synteettisen biologian kaupallisia sovelluksia, mutta virasto luottaa vapaaehtoisiin ilmoituksiin eikä tee ennakoivia tarkastuksia eikä valvo pienimuotoisempaa toimintaa. FDA edellyttää, että lääkkeiden ja biologisten lääkkeiden turvallisuus ja tehokkuus on osoitettava ennen markkinoille saattamista, mikä kattaa synteettiseen biologiaan perustuvat ihmiskäyttöön tarkoitetut terapeuttiset lääkkeet, mutta se ei vaadi erityisiä eristysmenetelmiä, joilla estetään vahingossa tapahtuva vapautuminen, eikä suunnittelukontrollia, kuten terminaattorigeenien käyttöä. Ainoastaan NIH:n ohjeet suunniteltiin erityisesti geneettisesti muunnettuja mikro-organismeja varten, mutta se on myös virasto, jolla on vähiten sääntelyvaltaa. Kun CRISPR:stä tulee ensisijainen geenitekniikan menetelmä, näiden virastojen olisi hyvä vaatia, että tutkijat osoittavat riittävät valvontamekanismit edellytyksenä CRISPR-muokkausjärjestelmän käytölle.
Mikro-organismien geneettiseen muokkaukseen liittyy vielä toinenkin näkökohta, joka on otettava huomioon, sillä CRISPR:ää voidaan käyttää myös patogeenien syntetisoimiseen ja manipuloimiseen, mukaan lukien isorokko, espanjalainen influenssavirus, lintujen influenssavirus (H5N1-virus) ja SARS. Ei ole kohtuutonta ajatella, että väärissä käsissä CRISPR:ää voitaisiin käyttää tekemään vaarallisista taudinaiheuttajista entistäkin voimakkaampia.
Teknologian asianmukaisen soveltamisen ja levittämisen kannalta on ratkaisevan tärkeää, ettei CRISPR/Cas-menetelmää mainosteta ihmelääkkeenä kaikkiin geneettisiin sairauksiin
Teknologian käyttö bakteeri- tai virustautien taudinaiheuttajien taudinaiheuttajien taudinaiheuttajien patogeenisuuden lisäämiseksi kuuluu biologisia ja toksiiniaseita koskevan yleissopimuksen (Biological and Toxin Weapons Convention, jäljempänä ’biologisia ja toksiiniaseita koskeva yleissopimus’ (BWC-yleissopimus’, BWC-yleissopimus) soveltamisalaan, joka on biologisten aseiden luomisesta ja varastoinnissa säilyttämistoimien estämiseksi suunniteltu kansainvälinen sopimus. BWC-sopimus kattaa kuitenkin valtiolliset toimijat – ainakin ne, jotka ovat allekirjoittaneet sen – mutta sitä ei ole suunniteltu koskemaan yksityisiä yrityksiä tai yksityishenkilöitä. Koska patogeenisten organismien suunnitteluun ja manipulointiin tarvittavat välineet sekä tarkat geneettiset sekvenssit ja ohjeet ovat yhä helpommin saatavilla, BWC:n tehokkuus biologisten välineiden ja biologisen tietämyksen väärinkäytön estämisessä on yhä rajallisempi.
Yksi keino jonkinlaisen valvonnan aikaansaamiseksi olisi synteettisen biologian välineiden, erityisesti DNA-synteesin, sääntely. Monet yritykset, jotka tarjoavat DNA-alukkeita, molekyylejä tai jopa koko genomin synteesiä, valvovat jo nyt patogeenisten organismien tiettyjä sekvenssejä koskevia tilauksia. Vaikka tämä on teollisuuden tärkeä toimenpide väärinkäytön estämiseksi, se ei koske kaikkia yrityksiä; lisäksi yhä useammat yritykset laajentavat asiakaskuntaansa akateemisen ja teollisen sektorin ulkopuolelle yksityishenkilöihin. Yksi mahdollisuus tämän ongelman ratkaisemiseksi on viedä teollisuuden vapaaehtoinen sitoumus pidemmälle ja perustaa kansainvälinen selvityskeskus, johon geenisekvenssien tuottajien ja myyjien on rekisteröidyttävä. Se edellyttäisi, että kaikki rekisteröidyt yritykset valvovat tilauksiaan ja varmistavat, että niillä, jotka tilaavat väärinkäytettävää biologista materiaalia, on asianmukaiset valtakirjat, eristystilat ja koulutus.
Suuri osa CRISPR-teknologian riskeistä käydystä keskustelusta on keskittynyt sen käyttämiseen ihmisen sukusolujen muokkaamiseen. CRISPR:llä on kuitenkin monia potentiaalisia terapeuttisia sovelluksia, jotka ulottuvat syövän immunoterapiasta tartuntatautien hoitoon ja sairauksien kantasolumallien luomiseen. Näissä sovelluksissa on kyse ihmisen somaattisten solujen geneettisestä muokkauksesta, eivätkä tehdyt muutokset näin ollen ole periytyviä. Syöpäimmunoterapian alalla nykyinen tutkimus keskittyy adoptiivisiin soluhoitoihin, joissa T-soluja kerätään potilailta, niitä muokataan ex vivo siten, että niiden kyky tuhota kasvainsoluja lisääntyy, niiden määrää lisätään ja ne infusoidaan takaisin potilaille. Yksi erityisen lupaava lähestymistapa koskee CAR-T-soluja (kimeerinen antigeenireseptori T-solu), jotka on kehitetty ilmentämään pinnallaan monoklonaalisten vasta-aineiden spesifisiä reseptoreita. CAR-T-terapiat ovat osoittautuneet erityisen tehokkaiksi akuuttia lymfaattista leukemiaa vastaan tehdyissä tutkimuksissa sekä aikuisilla että lapsilla. Kun tutkijat pyrkivät selvittämään mekanismia, jonka avulla nämä hoitomuodot saavat aikaan vankan vasteen, jotta nämä solut pysyisivät hengissä ja pystyisivät hoitamaan tehostefunktiotaan in vivo, CRISPR:stä on tulossa houkutteleva vaihtoehto CAR-T-solujen ominaisuuksien muokkaamiseen. Toinen CRISPR:n terapeuttinen sovellus voisi auttaa parantamaan piileviä HIV- tai herpesvirusinfektioita kohdentamalla ja ”leikkaamalla pois” viruksen DNA:ta infektoituneissa ihmissoluissa.
Kun CRISPR/Cas-menetelmiä sovelletaan nopeasti kliinisessä tutkimuksessa, on tärkeää pohtia näiden edistysaskelten eettisiä vaikutuksia. Olennaisia kysymyksiä ovat muun muassa saatavuus ja kustannukset, tarve kontrolloiduille kliinisille tutkimuksille, joihin liittyy riittävä arviointi, sekä myötätuntokäyttöä koskevat käytännöt. Monet solupohjaiset hoidot, erityisesti potilaskohtaiset immunoterapiat ja kantasoluhoidot, aiheuttavat huomattavia kustannuksia. Kun tähän lisätään räätälöity geenimuuntelu, tällaisten hoitojen hinta nousee entisestään huomattavasti niiden ulottumattomiin, joilla on keskivertovaroja ja -vakuutus, puhumattakaan niistä, jotka ovat vakuuttamattomia tai varattomia tai jotka ovat riippuvaisia kansallisista terveydenhuoltopalveluista, jotka päättävät, mitä potilaille tarjotaan. Se herättää myös kysymyksen potilaiden kouluttamisesta, jotta voidaan varmistaa tietoon perustuva suostumus tutkimuskokeisiin ja kliiniseen käyttöön. CRISPR/Cas voi olla hankala käsite selitettäväksi, varsinkin kun on kyse sen hienovaraisuuksista ja mahdollisuudesta muokata genomia muuhun kuin kohteeseen.
Kun CRISPR:ään kohdistuva innostus kasvaa, myös potilaiden kysyntä lisääntyy. Uusia hoitoja epätoivoisesti kaipaavien potilaiden pyyntöjen ja tiukkojen kliinisten tutkimusten tarpeen yhteensovittaminen on jo nyt haaste sääntelyviranomaisille, eikä se tule helpottumaan CRISPR:n myötä. Yhdysvaltojen, EU:n ja yritysten politiikoissa annetaan jonkin verran ohjeita siitä, milloin ja miten kokeellisten hoitojen myötätuntokäyttö tai laajennettu käyttöoikeus voidaan sallia, mutta niitä voidaan joutua mukauttamaan geenieditointia varten. Lisäksi, kuten olemme nähneet kantasoluhoitojen kohdalla, aina löytyy tahoja, jotka ovat valmiita levittämään väärää tietoa tai liioittelemaan hyötyäkseen epätoivoisista potilaista ja heidän perheistään. Teknologian asianmukaisen soveltamisen ja levittämisen kannalta on ratkaisevan tärkeää varmistaa, ettei CRISPR/Cas-teknologiaa mainosteta ihmelääkkeenä kaikkiin geneettisiin sairauksiin.
CRISPR-teknologian erilaisiin sovelluksiin, joilla muokataan sekä somaattisia että sukusoluja, liittyy erityisiä sääntelyyn liittyviä haasteita ja eettisiä kysymyksiä. Paljon huolestuttavampaa on kuitenkin CRISPR:n alkava soveltaminen muihin kuin ihmisorganismeihin. Kyky suunnitella ensimmäisen sukupolven organismeja, joilla on haluttuja ominaisuuksia, saattaa rohkaista kehitystä ilman riittäviä rajoitusmekanismeja tai johtaa näiden organismien ennenaikaiseen levittämiseen ympäristöön ja niiden leviämisen hallinnan menettämiseen. Lisäksi CRISPR:ää voitaisiin käyttää haitallisiin tarkoituksiin, kuten bioterrorismiin tai biotuhoaseisiin. CRISPR:n helppous ja tehokkuus herättää huolen siitä, että kuka tahansa, jolla on asianmukaiset välineet, voisi kehittää rokotekestävän influenssaviruksen tai invasiivisen lajin karkeassa laboratoriossa. Vaikka uusi teknologia on herättänyt tärkeää keskustelua siitä, pitäisikö ihmisen sukusolujen muokkaamiseen ryhtyä, tässä kuvattujen sovellusten riskien pitäisi olla kehotus keskustella CRISPR:n käyttöä koskevasta kansallisesta ja kansainvälisestä sääntelystä ja suuntaviivoista.