Så tæt er vi på at kunne genmanipulere menneskefostre

Ved et vigtigt topmøde om redigering af det menneskelig genom i Washington, D.C., i USA i begyndelsen af december anbefalede man, at forskerne begynder at genredigere menneskefostre, men at de samtidig løbende skal overveje, om ændringerne er passende og hensigtsmæssige.

Beslutningen kommer, efter at flere forskere har opfordret til at indføre et foreløbigt forbud over for research i forskningfeltet.

Anbefalingen ville under alle omstændigheder være kontroversiel, da mange mennesker er bange for, at teknologien, som kan bruges til at forhindre, at genetiske sygdomme nedarves fra forældrene, vil blive misbrugt og føre til varige forandringer i det menneskelige genom.

Men hvor tæt er vi på at genredigere det menneskelige genom? Er der allerede nu grund til bekymring?

Genredigering kan blive en permanent del af den menneskelige arvemasse

Genredigering af den menneskelige kimcellelinje, det vil sige ændringer i kønscellerne (også kaldet kimceller eller germinalceller), kan blive en permanent del af den menneskelige arvemasse. De kan altså nedarves til kommende generationer.

Det er ikke muligt at bearbejde cellerne i den menneskelige kimcellelinje, mens fosteret stadig er i de tidligste udviklingsstadier i kvindens livmoder.

I mit laboratorium, hvor vi fokuserer på den tidlige udvikling, foretager vi forsøg med mus, og for nylig har vi dyrket menneskeceller i en petriskål. På denne måde har vi identificeret nogle af de vigtigeste genetiske hændelser, som afgør, om en stamcelle bliver til en celle i kimcellelinjen.

Samtidig bliver den teknologi, som understøtter genredigeringen, mere og mere udbredt i forskningen som eksempelvis CRISPR/Cas9, der er den hidtil mest præcise måde at redigere specifikke gener og samtidig både en hurtig og enkel metode.

Mulighed for at overveje fortrin og ulemper

Sammen med den nye måde, vi nu kan studere cellerne i kimcellelinjen i laboratoriet, giver det forskerne og offentligheden muligheden for at overveje alle genredigeringens fortrin og mangler, før det går galt.

Vi er nu i stand til at skabe ‘primordiale kønsceller’, som er forstadiet til af æg- og sædceller, fra fosterstamceller.

Det er en meget tidskrævende og omstændig procedure. De deraf følgende celler overlevede ikke længere end til de allertidligste udviklingstadier, til dels fordi det endnu ikke er lykkedes os at reproducere de forhold, som cellerne er designet til at trives under.

Men det er lykkedes os at påvise, at der er forskel på dele af den tidligste udvikling af menneskelige primordiale kønsceller og musenes.

Forsøg med menneskelige kropsceller

Det har stor betydning, fordi tidligere forskningsresultater stammede fra forsøg med mus, og det indikerer, at vi ikke helt kan ekstrapolere denne information til at beskrive mennesker.

Det lykkedes os sidste år at udvikle primordiale kønsceller fra ‘almindelige’ voksne kropsceller eksempelvis fra hudceller. Vi tager kropsceller, som er blevet programmeret til at revertere til stamceller, og tilfører kemiske faktorer, som specificerer dem som værende primordiale kønsceller.

Selvom disse celler heller ikke overlevede længe, har forsøg, hvor man har indført cellerne i testiklerne og æggestokkene på mus, vist, at de kan fortsætte deres udvikling og modning og blive til sæd og æg.

Forsøg med primarter giver mening

Bemærkelsesværdigt nok fødte musene sundt afkom, hvilket giver udsigt til at omdanne hudceller til levende mennesker.

Derfor giver det også mening at foretage lignende forsøg med primarter. Yderligere forskning kan måske gøre det muligt at udvikle æg- og sædceller i en petriskål.

På sigt står det klart, at der allerede findes en potentiel skabelon for redigering af den menneskelige kimcellelinje. Genomsekventeringsmetoder kan også levere yderligere tjekpunkter, som sikrer, at der ikke forekommer utilsigtede mutationer eller effekter i løbet af redigeringsproceduren.

Hvis man kan udvikle levedygtig sæd og æg i laboratoriet fra primordiale kønsceller, vil de kunne bruges til at producere befrugtede menneskelige embryoner.

Disse præimplanteringsfostre ville blive yderligere screenet for at sikre, at de er ikke bærer på visse mutationer, hvilket også er rutine ved kunstig befrugtning i dag.

Teknikken kan fjerne muterede gener

Så hvordan skal det komme til at fungere i praksis?

Forestil dig, at vi kombinerer fremgangsmåderne for én patient, eksempelvis en kvinde med en sygdomsfremkaldende mutation som hun ikke ønsker at overføre til sit barn.

Man begynder med at tage en af hendes hudceller, som omprogrammeres til en primordial kønscelle, hvis DNA efterfølgende redigeres, så mutationsgenet fjernes. Den primordiale kønscelle udvikles til et æg og senere et embryon, som efter screening transplanteres tilbage i livmoderen. Barnet og efterkommerne er nu ikke bærere af det muterede gen.

Det er en grund til, at man på topmødet overvejede de store konsekvenser nøje og alligevel besluttede at anbefale, at forskningen fortsætter.

Uden yderligere indsigt i de fundamentale processer i stamcellernes og embryonernes tidligste udviklingsstadier ved vi ikke, hvad vi kan og ikke kan opnå med de nye genredigeringsteknologier.

Der er stadig et stykke vej endnu, før vi kan levere biologisk evidens til samfundsdebatten, om vi overhovedet skal gå videre med disse teknologier.

Azim Surani modtager støtte fra The Wellcome Trust og Cancer Research UK. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation.

Oversat af Stephanie Lammers-Clark