Siemens_CWvs2022Siemens_CWvs2022Siemens_CWvs2022Siemens_CWvs2022

Aktuální číslo:

2022/10

Téma měsíce:

Spánek

Přichází GATTACA?

 |  2. 5. 2022
 |  Vesmír 101, 286, 2022/5

Genetické testování lidských embryí pokročilo od detekce jednotlivých vloh k hodnocení celého genomu.

Americký film GATTACA z roku 1997 líčil nepříliš vzdálenou budoucnost, v níž se díky výběru embryí na základě genetických testů rodí „validní“ lidé bez dědičných defektů a slabin. Ti, kteří měli smůlu, že se narodili přirozeným početím a zdědili vlohy k neduhům, jsou označeni za „in-validní“. V oné společnosti jsou si samozřejmě všichni rovni. Validní lidé jsou si však jaksi rovnější a jejich ambicím nestojí nic v cestě. Dveře dokořán mají i ve společnosti Gattaca Aerospace Corporation, která připravuje validní elitu k letům do vesmíru. In-validní lidé se musí spokojit s podstatně skromnějšími cíli. Zápletka filmu se rozehrává ve chvíli, kdy se in-validní Vincent Freeman nespokojí s rolí uklízeče a rozhodne se prosadit jako astronaut.

Vzpomínky na klasiku biopunkového žánru oprašujeme při každé zprávě o pokroku v genetickém testování lidských embryí. Nemůže tomu být jinak ani poté, co vědci z kalifornské společnosti MyOme popsali na stránkách lékařského časopisu Nature Medicine metodu pro přečtení převážné části genomu lidských embryí vzniklých oplozením ve zkumavce.1) Posunuli jsme sci‑fi zase o něco blíž realitě?

Genetické testy embryí

Genetické testy lidských embryí počatých ve zkumavce se provádějí už od roku 1990. Ze zárodku tvořeného několika málo buňkami odebere embryolog jednu či dvě buňky, a předá je genetikům, aby na nich provedli analýzu DNA. Embryo odběrem buněk neutrpí a dál se zdárně vyvíjí. Genetici mají k dispozici nepatrné množství dědičné informace embrya, které vystačí na omezené spektrum testů. Přesto tato tzv. předimplantační genetická diagnostika pomáhá rodinám, v kterých se dědí závažná onemocnění, např. cystická fibróza, Fanconiho anémie nebo hemofilie. Na základě výsledků genetických testů vyberou embryologové pro přenos do dělohy nastávající matky takový zárodek, který chorobu nezdědil, a narodí se z něj dítě bez dědičného postižení.

Jak se technologie molekulární genetiky zdokonalují, rozšiřuje se rozsah testů proveditelných z omezeného množství DNA. Nové možnosti se tak otevírají i pro genetické testování lidských embryí. Odborníci z firmy MyOme nyní získali přehled o bezmála kompletní DNA lidských embryí vzniklých oplozením ve zkumavce. Nejprve přečetli celou dědičnou informaci biologických rodičů embryí a vyšli z toho, že embryo nemůže mít jiné sekvence DNA, než jaké najdeme u jeho otce a matky. Není ale snadné zjistit, jak jsou v embryu úseky DNA rodičů namíchány. Lidské buňky obsahují dědičnou informaci rozdělenou do 46 chromozomů. Spermie a vajíčko jich však obsahují jen třiadvacet. Když se spermie nebo vajíčko formuje, získá jednu ze čtyř milionů možných kombinací třiadvacítky chromozomů.

Zlomkovité údaje o dědičné informaci embrya a jejich porovnání s kompletními genomy rodičů posloužily vědcům z MyOme jako vodítko pro určení, které části otcovy a matčiny dědičné informace embryo zdědilo. Vytvořili tak genom embrya, který nebyl výsledkem genetických analýz, ale vznikl jakousi virtuální rekonstrukcí. Otázku, nakolik odpovídá rekonstrukce realitě, vyřešil pohled na kompletní genomy dětí, které se z testovaných embryí narodily. Výsledek je velmi dobrý. U pětidenních embryí je možné touto metodou rekonstruovat genom s více než osmadevadesátiprocentní přesností.

Informace o rekonstruované DNA embrya vědci porovnali s rozsáhlou databází údajů o tom, jaký význam mají různé varianty DNA pro zdraví člověka. Některé varianty snižují pravděpodobnost určitých onemocnění, jiné naopak riziko zvyšují. Dědičný sklon k danému onemocnění je výsledkem souhry desítek, stovek a někdy i tisíců genů. Pro konkrétní genetickou konstelaci lze vypočítat tzv. polygenní rizikové skóre. Můžeme si ho představit jako známku za to, jak dobře nebo špatně dědičná informace svého nositele chrání před onemocněními. Skóre lze stanovit např. pro kardiovaskulární onemocnění, Alzheimerovu chorobu, schizofrenii nebo některé typy nádorů.

Z většího počtu embryí vzniklých při oplození ve zkumavce by se na základě polygenního rizikového skóre vybírala ta, u kterých jsou dědičné sklony k onemocněním nejnižší. Polygenní rizikové skóre lze ale stanovit i pro vlastnosti, jako je inteligence nebo tělesná výška. Tady už by se výběr embryí dal interpretovat jako tvorba dětí na objednávku. Hranice mezi prevencí dědičných chorob a objednávkou vlastností není ostrá. Na jedné straně může stát výběr embrya tak, aby dítě netrpělo poruchou růstu. Na druhé straně pak stojí výběr embrya, které zdědí dispozice k výšce zajištující výhodu při kariéře profesionálního basketbalisty. Od kolika centimetrů tělesné výšky ale půjde o korekci poruchy růstu a jakou výšku už budeme považovat za vylepšení?

Polygenní rizikové skóre

O významu a spolehlivosti polygenního rizikového skóre se vedou mezi lékaři spory. Zatím neznáme všechny dědičné faktory přispívající k riziku vybraných onemocnění. Jeden a tentýž gen se může podílet na náchylnosti k různým onemocněním. Před jednou chorobou může chránit, rizika jiné může naopak zvyšovat. Odvrácenou tvář mají i vlohy pro vlastnosti, které považujeme za žádoucí. Například snížení pravděpodobnosti, že se narodí dítě s nižším IQ, s sebou zřejmě nese vyšší riziko jeho onemocnění bipolární poruchou.2)

Polygenní rizikové skóre se nejčastěji používá pro odhad dědičné zátěže dospělých pacientů. Jeho využívání pro výběr embryí je silně kontroverzní právě proto, že naše znalosti o dědičných vlivech na vznik závažných onemocnění mají do dokonalosti daleko. O dědičnosti vlastností, jako je inteligence nebo tělesná výška, toho víme ještě méně. Výběrem embryí na žádoucí vlastnosti můžeme nechtěně zvýšit riziko vlastností nežádoucích. Navíc byla polygenní riziková skóre vyvíjena na základě informací získaných výzkumem DNA lidí evropského původu. Pro hodnocení dědičné informace jiných etnik mají omezenou platnost. Odhaduje se, že ve srovnání s lidmi evropského původu je u lidí z jižní Asie spolehlivost polygenního rizikového skóre snížena 1,6krát, u lidí z východní Asie dvakrát a u Afričanů čtyřiapůlkrát.2)

„Jak chcete správný výběr embryí ověřovat?“ ptá se expert na léčbu neplodnosti Norbert Gleicher z newyorského Centra pro lidskou reprodukci (Center for Human Reproduction). „Bude trvat čtyřicet nebo padesát let, než se dovíme, jestli ten člověk onemocněl, nebo ne.“

Některé firmy už zákazníkům nabízejí možnost selektovat embrya vzniklá oplozením ve zkumavce na základě genetických testů tak, aby se snížilo riziko narození dítěte s nižším IQ nebo malým vzrůstem. Americký bioetik Glenn Cohen z Právnické fakulty Harvardovy univerzity označil podobné praktiky za „liberální eugeniku“.

„Tyto firmy říkají: Pomůžeme vám zjistit, jestli vašim dětem hrozí schizofrenie, a následně zjistíme, zda je pro vás míra rizika narození dítěte se schizofrenií akceptovatelná. A pokud ne, tak vám pomůžeme k tomu, aby se vám narodilo dítě, jaké preferujete,“ říká Glenn Cohen a dodává: „Pokud se nám však nelíbí, jak žijí lidé se schizofrenií, pak řešení nespočívá v tom, že umožníme většímu počtu rodičů, aby neměli dítě se schizofrenií. Řešení by mělo spočívat v tom, že zlepšíme život schizofreniků.“

Poměry líčené ve filmu GATTACA jsou pro nás bohudík stále ještě sci-fi. Nelze však brát na lehkou váhu, jakým tempem se blížíme technickým možnostem vylíčeným v kultovním filmu. Z aktivit MyOme a řady dalších podobných firem vyplývá, že po dětech na zakázku je už dnes poptávka, a na vytvoření odpovídající nabídky se usilovně pracuje. Zatím bude volba omezena jen na vlohy, které už rodiče předali embryím. Jak dlouho ale bude trvat, než se nabídka rozšíří o „korekce“ genů, které si rodiče žádají, ale sami je nemají a embrya je od nich nemohla zdědit? Technické prostředky pro tyto „korekce“ jsou již k dispozici.

Poznámky

1) Kumar A. et al.: Whole-genome risk prediction of common diseases in human preimplantation embryos. Nature Medicine 28, 513–516, 2022, DOI: 10.1038/s41591-022-01735-0.

2) Turley P. et al.: Problems with using polygenic scores to select embryos. New England Journal of Medicine 385, 78–86, 2021, DOI: 10.1056/NEJMsr2105065.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie, Genetika
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

Vzít život do svých rukou

Vzít život do svých rukou uzamčeno

Eva Bobůrková  |  3. 10. 2022
Zářijová demonstrace na Václavském náměstí. Proruským a protidemokratickým heslům tleskají desetitisíce osob. Událost nenechává nikoho na...
Spát se dá i bez mozku

Spát se dá i bez mozku

Jaroslav Petr  |  3. 10. 2022
Čím hlouběji věda proniká do tajemství spánku, tím menší se zdá možnost, že najdeme tvora, který vůbec nespí. To nás staví před otázku, kdy a za...
Tajemství Edwarda Kellyho

Tajemství Edwarda Kellyho

Vladimír Karpenko  |  3. 10. 2022
Alchymista Edward Kelly byl jednou z nejsložitějších postav evropské renesance. Jeho život zůstává dodnes v zásadě neprozkoumaný. Vše, co o něm...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné