A “CRISPR” kifejezés az utóbbi időben nagy figyelmet kapott, mivel a tudósok között vita alakult ki az emberi csíravonal genetikai módosításának lehetőségéről és ennek etikai következményeiről. A CRISPR azonban nem csupán az embrionális sejtek genomjának szerkesztésére szolgáló módszer, ahogy azt a nyilvános vita sugallhatta; ez egy erőteljes, hatékony és megbízható eszköz bármely szervezet génszerkesztésére, és jelentős figyelmet és felhasználást kapott a biológusok körében számos célra. Így az emberi csírasejtek szerkesztéséről szóló vitán kívül a CRISPR számos más etikai kérdést is felvet vagy felelevenít, amelyek közül nem mindegyik csak az embert érinti, hanem más fajokat és a környezetet is.
… A CRISPR sok más etikai kérdést is felvet vagy felelevenít, amelyek közül nem mindegyik csak az embert érinti, hanem más fajokat és a környezetet is
A CRISPR-ek olyan rövid DNS-szekvenciák, egyedi spacer-szekvenciákkal, amelyek a CRISPR-asszociált (Cas) fehérjékkel együtt számos baktériumban és archaea-ban adaptív immunrendszert alkotnak a betolakodó bakteriofágokkal szemben1. A rövid RNS-molekulákat sablonként használva a Cas rendkívül szekvenciaspecifikus vágásokat végez a DNS-molekulákban, amelyeket ki lehet használni gének beillesztésére vagy a nukleotidszekvencia pontos módosítására a vágás helyén. A CRISPR-eket először az 1980-as években azonosították, de a tudósok csak az elmúlt néhány évben ismerték fel a bennük rejlő lehetőségeket bármely szervezet genomjának szerkesztésére, a mikroorganizmusoktól a növényeken át az emberi sejtekig és – ami a legvitatottabb – az emberi embriókig. A CRISPR/Cas rendszer nem abban az értelemben számít áttörést jelentő technológiának, hogy lehetővé teszi a genomszerkesztést; a biológusok már jó ideje használnak transzkripciós aktivátorszerű effektor nukleázokat (TALEN) és cinkujjas nukleázokat (ZFN) a genomok szerkesztésére. Ezek a technológiák azonban drágák, technikailag nagy kihívást jelentenek és időigényesek, mivel a specifikus DNS-szekvenciák megcélzásához fehérjeépítésre van szükség. A CRISPR/Cas ezzel szemben olcsón és könnyen szintetizálható vezető RNS-molekulákon keresztül ismeri fel a célszekvenciát. Egy átlagos molekuláris biológiai laboratórium ma már számos organizmus génjeit vagy egész genomját szerkesztheti, mivel a CRISPR/Cas nem igényel kifinomult tudást vagy drága berendezéseket.
Ez újjáélesztette az emberi csíravonal módosításával kapcsolatos etikai vitát. A “dizájnerbabákról” szóló beszédtől függetlenül a CRISPR/Cas új lehetőségeket kínál arra, hogy az embereket immunissá tegyük egy sor betegséggel szemben, vagy hogy kijavítsuk az emberi embrió végzetes génhibáit. Ezért neves kutatók önkéntes moratóriumot szorgalmaztak az emberi csíravonal génállományának módosítására mindaddig, amíg a tudósok és az etikusok közösen nem elemzik ennek következményeit 2. A vita a két fél “megy/nem megy” patthelyzetére egyszerűsödik. Az egyik csoport ragaszkodik ahhoz, hogy az emberi csíravonal szerkesztésével kapcsolatos kutatásoknak előre kell haladniuk a tudományos és klinikai előnyök kiaknázása érdekében, míg a másik tábor azzal érvel, hogy az emberi csíravonal szerkesztése túlságosan veszélyes, vagy átlép egy sérthetetlen etikai határvonalat 3 .
… fennáll a veszélye annak, hogy a CRISPR megfizethetősége és hatékonysága felülírja a GMO-k létrehozásával és kibocsátásával kapcsolatos régóta fennálló és jogos aggályokat.
A CRISPR emberi csírasejtek és embriók szerkesztésére való felhasználása vagy nem felhasználása helyett azonban sokkal közvetlenebb etikai aggályok merülnek fel, amelyekkel foglalkozni kell. A CRISPR-t már használják rovarok, állatok, növények és mikroorganizmusok módosítására, valamint humán terápiás szerek előállítására 4. Mivel az ilyen munka már évek – vagy akár évtizedek – óta folyik, a CRISPR technológia látszólag nem okoz új etikai problémákat ezekben az összefüggésekben. Fennáll azonban annak a veszélye, hogy a CRISPR megfizethetősége és hatékonysága a genetikailag módosított szervezetek (GMO-k) előállításával és kibocsátásával kapcsolatos régóta fennálló és jogos aggályok fölé kerekedhet. A Francisella novicida új, 2. típusú CRISPR-rendszerének közelmúltbeli jellemzése azt mutatja, hogy a genomszerkesztési technológiák eszköztára egyre bővül 5 . Következésképpen sürgősen szükség van hatékony, globális szabályozásra, amely szabályozza a GMO-k tesztelését és környezeti kibocsátását.
A jelenlegi nemzeti és nemzetközi szabályozások nem nyújtanak megfelelő iránymutatást és felügyeletet ezen alkalmazásokhoz. Mint ilyenek, nem erősítik a közvélemény bizalmát a CRISPR-szel módosított szervezetek vagy az azok felügyeletével megbízott szabályozó ügynökségek biztonságossága iránt. Aggodalomra ad okot, hogy a közvélemény félreértése és a GMO-kkal szembeni bizalmatlansága akadályozni fogja a tudományos fejlődést és a CRISPR érvényes felhasználását. A CRISPR ilyen alkalmazásaira vonatkozó szabályozás és kutatási etika átgondolása – és megfelelővé tétele – segíthet az emberi csíravonal-szerkesztés etikai keretének megteremtésében is.
A géntechnológiával módosított állatok és rovarok szabályozását az USA-ban számos szabályozó ügynökség végzi, amelyek a biotechnológia szabályozásának koordinált keretrendszerét alkotják, amelyet 1986-ban hoztak létre a biotechnológia ügynökségek közötti szabályozásának megkönnyítése érdekében. A keretrendszer hatályát és szabályozási megközelítését 1992 óta nem vizsgálták felül 6, de a koordinált keretrendszeren belüli egyes ügynökségek – az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal (FDA), az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma (USDA) és a Környezetvédelmi Ügynökség (EPA) – saját iránymutatásokat adtak ki az egyes alkalmazásokra vonatkozóan.
Az aggodalom az, hogy a közvélemény félreértése és bizalmatlansága a GMO-kkal szemben akadályozza a tudományos fejlődést és a CRISPR érvényes felhasználását
A 2009-ben kiadott FDA-iránymutatás szerint egy állat genetikai módosítása, függetlenül az állat felhasználásától, megfelel az állatgyógyászat kritériumainak, és így az FDA Állatgyógyászati Központja (CVM) szabályozza. Az emberi betegségek tanulmányozására és gyógyszertesztelésre használt géntechnológiával módosított állatokat az FDA Biológiai Értékelési és Kutatási Központja (Center for Biologics Evaluation and Research) szabályozza. Az Élelmiszerbiztonsági és Alkalmazott Táplálkozási Központot (CFSAP) és az USDA-t akkor vonják be, ha a javasolt módosítás hatásai hatással lesznek az általuk felügyelt folyamatokra vagy termékekre – például az élelmiszerbiztonságra vagy a kártevők elleni védekezésre. Eseti alapon az EPA, a Belügyminisztérium és az USA Hal- és Vadvédelmi Szolgálata is szerepet kaphat.
Az EU-ban központosítottabb szabályozási rendszer működik, amelyben az Európai Élelmiszerbiztonsági Ügynökség (EFSA) végzi a kockázatértékelést, míg a géntechnológiával módosított állatok vagy növények végleges jóváhagyása az Európai Bizottság (EB) hatáskörébe tartozik. Az USA-hoz hasonlóan a humán terápiás alkalmazásokat az Európai Gyógyszerügynökség (EMA) szabályozza és hagyja jóvá. Más, intenzív orvosbiológiai kutatási programokkal rendelkező országok szintén rendelkeznek saját szabályozási és felügyeleti rendszerekkel. Nemzetközi szinten nincs egységes iránymutatás a nem emberi szervezetek módosítására vonatkozóan, kivéve a biológiai és vegyi fegyverekről szóló egyezményt, amely a biológiai fegyverek kutatásának és fejlesztésének megakadályozására törekszik.
A CRISPR állatokon történő egyes alkalmazásai javítják az orvosbiológiai tudományok jelenlegi standard gyakorlatait. Például egyes kutatási projektekhez olyan állatvonalakra van szükség, amelyeket kifejezetten bizonyos mutációkra tenyésztettek ki. A CRISPR használata e vonalak létrehozásához kisebb genetikai variabilitást eredményez, mint a standard tenyésztési technikák, és segít a kutatóknak olyan mutációk bevezetésében, amelyek pontosabban reprezentálják az általuk vizsgált emberi genetikai hibákat 7. Bár ez a gyakorlat állandó etikai kérdéseket vet fel, például az állatjólétet, a CRISPR ilyen célú alkalmazása nem kérdőjelezi meg a laboratóriumi állatokra vonatkozó hatályos szabályozást.
Az állatokon történő egyéb alkalmazások azonban új etikai aggályokat vetnek fel. A CRISPR-t különösen a drága TALEN-ek, ZFN-ek és más génmódosítási módszerek helyettesítésére lehetne használni az emberi fogyasztásra szánt élelmiszerek javítására. A CRISPR például felhasználható lenne az állatok izomtömegének növelésére, a haszonállatok betegségekre való kevésbé fogékonyabbá tételére, a tápanyagtartalom növelésére, vagy a könnyebben kezelhető, szarv nélküli szarvasmarhák létrehozására 4 . A kutatócsoportok és a biotechnológiai magánvállalatok jelenleg azt vizsgálják, hogy az ilyen genomszerkesztések megvalósíthatók és biztonságosak-e. Eddig még egyetlen genetikailag módosított állatot sem engedélyeztek emberi fogyasztásra; a genetikailag módosított lazac emberi fogyasztásra történő engedélyezése évek óta függőben van az FDA-nál. Nem világos azonban, hogy az FDA – vagy bármely más érintett ügynökség – milyen kritériumokat alkalmaz a genetikailag módosított állatok emberi fogyasztásra való biztonságosságának értékelésére. Ezeknek a szabályozási folyamatoknak átláthatóbbnak és elszámoltathatóbbnak kell lenniük.
A CRISPR-nek van egy másik, potenciálisan sokkal veszélyesebb és ellentmondásosabb alkalmazása is, nevezetesen a betegségek potenciális felszámolása a betegségvektorok és az invazív fajok kiirtásával8. Ez a dengue-lázat terjesztő Aedes aegypti szúnyoggal és a Plasmodium parazitát hordozó Anopheles szúnyog egyes alfajaival kapcsolatos kutatásokat foglalja magában. Az akadémiai központok és a magán biotechnológiai cégek kutatói úgynevezett génmeghajtásokat vizsgálnak a betegség átvitelének megakadályozására a nőstény szúnyog szerkesztésével, hogy az képtelenné váljon a betegség hordozására. Mások célja a hím szúnyogok sterilitásának előidézése a szaporodás megakadályozása vagy az utódok élettartamának korlátozása érdekében. Ezek a módszerek gyakorlatilag egy egész fajt pusztíthatnak el, és jelentős környezeti következményekkel járhatnak.
A génmeghajtás egy hatékony eszköz, amely valószínűbbé teszi, hogy a szerkesztett tulajdonságot az utódok szexuális szaporodás útján öröklik tovább. Amikor genetikailag módosított szervezeteket juttatnak a környezetbe, és vad típusú szervezetekkel párosodnak, utódaik általában 50%-os eséllyel öröklik a módosított géneket (1. ábra). Néhány szerkesztett szúnyog vagy állat behurcolása tehát valószínűleg nem jár nagy hatással. A génmeghajtás azonban aktívan átmásolja a CRISPR által az egyik kromoszómán létrehozott mutációt a partner kromoszómára, és ezáltal biztosítja, hogy az összes utód és a következő generációk a szerkesztett genomot öröklik. Generációk során ez észrevehető hatást eredményezhet: például a dengue-láz vagy a malária terjedési arányának csökkentésében. A génmeghajtók használata azonban sokkal nagyobb kockázatot jelent a környezetre nézve is, mivel megtizedelhetnek egy egész fajt, megszüntethetik más fajok táplálékforrását, vagy elősegíthetik az invazív kártevők elszaporodását.
1. ábra: A génhajtások felhasználhatók a populáció egészére kiterjedő tulajdonságok megváltoztatására
A génmeghajtók használata azonban sokkal nagyobb kockázatot jelent a környezetre nézve is, mivel képesek egy egész faj megtizedelésére …
A tudósok máris szigorú biológiai biztonsági intézkedéseket és nyilvános felülvizsgálatot követeltek, amikor a szerkesztett állatok és rovarok környezetbe történő bevezetéséről van szó 9.
. Mégis, sok kérdés megválaszolatlan marad: A CRISPR célon kívüli hatásai – a nemkívánatos fenotípusokhoz vezető, nem várt mutációk – ellenőrizhetők-e? Milyen hatások érik azokat az állatokat vagy embereket, akik genetikailag szerkesztett rovarokat vagy állatokat fogyasztanak? Egy egész faj – akár invazív vagy betegséget terjesztő, például szúnyogok vagy kullancsok – kiirtása felborítja-e az ökológiai egyensúlyt? Képesek lesznek-e a szerkesztett szervezetek túlélni a természetes környezetben, és ha igen, meddig? Ezeknek a kérdéseknek a megválaszolása sokkal nagyobb szabályozási felügyeletet igényel, mint ami jelenleg bárhol a világon létezik.
A növények és fák genomjának szerkesztése nem újdonság, és a genetikailag módosított (GM) növények előnyeiről és hátrányairól szóló viták évtizedek óta folynak az USA-ban és Európában, és újabban világszerte. A mezőgazdaságilag fontos növényeket genetikailag manipulálták, hogy kevésbé legyenek fogékonyak a betegségekre és kártevőkre, termőképesebbek és ellenállóbbak legyenek a változó éghajlati viszonyokkal szemben. A CRISPR abban különbözik a mezőgazdasági géntechnológia más módszereitől, hogy már nem szükséges az idegen DNS vírus, bakteriális plazmid vagy más vektorrendszer segítségével történő beillesztése a növényi genomba. Különböző kommentátorok ezért a géntechnológiával módosított növények szabályozásának megváltoztatására szólítottak fel, mivel a CRISPR-rel vagy TALEN-nel módosított szervezetek már nem minősülnének sensu strictu transzgenikus szervezeteknek.
Az USA-ban az USDA, az FDA és az EPA hatáskörébe tartozó koordinált keretrendszer iránymutatást ad a genomszerkesztés mezőgazdasági alkalmazásáról, de a szabályozásuk csak a “növényi kártevőkre” vonatkozik – olyan állatokra, baktériumokra, gombákra vagy parazita növényekre, amelyek közvetlenül vagy közvetve károsíthatják a termesztett növényeket vagy azok részeit. Ez a kikötés akkor lép be a szabályozási folyamatba, amikor a kártevő DNS-ének részeit beillesztik egy gazdaszervezetbe, vagy amikor bizonyos vírusvektorokat használnak. A növényi kártevőkre vonatkozó szabályozás szabályozza a termesztett növényekre, növényekre és fákra káros rovarok szerkesztését is, míg a CRISPR olyan alkalmazásai, amelyek nem használnak kártevőket vagy kártevő részeket a genetikai szerkesztés kiváltásához, kívül esnek a jelenlegi szabályozáson. Mivel a rendeletek a DNS beillesztését “donor szervezetből” származó genetikai anyagként határozzák meg, az sem világos, hogy a rendeletek kiterjednek-e a kártevő DNS laboratóriumban szintetizált másolataira.
Az egyértelmű biztonsági és vizsgálati irányelvek, valamint a nyilvánosság bevonása és megvitatása nélkül a közvéleménynek a géntechnológiával módosított rovarok és állatok biztonságába vetett bizalma ugyanazt az utat fogja követni, mint a géntechnológiával módosított élelmiszereké
Az Állat- és Növényegészségügyi Ellenőrző Szolgálat (APHIS), az USDA egyik ága vizsgálja a géntechnológiával módosított növényekkel kapcsolatos kutatási kérelmeket. Az APHIS jelezte, hogy a CRISPR/Cas segítségével előállított, csak egy gént törlő termékek a legtöbb esetben nem lennének szabályozva, mivel nem épül be új genetikai anyag a befogadó genomba. A gének cseréjét és beillesztését eseti alapon vizsgálnák felül annak meghatározása érdekében, hogy a beillesztett tulajdonság kártevőnek minősül-e. Az utóbbi években az APHIS egyre több olyan kérelmet tapasztalt, amelyben tudományos központok és biotechnológiai cégek kérik a nem szabályozott státusz megadását, hogy megerősítsék, hogy termékeik nem tartoznak a jelenlegi szabályozás hatálya alá, és így nem indokolják a szövetségi ügynökségek általi biztonsági és hatékonysági vizsgálatot. A jelenlegi deregulációs tendencia elősegíti a CRISPR különféle alkalmazásainak kutatását, de e szerkesztések széleskörű alkalmazása kikényszeríthető felügyelet nélkül káros lehet az ökoszisztémákra, a biológiai sokféleségre és az emberi egészségre.
Az Egyesült Államokkal ellentétben az Európai Unióban (EU) sokkal szigorúbb szabályozási rendszer vonatkozik a mezőgazdaságban használt géntechnológiával módosított növényekre. Az EFSA által végzett átfogó kockázatértékelést ír elő, mielőtt az Európai Bizottság úgy dönt, hogy megadja vagy megtagadja az EU-ban történő felhasználás engedélyezését. Az uniós szabályozás jelenleg minden géntechnológiával módosított növényt vagy állatot transzgenikusnak tekint – függetlenül attól, hogy ez idegen DNS beillesztését vagy közvetlen genomszerkesztést jelent-e -, és ezért szabályozás és kockázatértékelés tárgyát képezi. Folyamatos vita folyik azonban arról, hogy a CRISPR-rel vagy TALEN-nel szerkesztett, idegen DNS-t nem tartalmazó növényekre nem kellene ugyanazt a szabályozási rendszert és kockázatértékelést alkalmazni, mint a transzgenikus termékekre. Mivel az EU a mezőgazdasági termékek legnagyobb piaca a világon, más országok most arra várnak, hogy az EK megváltoztatja-e a transzgenikusok fogalmát és szabályozását, mielőtt belevágnának a szerkesztett haszonnövények forgalmazásába.
A biotechnológia szabályozására vonatkozó amerikai koordinált keretrendszert a biotechnológiai szabályozás egységes megközelítésének elősegítésére hozták létre, de a CRISPR 6 korában már nem megfelelő. Még az EU szigorúbb szabályozási rendszere sem alkalmas az összes lehetséges kockázat kezelésére – különösen a génmeghajtás esetében -, mivel azt a transzgenikus szervezetek szabályozására tervezték. Ráadásul mivel a CRISPR olcsó, könnyen használható, és nem igényel bonyolult berendezéseket vagy szakértői tudást, világszerte népszerű technológiává vált, ami végül nemzetközi szabványokat fog megkövetelni a génszerkesztett szervezetek tesztelésére, a környezetbe való kibocsátására és a károkért való felelősség megállapítására. A szabályozásoknak egyértelmű követelményeket kell meghatározniuk a szerkesztett szervezetek biztonságosságának és hatékonyságának gondosan ellenőrzött környezetben vagy a természetes környezetüket szimuláló zárt környezetben történő tesztelésére vonatkozóan 8. Különösen a génmeghajtásokat csak akkor szabadna engedélyezni, ha a kívánt szerkesztések biztonságosságát és hatékonyságát szigorúan tesztelték. Végezetül a szerkesztett szervezeteket csak nyilvános konzultációt és a potenciálisan érintett populációk megfelelő hozzájárulását követően szabadna kibocsátani tipikus környezetbe, akár gazdaságban, akár vadon élő környezetben.
A szabályozásoknak meg kell követelniük olyan módszerek kidolgozását is, amelyekkel megállíthatók a szerkesztett rovarok vagy állatok hatásai, ha azok károsnak bizonyulnak más szervezetekre, a környezetre vagy az emberre. Az ilyen visszafordító, immunizáló és elnyomó hajtások semlegesítenék a már kibocsátott génmeghajtások hatásait azáltal, hogy új géneket juttatnának a populációba, hogy ellensúlyozzák a korábbi generációk nem kívánt hatásait 9. Ezeket a biztonsági mechanizmusokat azonban ugyanazok a tények korlátozzák, amelyek minden génmeghajtást korlátoznak. Mivel a fajnak több generáción keresztül kell szaporodnia ahhoz, hogy a kívánt tulajdonság elszaporodjon, az eredeti génhajtott populáció által okozott negatív környezeti hatásokat nem lehet azonnal megállítani egy ellen-génhajtással. Továbbá a természetes mutációkat nem lehet megakadályozni a vadonban, és a bevezetés után bármikor megszűntethetik a mesterséges tulajdonságot – akár az eredeti génmeghajtás, akár az ellenmódosítás – 9 .
A probléma megoldásának egyik megközelítése az úgynevezett terminátor gének vagy önkorlátozó gének lennének, amelyek korlátozzák a szerkesztett szervezetek élettartamát, vagy törékennyé vagy könnyen elpusztíthatóvá teszik a módosított szervezeteket. Ezenkívül a szerkesztett rovarokat és állatokat is meg kellene jelölni, hogy a károkért felelősséget és felelősségre vonást lehessen megállapítani. Ez azt is lehetővé tenné a kutatók számára, hogy jobban nyomon követhessék a génszerkesztések áramlását egy rovar- vagy állatpopuláción keresztül.
Ezek nem csupán elméleti forgatókönyvek. Egy magán biotechnológiai vállalat géntechnológiával módosított szúnyogokat fejleszt Floridában azzal a céllal, hogy az A. aegypti szúnyogok populációjának visszaszorításával csökkentse a dengue-láz előfordulását. Az FDA a mai napig nem hagyta jóvá a kísérletet; a környezetvédelmi felülvizsgálat és a nyilvános véleményezési időszak még folyamatban van. Néhány floridai lakos határozottan ellenzi a géntechnológiával módosított szúnyogok kibocsátását, emberi biztonsági és környezetvédelmi aggályokra hivatkozva. Igazuk van, mivel a géntechnológiával módosított szervezetek nem mindig mozognak és viselkednek kiszámítható módon; a géntechnológiával módosított szúnyogok például, még ha egy elszigetelt szigeten engedik is ki őket, sok mérföldre kerülhetnek, és nem várt hatást gyakorolhatnak a környezetre, például kereszteződhetnek rokon fajokkal. Egyértelmű biztonsági és tesztelési irányelvek, valamint a nyilvánosság bevonása és vitája nélkül a közvélemény bizalma a géntechnológiával módosított rovarok és állatok biztonságosságában ugyanazt az utat fogja követni, mint a géntechnológiával módosított élelmiszereké.
Nem ésszerűtlen az a gondolat, hogy rossz kezekben a CRISPR-t veszélyes kórokozók még erősebbé tételére lehet használni
A CRISPR-t jelenleg világszerte számos tudományos és ipari laboratóriumban alkalmazzák. Ezért nemzetközi szerződésekre és irányelvekre van szükség a géntechnológiával módosított szervezetek környezetbe juttatásának szabályozására. A WHO “A genetikailag módosított szúnyogok tesztelésére vonatkozó útmutató keretrendszer” például a biológiai biztonságról szóló Cartagenai Jegyzőkönyv 10. pontját javasolja aktualizálni. A jegyzőkönyv 17. cikke kötelezi a feleket, hogy értesítsék a Nemzetközi Biológiai Biztonsági Információs Központot és az érintett nemzeteket az olyan kibocsátásokról, amelyek a biológiai sokféleségre vagy az emberi egészségre káros hatással lévő módosított szervezetek mozgásához vezethetnek. A dokumentum azonban nem határozza meg, hogy ki fog érvényt szerezni a szerződésnek, milyen előzetes vizsgálatokat kellett volna végezni, milyen határértékeket kell szabni a szervezetek életképességének, milyen módszereket kell alkalmazni a hatások értékelésére, illetve hogyan kell a károkat megbecsülni vagy a károkat enyhíteni. A szerződés hatékonyságát tovább korlátozza az önkéntes részvétel. A géntechnológia néhány jelentős szereplője, köztük az USA és Dél-Korea, nem részese a Cartagenai Jegyzőkönyvnek.
ACRISPR a szintetikus biológia számára is rendkívül hatékony eszköz, amellyel mikroorganizmusokat lehet létrehozni az alkalmazások széles skálájára, a gyógyszerek, bioüzemanyagok vagy vegyi anyagok előállításától kezdve a szennyezés orvoslásán át a betegségek diagnosztikájáig és kezeléséig. A génszerkesztés lehetővé teszi a szintetikus biológusok számára, hogy új tulajdonságokkal rendelkező baktériumok és vírusok teljes genomjait tervezzék és szerkesszék, de ugyanilyen aggályokat vet fel a géntechnológiával módosított mikroorganizmusok véletlen vagy szándékos környezetbe juttatásával kapcsolatban.
A géntechnológiával módosított mikroorganizmusok szabályozása az USA-ban különböző ügynökségek hatáskörébe tartozik: az FDA, az EPA és a National Institutes of Health (NIH), de ezek nem rendelkeznek megfelelő ellenőrzési és felügyeleti kapacitással. Az NIH rendelkezik a rekombináns DNS-technológia – amelynek egyike a CRISPR – használatára vonatkozó iránymutatásokkal, amelyek a szervezet patogenitásán, virulenciáján, fertőzőképességén és környezeti stabilitásán alapuló bejelentési és elszigetelési eljárásokat írnak elő. A nem az NIH által finanszírozott kutatásokra azonban nem vonatkoznak ezek az iránymutatások. Az EPA bejelentési kötelezettséget ír elő az új vegyi anyagok előállítására vonatkozóan, ami a szintetikus biológia egyes kereskedelmi alkalmazásaira is vonatkozik, de az ügynökség önkéntes jelentésekre támaszkodik, nem végez proaktív ellenőrzéseket, és nem ellenőrzi a kisebb léptékű műveleteket. Az FDA megköveteli, hogy a gyógyszerek és biotermékek biztonságosnak és hatékonynak bizonyuljanak a piacra kerülés előtt, ami a szintetikus biológián alapuló humán terápiákra is vonatkozik, de nem ír elő különleges elszigetelési módszereket a véletlenszerű kibocsátás megelőzésére, illetve nem ír elő olyan tervezési ellenőrzéseket, mint például a terminátor gének. Csak az NIH iránymutatását tervezték kifejezetten a genetikailag módosított mikroorganizmusok kezelésére, ugyanakkor ez az ügynökség rendelkezik a legkevesebb szabályozási hatáskörrel. Ahogy a CRISPR a géntechnológia elsődleges módszerévé válik, ezeknek az ügynökségeknek illene megkövetelniük, hogy a kutatók a CRISPR szerkesztési rendszer használatának feltételeként elegendő ellenőrzési mechanizmusokat mutassanak be.
A mikroorganizmusok genetikai szerkesztésének egy másik aspektusát is figyelembe kell venni, mivel a CRISPR-t kórokozók, köztük a himlő, a spanyolnátha vírus, a madárinfluenza H5N1 vírusa és a SARS szintetizálására és manipulálására is fel lehet használni. Nem ésszerűtlen az a gondolat, hogy rossz kezekben a CRISPR-t veszélyes kórokozók még erősebbé tételére lehetne használni.
A technológia megfelelő alkalmazása és terjesztése szempontjából kulcsfontosságú, hogy a CRISPR/Cas ne váljon minden genetikai betegség csodaszereként reklámozottá
A technológia alkalmazása a bakteriális vagy vírusos kórokozók patogenitásának növelésére a biológiai és toxinfegyverekről szóló egyezmény (BWC) hatálya alá tartozik, amely nemzetközi szerződés célja a biológiai fegyverek létrehozásának és tárolásának megakadályozása. A BWC azonban állami szereplőkre vonatkozik – legalábbis azokra, akik aláírták -, de nem úgy tervezték, hogy magáncégekkel vagy magánszemélyekkel foglalkozzon. Ráadásul, ahogy a patogén organizmusok tervezéséhez és manipulálásához szükséges eszközök, valamint az ehhez szükséges pontos genetikai szekvenciák és utasítások egyre könnyebben hozzáférhetővé válnak, a BWC hatékonysága a biológiai eszközökkel és ismeretekkel való visszaélés megakadályozására egyre korlátozottabb.
Az ellenőrzés egyik módja a szintetikus biológia eszközeinek, nevezetesen a DNS-szintézisnek a szabályozása lenne. Számos olyan vállalat, amely DNS-primereket, molekulákat vagy akár teljes genomszintézist kínál, már most is figyelemmel kíséri a patogén organizmusokból származó specifikus szekvenciákra vonatkozó megrendeléseket. Bár ez fontos lépés az ipar részéről a visszaélések megelőzése érdekében, nem terjed ki minden vállalatra; ráadásul egyre több vállalat terjeszti ki ügyfélkörét a tudományos és ipari körökön túl a magánszemélyekre. A probléma megoldásának egyik lehetősége az lenne, ha az ipar önkéntes kötelezettségvállalását továbbvinnénk, és létrehoznánk egy nemzetközi elszámolóközpontot, amelynél a genetikai szekvenciák gyártóinak és értékesítőinek regisztrálniuk kellene magukat. Ez megkövetelné minden regisztrált cégtől, hogy ellenőrizze megrendeléseiket, és biztosítsa, hogy azok, akik visszaélésre alkalmas biológiai anyagot rendelnek, megfelelő megbízólevéllel, elkülönítő létesítményekkel és képzéssel rendelkezzenek.
A CRISPR technológia kockázatairól szóló vita nagy része az emberi csíravonal szerkesztésére való használatára összpontosított. A CRISPR-nek azonban ezen a konkrét felhasználáson túl számos lehetséges terápiás alkalmazása van, a rák immunterápiájától kezdve a fertőző betegségek kezelésén át a betegségek őssejtmodelljeinek létrehozásáig. Ezek az alkalmazások az emberi szomatikus sejtek genetikai szerkesztését jelentik, ezért az elvégzett változtatások nem öröklődnek. A rák immunterápiájában a jelenlegi kutatások az adoptív sejtterápiákra összpontosítanak, amelyek során a T-sejteket a betegektől nyerik, ex vivo módosítják, hogy növeljék a tumorsejtek elpusztítására való képességüket, majd számukat növelik, és visszainfundálják a betegeknek. Az egyik különösen ígéretes megközelítés a kiméra antigénreceptoros T-sejteket (CAR-T) foglalja magában, amelyeket úgy alakítottak ki, hogy a monoklonális antitestek specifitásával megegyező receptorokat fejezzenek ki a felszínükön. A CAR-T terápiák különösen hatékonynak bizonyultak a felnőttek és gyermekek akut limfoblasztos leukémiája elleni kísérletek során. Mivel a kutatók azon dolgoznak, hogy feltárják azt a mechanizmust, amellyel ezek a terápiák robusztus választ érnek el annak érdekében, hogy optimalizálják ezeket a sejteket a túlélésre és az in vivo effektor funkciójuk ellátására, a CRISPR vonzó lehetőséggé válik a CAR-T sejtek tulajdonságainak szerkesztésére. A CRISPR egy másik terápiás alkalmazása segíthet a HIV- vagy herpeszvírusok látens fertőzéseinek gyógyításában azáltal, hogy a fertőzött emberi sejtekben megcélozza és “kivágja” a vírus DNS-ét.
A CRISPR/Cas gyors alkalmazása a klinikai kutatásban fontos, hogy figyelembe vegyük az ilyen előrelépések etikai következményeit. Az idevágó kérdések közé tartozik a hozzáférhetőség és a költségek, a megfelelő felülvizsgálattal rendelkező, ellenőrzött klinikai vizsgálatok szükségessége, valamint a könyörületes felhasználásra vonatkozó irányelvek. Számos sejtalapú terápia jelentős költségekkel jár, különösen a betegspecifikus immunterápiák és az őssejtkezelések. Ha ehhez hozzáadjuk a személyre szabott génszerkesztést, akkor az ilyen kezelések ára tovább emelkedik, és az átlagos anyagiakkal és biztosítással rendelkezők számára elérhetetlenné válik, nem is beszélve azokról, akik nem rendelkeznek biztosítással, nincstelenek, vagy a nemzeti egészségügyi szolgáltatásoktól függ, hogy mi válik elérhetővé a betegek számára. Ez felveti a betegek oktatásának kérdését is a kutatási kísérletekhez és a klinikai felhasználáshoz szükséges tájékozott beleegyezés biztosítása érdekében. A CRISPR/Cas fogalmát nehéz elmagyarázni, különösen ami a finomságait és a célon kívüli genomszerkesztés lehetőségét illeti.
Amint nő a CRISPR iránti izgalom, úgy nő a betegek igénye is. Az újszerű kezelésekre vágyó betegek kéréseinek és a szigorú klinikai vizsgálatok szükségességének egyensúlyban tartása már most is kihívást jelent a szabályozók számára, és a CRISPR megjelenésével sem lesz könnyebb. Az amerikai, európai és vállalati irányelvek adnak némi iránymutatást arra vonatkozóan, hogy mikor és hogyan engedélyezzék a kísérleti kezelésekhez való könyörületes felhasználást vagy a kiterjesztett hozzáférést, de ezeket a génszerkesztés kezeléséhez esetleg hozzá kell igazítani. Ráadásul – amint azt az őssejtterápiák esetében is láthattuk – mindig akadnak olyanok, akik hajlandóak félretájékoztatni vagy eltúlozni, hogy hasznot húzzanak a kétségbeesett betegekből és családjaikból. A technológia megfelelő alkalmazása és terjesztése szempontjából kulcsfontosságú, hogy a CRISPR/Cas ne váljon minden genetikai betegség csodaszereként reklámozottá.
A CRISPR-technológia szomatikus és csírasejtek szerkesztésére irányuló különböző alkalmazásaihoz sajátos szabályozási kihívások és etikai kérdések kapcsolódnak. Ennél sokkal aggasztóbb azonban a CRISPR nem emberi szervezetekre történő újbóli alkalmazása. A kívánt tulajdonságokkal rendelkező első generációs organizmusok kialakításának képessége ösztönözheti a megfelelő korlátozó mechanizmusok nélküli fejlesztést, vagy az ilyen organizmusok idő előtti környezeti kibocsátását és a terjedésük feletti ellenőrzés elvesztését eredményezheti. Ezen túlmenően a CRISPR-t aljas célokra, például bioterrorizmusra vagy biológiai hadviselésre is felhasználhatják. A CRISPR egyszerűsége és hatékonysága felveti azt az aggodalmat, hogy bárki, aki rendelkezik a megfelelő felszereléssel, egy durva laboratóriumban oltóanyaggal szemben ellenálló influenzavírust vagy invazív fajt hozhat létre. Miközben az új technológia fontos vitát váltott ki arról, hogy folytatni kell-e az emberi csíravonal-mérnökséget, az itt leírt alkalmazások kockázatai felhívásként kell, hogy szolgáljanak a CRISPR használatára vonatkozó hazai és nemzetközi szabályozás és irányelvek megvitatására.