Banyak dari kita dilahirkan dengan kualitas yang membantu kita bersaing lebih baik dalam masyarakat: kecantikan, kecerdasan, penampilan spektakuler, atau kekuatan fisik. Karena keberhasilan genetika, tampaknya sebentar lagi sesuatu yang sebelumnya tidak memungkinkan akan tersedia bagi kita - untuk "merancang" orang bahkan sebelum mereka lahir. Untuk menanyakan kualitas yang diperlukan, jika tidak diberikan secara alami, menentukan sebelumnya peluang yang sangat diperlukan dalam hidup. Inilah yang kita lakukan dengan mobil dan benda mati lainnya, tetapi sekarang genom manusia telah diterjemahkan dan kita sudah belajar untuk mengeditnya, tampaknya kita semakin dekat dengan kemunculan apa yang disebut "desainer", anak-anak yang "diproyeksikan". Apakah kelihatannya begitu atau akankah segera menjadi kenyataan?
Lulu dan Nana dari Pandora's Box
Kelahiran anak pertama dengan genom yang dimodifikasi di penghujung tahun 2019 menimbulkan gaung serius di komunitas ilmiah dan masyarakat. He Jiankui, ahli biologi di Southern University of Science and Technology, China (SUSTech) - Pada 19 November 2018, pada malam KTT Internasional kedua tentang Pengeditan Genom Manusia di Hong Kong, dalam sebuah wawancara dengan Associated Press, mengumumkan kelahiran anak pertama dengan genom yang diedit.
Gadis kembar itu lahir di Tiongkok. Nama mereka, serta nama orang tua mereka, tidak diungkapkan: “Anak GMO” pertama di planet ini dikenal sebagai Lulu dan Nana. Menurut ilmuwan tersebut, gadis-gadis itu sehat, dan gangguan pada genom mereka membuat si kembar kebal terhadap HIV.
Peristiwa, yang mungkin tampak seperti langkah baru dalam perkembangan umat manusia, atau setidaknya pengobatan, seperti yang telah disebutkan, tidak menimbulkan emosi positif di antara rekan ilmuwan tersebut. Sebaliknya, dia dikutuk. Instansi pemerintah di China memulai penyelidikan, dan semua eksperimen dengan genom manusia di negara tersebut untuk sementara dilarang.
He Jiankui.
Eksperimen tersebut, yang tidak dihargai oleh publik, adalah sebagai berikut. Ilmuwan mengambil sperma dan telur dari orang tua masa depan, melakukan fertilisasi in vitro bersama mereka, dia mengedit genom embrio menggunakan metode CRISPR / Cas9. Setelah embrio ditanamkan ke dalam lapisan rahim wanita, ibu masa depan gadis-gadis itu tidak terinfeksi HIV, tidak seperti sang ayah, yang merupakan pembawa virus.
Video promosi:
Gen CCR5, yang mengkode protein membran yang digunakan oleh virus human immunodeficiency untuk memasuki sel, telah diedit. Jika diubah, orang dengan mutasi buatan seperti itu akan kebal terhadap infeksi virus.
Lulu dan Nana.
Mutasi yang dibuat oleh He Jiankui secara artifisial disebut CCR5:32: ia juga ditemukan di alam, tetapi hanya pada beberapa orang, dan telah lama menarik perhatian para ilmuwan. Percobaan pada tikus tahun 2016 menunjukkan bahwa CCR5 Δ32 mempengaruhi fungsi hipokampus, meningkatkan daya ingat secara signifikan. Pembawanya tidak hanya kebal terhadap HIV, tetapi juga pulih lebih cepat setelah stroke atau cedera otak traumatis, memiliki daya ingat dan kemampuan belajar yang lebih baik daripada orang “biasa”.
Namun, sejauh ini tidak ada ilmuwan yang dapat menjamin bahwa CCR5 Δ32 tidak membawa risiko yang tidak diketahui dan bahwa manipulasi dengan gen CCR5 tersebut tidak akan menyebabkan konsekuensi negatif bagi pembawa mutasi. Sekarang satu-satunya konsekuensi negatif dari mutasi semacam itu diketahui: organisme pemiliknya lebih rentan terhadap demam West Nile, tetapi penyakit ini cukup jarang.
Sementara itu, universitas tempat ilmuwan China itu bekerja tidak mengakui karyawannya. Almamater tersebut mengatakan bahwa mereka tidak mengetahui tentang eksperimen He Jiankui, yang mereka sebut sebagai pelanggaran berat terhadap prinsip-prinsip etika dan praktik ilmiah, dan dia terlibat di dalamnya di luar tembok institusi.
Perlu dicatat bahwa proyek itu sendiri tidak menerima konfirmasi independen dan tidak lolos tinjauan sejawat, dan hasilnya tidak dipublikasikan di jurnal ilmiah. Yang kami miliki hanyalah pernyataan ilmuwan.
Karya He Jiankui melanggar moratorium internasional atas eksperimen semacam itu. Larangan dibuat di tingkat legislatif di hampir semua negara. Kolega ahli genetika setuju bahwa penggunaan teknologi pengeditan genom CRISPR / Cas9 pada manusia membawa risiko yang sangat besar.
Tetapi poin utama kritik adalah bahwa karya ahli genetika China tidak memiliki inovasi: tidak ada yang pernah melakukan eksperimen seperti itu sebelumnya karena takut akan konsekuensi yang tidak dapat diprediksi, karena kita tidak tahu masalah apa yang dapat ditimbulkan oleh gen yang dimodifikasi untuk pembawa dan keturunannya.
Seperti yang dikatakan ahli genetika Inggris Maryam Khosravi di akun Twitter-nya: "Jika kita bisa melakukan sesuatu, itu tidak berarti kita harus melakukannya."
Ngomong-ngomong, pada Oktober 2018, bahkan sebelum pernyataan mengejutkan dari ilmuwan Tiongkok, ahli genetika Rusia dari Pusat Penelitian Medis Nasional Obstetri, Ginekologi dan Perinatologi yang dinamai Kulakov juga mengumumkan keberhasilan perubahan gen CCR5 menggunakan editor genom CRISPR / Cas9 dan mendapatkan embrio yang tidak terkena dampak HIV. Secara alami, mereka dihancurkan, sehingga tidak sampai pada kelahiran anak-anak.
40 tahun sebelumnya
Maju cepat empat dekade. Pada Juli 1978, Louise Brown lahir di Inggris Raya - anak pertama yang lahir dari hasil bayi tabung. Kemudian kelahirannya menyebabkan banyak kebisingan dan kemarahan, dan pergi ke orang tua dari "bayi tabung" dan para ilmuwan, yang dijuluki "dokter Frankenstein."
Louise Brown. Di masa kecil dan sekarang.
Tetapi jika kesuksesan itu membuat takut beberapa orang, itu memberi orang lain harapan. Jadi, saat ini di planet ini ada lebih dari delapan juta orang yang berhutang budi pada teknik IVF, dan banyak prasangka yang populer kemudian telah dihilangkan.
Namun, ada satu kekhawatiran lagi: karena metode IVF mengasumsikan bahwa embrio manusia yang “siap” ditempatkan di dalam rahim, ia mungkin mengalami modifikasi genetik sebelum implantasi. Seperti yang bisa kita lihat, setelah beberapa dekade, inilah yang sebenarnya terjadi.
Prosedur IVF.
Jadi dapatkah paralel ditarik antara dua peristiwa - kelahiran Louise Brown dan si kembar Cina Lula dan Nana? Apakah pantas untuk diperdebatkan bahwa kotak Pandora terbuka dan segera akan mungkin untuk "memesan" anak yang dibuat sesuai dengan proyek, yaitu, seorang desainer. Dan yang paling penting - akankah sikap masyarakat terhadap anak-anak seperti itu berubah, seperti yang secara praktis telah berubah terhadap anak-anak "dari tabung reaksi" hari ini?
Seleksi embrio atau modifikasi genetik?
Namun, tidak hanya pengeditan genom yang membawa kita lebih dekat ke masa depan di mana anak-anak akan memiliki kualitas yang telah direncanakan sebelumnya. Lulu dan Nana berutang kelahiran mereka tidak hanya pada teknologi penyuntingan gen CRISPR / Cas9 dan IVF, tetapi juga pada diagnosis genetik praimplantasi embrio (PGD). Selama percobaannya, He Jiankui menggunakan PGD dari embrio yang diedit untuk mendeteksi kesalahan chimerism dan di luar target.
Dan jika pengeditan embrio manusia dilarang, maka diagnostik genetik praimplantasi, yang terdiri dari pengurutan genom embrio untuk penyakit genetik keturunan tertentu, dan pemilihan embrio sehat berikutnya tidak. PGD merupakan salah satu alternatif diagnosis prenatal, hanya tanpa perlu menghentikan kehamilan jika ditemukan kelainan genetik.
Selama PGD, embrio yang diperoleh dengan fertilisasi in vitro dilakukan skrining genetik. Prosedur ini melibatkan ekstraksi sel dari embrio pada tahap sangat awal perkembangan dan membaca genomnya. Semua atau sebagian DNA dibaca untuk menentukan varian gen yang dibawanya. Setelah itu, calon orang tua akan dapat memilih embrio mana yang akan ditanamkan dengan harapan bisa hamil.
Preim. diagnosis genetik lantasi (PGD).
Diagnosis genetik praimplantasi sudah digunakan oleh pasangan yang percaya bahwa mereka membawa gen untuk penyakit turunan tertentu untuk mengidentifikasi embrio yang kekurangan gen tersebut. Di Amerika Serikat, pengujian semacam itu digunakan pada sekitar 5% kasus IVF. Biasanya dilakukan pada embrio berumur tiga sampai lima hari. Tes semacam itu dapat mendeteksi gen yang membawa sekitar 250 penyakit, termasuk talasemia, penyakit Alzheimer dini, dan fibrosis kistik.
Namun saat ini, PGD tidak terlalu menarik sebagai teknologi untuk mendesain anak. Prosedur untuk mendapatkan telur tidak menyenangkan, berisiko dan tidak menyediakan jumlah sel yang diperlukan untuk seleksi. Tapi semuanya akan berubah secepat mungkin untuk memperoleh lebih banyak telur untuk pembuahan (misalnya, dari sel kulit), dan pada saat yang sama, kecepatan dan harga sekuensing genom akan meningkat.
Ahli bioetika Henry Greeley dari Stanford University di California menyatakan, "Hampir semua yang dapat Anda lakukan dengan penyuntingan gen, dapat Anda lakukan dengan seleksi embrio."
Apakah DNA Destiny?
Menurut para ahli, dalam beberapa dekade mendatang di negara maju, kemajuan teknologi untuk membaca kode genetik yang tercatat dalam kromosom kita akan memberi semakin banyak orang kesempatan untuk mengurutkan gen mereka. Tetapi menggunakan data genetik untuk memprediksi orang seperti apa embrio akan menjadi lebih sulit daripada kedengarannya.
Banyak orang percaya bahwa ada hubungan langsung dan tidak ambigu antara gen dan sifat mereka. Gagasan tentang keberadaan gen yang secara langsung bertanggung jawab atas kecerdasan, homoseksualitas, atau, misalnya, kemampuan musik, tersebar luas. Tetapi bahkan dengan contoh gen CCR5 yang disebutkan di atas, perubahan yang memengaruhi otak, kami melihat bahwa semuanya tidak sesederhana itu.
Ada banyak - kebanyakan langka - penyakit genetik yang dapat dikenali secara akurat oleh mutasi gen tertentu. Biasanya, memang ada hubungan langsung antara kerusakan gen seperti itu dan penyakitnya.
Penyakit yang paling umum atau kecenderungan medis - diabetes, penyakit jantung atau kanker tertentu - berhubungan dengan beberapa atau bahkan banyak gen dan tidak dapat diprediksi dengan pasti. Selain itu, mereka bergantung pada banyak faktor lingkungan - misalnya, pada pola makan seseorang.
Tetapi ketika sampai pada hal-hal yang lebih kompleks seperti kepribadian dan kecerdasan, di sini kita tidak tahu banyak tentang gen mana yang terlibat. Namun, para ilmuwan tidak kehilangan sikap positifnya. Karena jumlah orang yang genomnya telah diurutkan meningkat, kita akan dapat mempelajari lebih lanjut tentang area ini.
Sementara itu, Euan Birney, direktur European Institute of Bioinformatics di Cambridge, mengisyaratkan bahwa decoding genom tidak akan menjawab semua pertanyaan, mencatat: "Kita harus menjauh dari gagasan bahwa DNA Anda adalah takdir Anda."
Konduktor dan orkestra
Namun, ini belum semuanya. Tidak hanya gen yang bertanggung jawab atas kecerdasan, karakter, fisik, dan penampilan kita, tetapi juga tag spesifik epigen yang menentukan aktivitas gen, tetapi tidak memengaruhi struktur utama DNA.
Jika genom adalah sekumpulan gen dalam tubuh kita, maka epigenom adalah sekumpulan tanda yang menentukan aktivitas gen, semacam lapisan pengatur yang seolah-olah berada di atas genom. Menanggapi faktor eksternal, ia memerintahkan gen mana yang harus bekerja dan mana yang harus tidur. Epigenom adalah konduktor, genom adalah orkestra, di mana setiap musisi memiliki bagiannya sendiri-sendiri.
Perintah tersebut tidak mempengaruhi urutan DNA, mereka hanya mengaktifkan (mengekspresikan) beberapa gen dan mematikan (menekan) yang lain. Jadi, tidak semua gen yang ada di kromosom kita bekerja. Manifestasi dari sifat fenotipik tertentu, kemampuan untuk berinteraksi dengan lingkungan, dan bahkan laju penuaan bergantung pada gen mana yang diblokir atau dibuka.
Mekanisme epigenetik yang paling terkenal dan diyakini paling penting adalah metilasi DNA, penambahan gugus CH3 oleh enzim DNA - metiltransferase ke sitosin - salah satu dari empat basa nitrogen dalam DNA.
Epigenom.
Saat gugus metil terikat pada sitosin gen, gen tersebut dimatikan. Namun, yang mengherankan, dalam keadaan tidak aktif seperti itu, gen diturunkan ke keturunannya. Perpindahan karakter yang diperoleh makhluk hidup selama hidup disebut pewarisan epigenetik, yang berlangsung selama beberapa generasi.
Epigenetik - ilmu yang disebut adik perempuan genetika - mempelajari bagaimana mengaktifkan dan menonaktifkan gen memengaruhi sifat fenotipik kita. Menurut banyak ahli, terletak pada perkembangan epigenetika di masa depan keberhasilan teknologi untuk menciptakan anak-anak desainer.
Dengan menambahkan atau menghilangkan "tanda" epigenetik, kita dapat, tanpa mempengaruhi urutan DNA, melawan kedua penyakit yang muncul di bawah pengaruh faktor yang tidak menguntungkan, dan memperluas "katalog" karakteristik rancangan anak yang direncanakan.
Apakah skenario Gattaki dan ketakutan lain itu nyata?
Banyak yang takut bahwa dari mengedit genom - untuk menghindari penyakit genetik yang serius - kita akan beralih ke perbaikan manusia, dan di sana tidak jauh sebelum munculnya superman atau percabangan umat manusia ke dalam kasta biologis, seperti prediksi Yuval Noah Harari.
Ahli bioetika Ronald Greene dari Dartmouth College di New Hampshire yakin kemajuan teknologi dapat membuat "desain manusia" lebih mudah diakses. Dalam 40-50 tahun mendatang, dia berkata, “kita akan melihat penggunaan pengeditan gen dan teknologi reproduksi untuk meningkatkan kualitas manusia; kami dapat memilih warna mata dan rambut untuk anak kami, kami ingin meningkatkan kemampuan atletik, kemampuan membaca atau berhitung, dan sebagainya."
Namun, kemunculan anak-anak desainer tidak hanya penuh dengan konsekuensi medis yang tidak terduga, tetapi juga memperdalam ketidaksetaraan sosial.
Seperti yang ditunjukkan oleh ilmuwan bioetika Henry Greeley, peningkatan kesehatan 10% hingga 20% yang dapat dicapai melalui PGD yang melengkapi manfaat yang telah dihasilkan oleh kekayaan dapat menyebabkan kesenjangan yang semakin lebar dalam status kesehatan orang kaya dan miskin, baik di masyarakat maupun antar negara.
Dan sekarang dalam imajinasi ada gambar-gambar mengerikan dari elit genetik, seperti yang digambarkan dalam film thriller distopia Gattaca: kemajuan teknologi telah mengarah pada fakta bahwa egenetika tidak lagi dianggap sebagai pelanggaran norma moral dan etika, dan produksi orang-orang ideal dijalankan. Di dunia ini, umat manusia dibagi menjadi dua kelas sosial - "valid" dan "in-valid". Yang pertama, biasanya, adalah hasil dari kunjungan orang tua ke dokter, dan yang terakhir adalah pembuahan alami. Semua pintu terbuka untuk "baik", dan "tidak layak", sebagai aturan, berlebihan.
Cuplikan film "Gattaca" (1997, USA).
Mari kembali ke realitas kita. Kami mencatat bahwa belum mungkin untuk memprediksi konsekuensi gangguan pada urutan DNA: genetika tidak memberikan jawaban atas banyak pertanyaan, dan epigenetik sebenarnya berada pada tahap awal perkembangan. Setiap percobaan dengan kelahiran anak-anak dengan genom yang dimodifikasi memiliki risiko signifikan yang dalam jangka panjang dapat menjadi masalah bagi anak-anak tersebut, keturunannya, dan, mungkin, seluruh spesies manusia.
Namun kemajuan teknologi di bidang ini, dengan menyelamatkan kita, mungkin dari beberapa masalah, akan menambah masalah baru. Kemunculan perfect dalam segala hal anak-anak desainer yang setelah dewasa menjadi anggota masyarakat dapat menimbulkan masalah yang serius berupa pendalaman ketimpangan sosial yang sudah pada tataran genetik.
Ada masalah lain: kami tidak melihat topik yang dibahas melalui kacamata anak-anak. Orang terkadang cenderung melebih-lebihkan kemampuan sains, dan godaan untuk menggantikan kebutuhan akan perawatan yang telaten untuk anak mereka, asuhan dan studinya dengan membayar tagihan di klinik khusus bisa jadi besar. Bagaimana jika anak desainer, yang telah menginvestasikan begitu banyak uang dan memiliki begitu banyak harapan, tidak memenuhi harapan tersebut? Jika, meskipun kecerdasan diprogram dalam gen dan penampilan yang spektakuler, dia tidak menjadi apa yang mereka ingin lakukan? Gen bukanlah takdir.
