O metodě „editace“ genů známé jako CRISPR, díky které je možné „stříhat“ DNA v buňkách, jsme psali už mnohokrát z různých důvodů: protože si s ní neví rady zákony a zákonodárci, protože s ní vědci upravovali oplodněná lidská vajíčka a dokonce i embrya či protože dala vzniknout svalnatým prasatům. A konečně i proto, že se stala předmětem nezvykle ostrého sporu mezi dvěma americkými univerzitami, které si obě nárokují klíčový patent na její použití v buňkách stejného typu, jako mají lidé a savci (tedy eukaryotických buňkách, buňkách s jádrem). Tentokrát půjde znovu o vepře.
Tým ze skotského Ústavu v Roslinu při univerzitě v Edinburghu zveřejnil výsledky svého projektu na vytvoření prasat odolných proti nejdražší prasečí nemoci, o které jste nikdy neslyšeli, tzv. reprodukčním a respiračním syndromu prasat, čili PRRS. Že taková zvířata vznikla, jsme věděli už od minulého roku, nyní byly zveřejněny výsledky ze zkoušek dotyčného viru na zvířatech. Jak se ukázalo, upravená selata byla proti jinak velmi nakažlivému viru imunní, uvádějí autoři v kratičkém online článku v časopise Journal of Virology.
Podstata práce je poměrně prostá. Autoři využili právě na začátku zmíněnou technologii CRISPR (plným názvem CRISPR/Cas-9, ale na tom tak nezáleží) k tomu, aby z DNA zvířat „vystřihli“ malý kousek na jednom genu (gen CD163). Ten obsahuje instrukce k vytváření jedné bílkoviny, která se vyskytuje jako v krvi, tak na povrchu imunitních buněk zvířat, a která slouží jako „kotva“ pro uchycení viru způsobujícího nemoc PRRS. (bílkovina se označuje prostě CD163.) Vystřižení části genu u upravených zvířat způsobí, že jejich buňky vyrábí „zkrácenou“ bílkovinu, na kterou by se virus neměl přichytit - alespoň taková byla teorie.
Výsledky zkoušek ukazují, že v tomto případě se odhady trefily. Upravená zvířata se (alespoň zatím) nezdají být omezena či oslabena, po vystavení viru PRRS však neonemocněla a v jejich těle se virus zřejmě nedokázal uchytit. Zatím to lze spolehlivě doložit jen u kmene viru, který byl ve zkoušce použit, další zkoušky budou následovat, ovšem dosavadní výsledky z laboratoře (tj. zkouškách jen na buňkách) vypadají slibně.
Drahá nemoc
PRRS je přitom nemoc, která podle analýzy z roku 2012 stojí ročně americké chovatele něco přes 600 milionů dolarů ročně (dostupná v PDF). Jak se totiž mezi zvířaty rozšíří, je těžké se jí zbavit - účinná léčba neexistuje a virus v chovu vydrží dlouho. A náklady přepočtené na jedno prodané zvíře se podle odhadují pohybují někde v řádu pár desítek korun, což v odvětví s tak nízkými maržemi není zanedbatelné.
Co je to CRISPRMetoda genetické modifikace CRISPR/Cas9 díky své přesnosti a jednoduchosti představuje zásadní pokrok. V podstatě jde o postup odkoukaný od obranného mechanismu celé řady bakterií. Ty si v DNA uchovávají drobné úseky z DNA svých „nepřátel“ (především tzv. bakteriofágů, tedy virů, které napadají bakterie), které se označují jako CRISPR. Vyskytují se na více místech dědičné informace bakterie a mohou obsahovat až stovku „nasekaných“ porcí fágu. Pokud do bakterie pronikne virus, jehož dědičná informace obsahuje úseky shodné s „porcemi“ přemoženého viru uloženými v „archivu“ CRISPR, pak začne bakterie podle archivovaných úseků vyrábět dlouhou molekulu ribonukleové kyseliny (RNA). Buňka vzápětí rozdělí dlouhou RNA na spoustu krátkých molekul tvořených zhruba 60 písmeny genetického kódu. Tyto krátké RNA se spojí s enzymem Cas, který funguje jako molekulární nůžky na DNA a je určen právě pro tyto účely. Krátká molekula RNA funguje jako vynikají „vyhledávač“, který dovede „nůžky“ proteinu Cas na přesně vybrané místo v dědičné informaci viru. Nůžky pak střihem vytvoří v dědičné informaci viru díru a zasadí mu tak smrtelný úder. O významu „imunitního systému“ CRISPR svědčí skutečnost, že byl odhalen v arzenálu významné části mikrobiálního světa. |
Problém také není ani zdaleka jen americký. Evropská forma viru není údajně obvykle tak nebezpečná pro zvířata jako americká, i tak musí evropští zemědělci podnikat poměrně nákladná opatření, aby se jim v chovu nemoc nerozšířila.
Dodavatel imunních zvířat tak má naději na poměrně zajímavý zisk - může ušetřit chovatelům práci i peníze. I proto zkoušky zvířat platí největší dodavatel chovných prasat na světě, společnost Genus PIC (zkratka „Pig Improvement Company“, tj. „společnost na vylepšení prasat“), která dodává i do ČR.
Obchodní model je také jasný - chovatelé budou muset upravená zvířata kupovat od výrobce (v principu by ovšem změna měla být dědičná, pokud budou oba rodiče mít upravenou DNA). Dnes rozhodně není možné „zeditovat“ DNA dostatečně velké části buněk dospělých zvířat, a prase se se zkrácenou verzí DNA musí narodit. Výjimkou je samozřejmě první generace vznikla tak, že vědci vložili „zeditované“ buněčné jádro do vajíčka, ze kterého původní jádro vyjmuli (to je postup, který se podařilo zdokonalit během při klonování všech možných savců počínaje ovcí Dolly).
Kde se bude chovat?
Zkoušky ovšem probíhají a dále budou probíhat v USA, kde je pro technologii CRISPR v tuto chvíli lepší situace. Americká agentura FDA totiž už jednou, v případě touto metodou upraveného žampionu, rozhodla, že „vystřihování“ genů metodou CRISPR je něco jiného než „genetická modifikace“, tedy tolika spotřebiteli odmítané „GMO“. Ani zmíněný žampion, který díky úpravě nehnědne, ani vůči PRRS imunní prase neobsahují DNA z žádného jiného organismu, a tak podle rozhodnutí FDA nemusí být regulovány stejně jako GMO potraviny či plodiny. Zvířata jsme vynechali úmyslně, zatím představují jen malou, v podstatě zanedbatelnou složku z celkových prodejů GMO organismů. Americká FDA schválila prodej masa z prvního takového zvířete, upraveného lososa, letos v dubnu, a to až po kanadských úřadech.
Minimálně v USA tedy prodejům „zeditovaných“ zvířat nestojí téměř nic v cestě a je celkem pravděpodobné, že už za několik let by se mohla objevit na americkém trhu. V Evropě je situace nejasnější. Letos v lednu Soudní dvůr Evropské unie dospěl k závěru, že techniky jako CRISPR by podle stávající legislativy spíše neměly podléhat stejné regulaci jako geneticky modifikované organismy, ale rozhodnutí je dost komplikované a u složitějších případů editace je i podle něj situace méně jednoznačná. A vlastní legislativu mohou samozřejmě přijmout i členské státy a není vůbec vyloučeno, že některé z nich přenesou svůj odmítavý postoj ke genetickým modifikacím i na „editace“ typu CRISPR.
Další otázkou samozřejmě je, jak draho by odmítání CRISPRu a genetických editací vyšlo. Geneticky modifikované potraviny jsou v mnoha ohledech sice výhodnější, ale díky veřejné podpoře a odporu části zákazníků se bez nich evropští zemědělci v podstatě obejdou (kromě dovozu GM krmiva pro hospodářská zvířata). CRISPR se zdá být ovšem výrazně zajímavější technologie, jak nasvědčuje ostrý spor o patentová práva, ale koneckonců i existence imunních prasat.
První úspěšný případ využití CRISPR u buněk s jádrem (tedy i těch savčích) byl oznámen v lednu 2013 a už o pět let později jedna jeho relativně přímočará aplikace může vydělat stovky milionů dolarů ročně. Může přijít celá řada dalších; stejná skupina údajně pracuje podle Guardianu na přípravě prasat, která by mohla být imunní vůči africkému prasečímu moru. Nemluvě o majitelích prasat, kteří kvůli karanténním opatřením museli své chovy vybít.
