Olemme matkalla kohti tulevaisuutta, jossa jokaisen ihmisen alttius sairastua Alzheimerin tautiin ja syöpään tiedetään ennalta, terveydenhoito ja ruokavalio räätälöidään riskien mukaan henkilökohtaisesti, ja sairaudet voidaan jopa ehkäistä ennalta geeniperimää muokkaamalla. Teknologia olisi jo olemassa – mikä meitä vielä pidättelee?
Kiinalainen tutkijaryhmä on siirtänyt aggressiivista keuhkosyöpää sairastavaan potilaaseen geenimuokattuja immuunisoluja West China Hospitalissa, kertoi Nature viime vuoden lopulla. Tavoitteena oli parantaa potilaan elimistön kykyä hyökätä syöpäsoluja vastaan.
Samankaltainen koe tehtiin pian myös toisaalla Kiinassa Nanjingin yliopiston Clinical Cancer Institutessa.
– Ensimmäinen potilas on saanut hoitoa ja se toimii hyvin, sanoi tohtori Jia Wei Wall Street Journalille kokeen jälkeen.
Molemmissa kokeissa suunniteltiin vielä yhtä tai kahta hoitokertaa eikä vielä tiedetä, mitä potilaalle tarkalleen kuuluu. Uutinen oli kuitenkin valtava: ihmisen geeniperimää muokattiin Crispr-Cas9-teknologialla ensimmäistä kertaa ja odotukset tuloksien suhteen ovat suuret.
Eläinkokeissa lupaavia tuloksia
Ihmisen geeniperimän muokkaaminen ja joidenkin sairauksien hoito siten on teoriassa mahdollista, vahvistaa Helsingin yliopiston professori Hannes Lohi.
Käytännön vaikeuksia voi Lohen mukaan kuitenkin olla useita.
– Solut uudistuvat nopealla syklillä. Vanha solu kuolee pois kudoksesta riippuen päivissä tai viikoissa ja tilalle tulee uusia. Tehty muutos ei välttämättä siirry seuraavaan solusukupolveen. Tarvitaan useita injektioita.
"Geenisakset" eli Crispr-Cas9
Kiinassa toteutetut kokeet ja Lohen mainitsemat eläinkokeet on tehty hyödyntäen Crispr-Cas9-tekniikkaa. Menetelmässä käytettävät ohjelmoitavat nukleaasit katkaisevat kromosomiston suunnitellusta kohdasta. Katkokseen voidaan liittää haluttu geeni.
Tarkkoja geeninmuokkaustyökaluja oli jo ennen Crispr-Cas9:n kehittämistä. Erona on helppous ja hintalappu. Yksittäinen laboratoriokoe edeltävillä teknologioilla maksoi tuhansia euroja – Crispr-Cas9-kokeen tekeminen maksaa nykyään arvioiden mukaan 30 euroa.
Menetelmän tutkimus on lisääntynyt ja siihen käytetty rahoitus on kasvanut räjähdysmäisesti. Tutkijat pitävät tekniikkaa alaa mullistavana.
Muutoksesta voitaisiin saada tehokkaampia, jos apuna käytettäisiin kantasoluja.
Haasteena on, miten kantasoluja saadaan irrotettua aikuisista kudoksista, muokattua oikealla tavalla ja hoito saataisiin kohdennettua oikeaan paikkaan – ensimmäisen Kiinassa tehdyn kokeen tapauksessa potilaan keuhkoihin – sen sijaan, että yritykset valuisivat maksan kautta kirjaimellisesti vessanpöntöstä alas.
– Eläinkokeissa on esimerkiksi aivosairauksissa kokeiltu viruspohjaisia työkaluja, jotka infektoisivat solut laajalti ja vievät korjatun geenin siten osaksi hermosolujen perimää, Lohi kertoo.
– Toinen vaihtoehto on se, että ruiskutettaisiin halutulle alueelle potilaasta otettuja korjattuja kantasoluja. Se on ollut esimerkiksi Parkinsonin tautia koskevissa eläinkokeissa lupaavaa.
Yksilöllistä hoitoa oman perimän mukaan
Lohi uskoo, että tulevaisuudessa voisi olla mahdollista, että jokaisesta ihmisestä olisi kerätty kantasoluja talteen sen varalta, että niitä voitaisiin käyttää geenihoidoissa.
Se liittyy henkilökohtaiseen lääketieteeseen, joka on viime aikoina ollut nouseva suuntaus. Paitsi, että jokaisesta voisi olla valmiina kantasoluja, joita voitaisiin käyttää geenihoidoissa ja jopa uusien elimien kasvattamiseen, jokaisen genomi ja sen merkittävimmät riskit voitaisiin selvittää ennalta.
Jos perimä olisi valmiiksi tiedossa, voitaisiin arvioida, millaisiin sairauksiin kullakin on riski sairastua, millaiset hoidot tepsivät parhaiten ja millaisilla elämäntavoilla niitä voisi ehkäistä.
– Koko genomi voidaan nykyään lukea päivässä vain muutaman sadan euron kustannuksella. Perimän luenta on nykyään sen verran halpaa, että henkilökohtainen lääketiede ei välttämättä olisi lisäkulu, vaan säästöä ja parempaa sekä tehokkaampaa hoitoa, Lohi sanoo.
Syövän geenitestausta Huslabissa, kuvassa verinäyteputkia DNA:n erottamista varten pipetointiautomaatissa Helsingissä.
Esimerkiksi on jo tiedossa, että kananmunien keltuaiset nostavat kolesterolia vain tiettyjä geenejä kantavilla. Jos geenit olisi selvitetty ennalta, geeniä kantavia voisi erityisesti suositella välttämään kananmunien syöntiä. Myös monien yleisten lääkkeiden toimivuus liittyy perimään.
Eettisyys epäilyttää
Koko geeniperimän selvittämiseen ja geenien muokkaukseen liittyy suuri eettinen kysymys. Olisi käytännössä mahdollista seuloa ja poistaa perinnölliset sairaudet jo alkiovaiheessa – on kuitenkin herännyt keskustelua siitä, onko se oikein.
Pelkona on, että alkion korjailu lipsuisi vakavien sairauksien ehkäisystä myös kosmeettisten asioiden, kuten vaikkapa vauvan silmien värin, muokkaukseen. Turvallisuudestakaan ei olla Lohen mukaan vielä tarpeeksi varmoja.
– Tutkijakunnassa ei olla lainkaan varmoja, onko nykyinen Crispr riittävän turvallinen teknologia, vaikka tutkimusten perusteella näyttäisi siltä, että turvallisuus paranee jatkuvasti. On tutkijoita, jotka haluaisivat jo edetä kliinisiin kokeisiin ja näkevät hyödyt.
– Lupaa ei ole vielä annettu.
Luvalla Lohi tarkoittaa sitä, että muokattuja alkioita ei saa päästää etenemään raskauteen.
Lohi kertoo kuitenkin, että kun esimerkiksi vakavan rintasyövän sairastaneita syöpägeenin kantajia on haastateltu, monet haluaisivat poistaa geenin jälkeläisiltään, jotta he eivät joutuisi kokemaan vastaavaa tragediaa.
Eettisen kysymyksen voisi siis muotoilla myös toisin: onko oikein olla ehkäisemättä ennalta ainakaan sellaisia sairauksia, joiden puhkeaminen on todennäköistä tai jopa varmaa?
Laboratoriohoitaja ottaa spermanäytettä tutkimista varten Naistenklinikalla Helsingissä.
"Geenisaksien" käyttö voi altistaa syövälle
Yksilöllistä kantasolupankkia, omista kantasoluista kasvatettuja elimiä ja geenien saksimista terveemmiksi rajoittaa vielä turvallisuus.
– Joskus kantasolut eivät toimikaan toivotulla tavalla, vaan saattavat itseasiassa muuttua syöpämäisiksi soluiksi. Elimistömme ei myöskään hyväksy aina edes omia uusittuja soluja vaan hyökkää niiden kimppuun kudossiirroksista tutulla tavalla, Lohi selittää.
Kun Kiinassa tehdyistä kokeista saadaan ensimmäiset tulokset, tiedetään enemmän.
– Onnistuminen on toivottavaa, sillä se toisi kokonaan uudenlaisia työkaluja taistelussa syöpää ja muitakin sairauksia vastaan, Lohi sanoo.
Syövän geenitestausta Huslabissa Helsingissä. Kuvassa chippi, josta mitataan DNA pitoisuutta DNA-näyteputkiloiden päällä.
Sen verran paljon on vielä selvittämättä, että villeihin arvailuihin siitä, voitaisiinko geenisaksilla toimiessaan vielä joskus pidentää solujen telomeerejä ja siten myös elinikää, Lohi ei vielä lähde.
– Jokaisessa solujakautumisessa telomeerit lyhenevät ja ikääntyminen liittyy osittain siihen. Pystyttäisiinkö muokkaamaan perimää niin, että telomeerit lyhenisivät hitaammin ja millainen vaikutus sillä olisi?
– Solujen elämän säätely on monimutkaista ja jos siihen menee puuttumaan, se voi altistaa yllätyksille.
Artikkelin ja faktalaatikon lähteenä on käytetty 16. elokuuta ilmestynyttä Kiehtovat geenit – mihin geenitietoa käytetään? -kirjaa.
Alla olevalla videolla professori Kristiina Aittomäki kertoo geenivirheiden tutkimisesta.
Sisältö ei valitettavasti ole saatavilla.