Tekla
14 °C
27 °C
Index - In English In English Eng

Pizzán és sörön múlt a humán genom sorsa

GettyImages-664319
2020.06.26. 23:52
Húsz évvel ezelőtt a Fehér Házban jelentették be, hogy az emberiség talán legnagyobb felfedezővállalkozása sikerrel járt: elolvastuk saját genetikai kódunk betűit. A Humán Genom Projekt a kilencvenes években még maga volt a tudományos fantasztikum, és ahogy minden orvostudományban is alkalmazható újítástól, ettől is a mindent gyógyító csodaszert várták. De vajon tényleg megfejtették az ezredfordulóra az emberi génkészletet, és valóban átléptünk-e a genetikai orvoslás korába?

Bill Clinton amerikai elnök két férfival állt a Fehér Ház keleti szárnyában 2000. június 26-án. Francis Collinsszal, a Nemzetközi Humán Genom Projekt (HGP) igazgatójával (aki ma az amerikai Országos Orvostudományi Kutatóintézet, a NIH igazgatója, így fontos szerepet játszik a koronavírus elleni védekezésben is), illetve Craig Venterrel, a Celera nevű vállalat igazgatójával. Az, hogy mindketten jelen lehettek a humán genom sikeres megfejtésének bejelentésekor, a vállalkozás kétségkívül magasztos céljait övező, már csöppet sem olyan magasztos politikai, üzleti és erkölcsi csatározások folytán kialakult patthelyzet következménye volt.

A Celera és a HGP közötti harc korántsem csupán tudományfilozófiai kérdésekről folyt. A versenyfutás győztese határozhatta meg, hogy lehet-e az emberi géneket (vagyis testünk részeit) szabadalmaztatni, a bennük tárolt információt kisajátíthatja-e magának bármely magáncég.

A legfontosabb térkép

Mindez azonban semmit sem von le az 1990-től több mint egy évtizeden keresztül (mert valójában semmi sem volt kész 2000-ben) folyamatosan dolgozó sok száz genetikus eredményéből, akik a ma már alapvetőnek számító biotechnológiai felszerelés hiányában kínkeservesen olvasták le betűről betűre az emberi géneket alkotó nukleotidokat.

Kétség sem férhet hozzá, hogy ez a legfontosabb, legcsodálatosabb térkép, amelyet az emberiség valaha is készített

– mondta Clinton elnök az ünnepségen Francis Collins Isten ábécéje című visszaemlékezése szerint. Ma már magától értetődőnek tűnik, hogy a genomszekvenciát géntérképnek nevezzük, és nem is nagyon gondolunk bele, hogy mennyiben megalapozott ez az elnevezés.

Az elnök tovább szőtte a térképmetaforát, és ezzel kezdte beszédét: “Majdnem két évszázaddal ezelőtt Thomas Jefferson és egy befolyásos tanácsadója ebben a teremben egy nagyszerű térképet terített ki. Egy térképet, amiért Jefferson régóta imádkozott, hogy még életében láthassa.”

A szóban forgó térkép Meriwether Lewis térképe volt, amit az észak-amerikai kontinenst nyugat felé átszelve rajzolt a földrészről. De Clinton beszéde szerint aznap a világ azért gyűlt össze, hogy egy még ennél is fontosabb térkép előtt tisztelegjen. Kérdés sem férhet hozzá, hogy ez az értékelés igaz, pláne a teljes emberiségre nézve. Hatalmas eredmény volt, hogy a saját örökítőanyagunk nukleotidsorrendje elérhetővé vált minden embernek – az persze más kérdés, hogy ki mit tud kezdeni vele.

Másfél év egyetlen betű megtalálásáért

Felemelő pillanat volt az, amikor ezt az ajándékot a felfedező kutatók közkincsként átnyújtották az egész világnak. De a jövőre nézvést nem szabad elfelejtenünk, hogy a történet nagyon máshogy is alakulhatott volna, és akkor a humán genom megfejtése nem az emberiség talán legnagyobb tudományos eredményeként vonult volna be a történelembe.

Collins a nyolcvanas években a Yale Egyetemen kutatott, és az első között volt, akik felfedezték az ember egy élettani folyamatának konkrét mutációs okát. Egy jamaicai családban a magzati hemoglobin génje egész életük során aktív maradt. A magzati hemoglobin a magzati és az újszülött életszakaszban szállítja az oxigént a vérben, aztán leáll a termelése. A remények szerint, ha a sarlósejtes vérszegénységben szenvedőknél vissza tudnák állítani a magzati hemoglobin termelését (tehát újra be tudnák kapcsolni a génjét), azzal részben pótolhatnák a betegség következtében kieső felnőtt hemoglobint.

A Yale kutatócsoportja 18 hónap alatt találta meg, hogy a jamaicai családnál az egyik gén egyetlen génhelyén végbement báziscsere okozza a gén aktivitását. Másfél év alatt azonosították az egyetlen felelős betűeltérést. Az emberi genom hárommilliárd betűből áll. Nem csoda, hogy amikor Collins arról hallott, hogy a nyolcvanas évek végén néhány nagyot álmodni merő kutató pedzegetni kezdte a teljes emberi genom szekvenálását,

tökéletesen biztos volt abban, hogy az ő életében ez nem fog sikerrel járni.

Hulladék DNS

Akkoriban szinte semmit sem tudtunk arról, hogy az emberi genom hogyan épül fel: pontosan mekkora, hány gént tartalmaz, mekkora része értelmes, tehát kódol fehérjét, egyáltalán mely szakaszait nevezhetjük géneknek. És az sem volt biztos, hogy az egésznek van-e értelme.

Különösen az úgynevezett hulladék (junk) DNS szekvenálása képezte vita tárgyát a tudományos közösségben. Ezek olyan DNS-szakaszok, amelyek nem kódolnak fehérjéket, így (elvileg) nem játszanak szerepet az öröklésben. A kutatók egy része szerint ezekkel nem is kell törődni, más részük szerint ha már szekvenáljuk az egész humán genomot, akkor ezeket a szakaszokat is kell, hogy tényleg meglegyen az egész. Az egyik szkeptikus kutató így vélekedett a teljes humán génkészlet meghatározásáról:

A genom szekvenálása nagyjából annyira lenne hasznos, mintha lefordítanánk Shakespeare összes műveit ékírásra, csak kevésbé lenne megvalósítható, és nehezebben lehetne értelmezni.

Felmerülhet a kérdés, hogy a genetikusok egy része miért ellenezheti azt, hogy a kutatásai tárgyát a korábbinál összehasonlíthatatlanul nagyobb mélységben megismerhessük. Nos, erre számos, az adott pillanatban nagyon is racionális okuk volt. Egyrészt nem mindenki hitt benne, hogy az egész megvalósítható. Másrészt pedig a költségek, illetve az erőforrásigények csillagászatinak ígérkeztek, és úgy gondolták, hogy ezt a nagyobb vagyont sok más értelmesebb célra is el lehetne költeni.

3 milliárd bázispár = 3 milliárd dollár

A HGP első két évében James Watson irányította a projektet, mégpedig nagyon jól. Watson volt a DNS kettősspirál-szerkezetének egyik felfedezője, Francis Crick mellett (a felfedezésben hasonlóan jelentős szerepet játszó Rosalind Franklint elegánsan kihagyták a dicsőségből). Watson abban az időben még megkérdőjelezhetetlen tekintélynek számított. Collins szerint ő volt a “genetika rocksztárja”. Sajnos az utóbbi időben már csak azzal tűnik fel időnként a sajtóban, hogy szerinte a feketéknek genetikai okok miatt alacsonyabb az intelligenciájuk, és emiatt a magukra valamit is adó kutatók igyekeznek távol tartani magukat tőle.

Mindenesetre Watson megszerezte az amerikai kongresszus pénzügyi támogatását (a hárommilliárd becsült nukleotidnak megfelelően 3 milliárd dollárt, de ez csak az amerikai hozzájárulás volt), és sok remek tudóst csábított a genomkutató központokba. Aztán két évvel később vette a kalapját, és távozott, mert összekülönbözött a kutatási támogatásokról határozó döntéshozókkal abban, hogy megengedhető-e az emberi genom bizonyos részeinek szabadalmaztatása (ez még fontos lesz később).

Ezt Watson – helyesen – vérmesen ellenezte.

Watson távozásával a projekt válságba jutott. Egyre erősödtek a részt vevő intézetek közötti, illetve a kutatók és a finanszírozók közötti érdekellentétek. A HGP nem engedte egyik résztvevőnek sem a szekvenált gének szabadalmaztatását vagy titokban tartását. Az eredményeket azonnal teljesen nyilvános adatbázisokba kellett feltölteniük. Ez nem mindenki tetszését nyerte el, hiszen a tudományt ugyanúgy a személyes érdekek mozgatják, mint minden egyebet.

Végül Francis Collinst bízták meg a vezetéssel, aki a projekt végéig maradt is igazgató. Voltak olyan kutatóhelyek, amelyek nem voltak képesek hozni azokat az eredményeket, amelyeket célként tűztek ki eléjük a HGP vezetői, és ezért különösebb hezitálás nélkül kitették a szűrüket.

Ahogy múltak az évek, egyre gyorsabban haladt a munka. Az első időkben inkább a módszer kidolgozása folyt, a szekvenálás szinte csigalassúsággal haladt. 1997 körül azonban úgy tűnt, hogy a technikai akadályok nagy részét leküzdötték, és felkészültek a finisre, a szekvenálási folyamat drámai felgyorsítására. Ekkor lépett a színre Craig Venter és a Celera.

Sörétespuska-szekvenálás

Venter a kilencvenes évek elején a NIH kutatója volt, de aztán átnyergelt a magánszektorba, amikor a befektetők a HGP előrehaladását látva elkezdték felfogni, hogy milyen döbbenetes változások (és pénzösszegek) várhatók a genetikai alapú orvoslás korának beköszöntétől. A Celera célja az volt, hogy egy magánfinanszírozású humángenom-szekvenáló projektet indítanak, amit sokkal gyorsabban és sokkal kevesebb pénzből be tudnak fejezni, mint az amerikai állam által finanszírozott konkurens programot.

Ehhez egy teljesen új, az adott korban hatalmasnak számító számítási kapacitást igénylő módszert, a sörétespuska-szekvenálást (shotgun sequencing) vetettek be. Ez rövid DNS-szakaszok véletlenszerű meghatározásával járt, amelyeket utána illesztettek be a genomba, így állt elő a teljes genetikai kód. A Celera projektjét az is felgyorsította és olcsóbbá tette, hogy magától értetődő módon felhasználták a konkurensek által közkinccsé tett, már megfejtett szekvenciákat, illetve az általuk kifejlesztett technológiát.

Így a 300 millió dolláros (tehát az állami projekt költségvetésénél tízszer olcsóbb) vállalkozás hamar kezdte beérni a közfinanszírozású behemótot. A két vállalkozás közötti apró különbség az volt, hogy míg a Humán Genom Projekt minden eredményét ingyen az egész világ rendelkezésére bocsátotta, a Celera alapvető célja volt a gazdasági haszonszerzés, és már a kezdet kezdetén

egy csomó gén szabadalmaztatásának ígéretével és az ezek licenszeléséből befolyó jövőbeli vagyonokkal szereztek befektetőket.

Vagyis totálisan megváltozott a tét: a HGP befejezésével már azért kellett sietni, hogy nehogy egy magáncég tehesse rá a kezét a minden egyes ember szervezetében jelen lévő információra.

Randevú a pincében

A HGP és a Celera közötti háború egyre ádázabbá vált, és egyre több csatatéren folyt. A Celerea folyamatosan bombázta a sajtót az eredményeivel (bár magát a megfejtett szekvenciát nem hozták nyilvánosságra, hiszen ennek bérbeadásából remélték a pénzt), miközben igyekeztek az állami projektet lassúnak, drágának és elmaradottnak láttatni.

Ez az üzenet pedig fogékony fülekre talált a Kongresszusban. Egyre több politikus kezdte megkérdőjelezni, hogy érdemes-e az adófizetők pénzét olyan drága programra költeni, amit a versenyszféra gyorsabban, olcsóbban és hatékonyabban képes elvégezni.

A Humán Genom Projekt vezetői egyre jobban tartottak attól, hogy a célegyenesben fogják leelőzni őket, ezért szó szerint éjt nappallá téve, hat országban napi 24 órában szekvenáltak (a mai lépték szerint csigalassúsággal), hogy még idejében elkészüljenek. A versenyfutás bulvársajtóba illő momentumai (például, hogy Venternek jachtja van, Collinsnak csak motorja) már azzal fenyegettek, hogy az emberek teljesen elveszítik az érdeklődésüket a tényleges eredmények iránt, és csak a szaftos részleteken akarnak csámcsogni.

Ez egyik félnek sem állt érdekében, így békét kötöttek.

Collinsnak és Venternek volt egy közös barátja, Ari Patrinos, aki a HGP egyik résztvevőjénél, az amerikai energetikai minisztérium genomprogramjánál dolgozott. Collins rajta keresztül lépett kapcsolatba Venterrel, és titkos találkozót kért tőle. Ez a teljes emberi orvoslás jövőjére hatást gyakorló találkozó Patrinos pincéjében jött létre, hogy a sajtót kicselezzék. A pincében Collins és Venter pizzát ettek és söröztek, közben pedig kidolgozták az immár összehangolt kommunikációs stratégiát, amelynek csúcspontja a közös bejelentés lett a végső(nek kikiáltott) sikerről.

A betűk megvannak, a könyvet még sokáig kell olvasni

A projektet 15 évesre tervezték, de 13 év alatt fejezték be. Az első, 2000-ben bemutatott vázlat után még évekig kutattak, a valóban teljesnek tekinthető szekvenciát 2003. április 14-én adták közre. Ez a dátum is szimbolikus volt, hiszen pontosan 50 évvel korábban publikálta Watson és Crick a DNS szerkezetét. A Humán Genom Projekt közvetett sikerének tekinthető, hogy a gének szabadalmaztathatósága (valószínűleg) ellehetetlenült. Az azóta eltelt 20 évben beköszöntött a genetikai orvoslás évszázada, és a gének megértésével legyőztük az összes betegséget –

Ja, nem egészen.

Vajon a mából visszatekintve mennyiben nevezhető gyakorlati sikernek a Humán Genom Projekt azon túl, hogy minden megismerés sikernek tekinthető? Erre a kérdésre nem lehet egyértelmű választ adni. Nehéz objektíven meghatározni a siker mibenlétét, hiszen nem lehet biztosan kijelenteni, hogy a várakozások mennyiben voltak reálisak. Azt nem lehet senkinek sem a szemére vetni, hogy nem volt képes csodát tenni. A genetikai orvoslás, a génterápia létező módszerek, és nap mint nap gyógyítanak embereket velük. De közel sem olyan sok betegen alkalmazhatók, mint azt 20 éve talán remélték.

A génterápia (amikor vírusok befecskendezésével kicserélnek egy hibás gént a beteg szervezetében) ma is szörnyen drága, csak kevés, általában ritka betegségnél alkalmazható, és a siker nem mindenkinél garantált. A híressé vált SMA-s magyar kisfiú, Zente például a közadakozásnak köszönhetően kaphatott génterápián alapuló gyógyszert.

A génterápia alkalmazhatóságát korlátozza, hogy bizonyos esetekben előfordulhat, hogy a vírus által bejuttatott gén rossz helyre épül be a genomban, ezzel más funkciókban okozhat zavart. A génmódosítás következtében a célsejt esetleg tumorsejtté alakulhat, így daganatos megbetegedés jöhet létre, illetve az immunrendszer is idegenként reagálhat a módosított sejtre.

De a Humán Genom Projekt jelentősége nem is az azonnali gyógyításban áll. Az emberi genom elolvasása révén hozzá jutottunk ahhoz a könyvhöz, ami az örökletes jellegzetességeinket tartalmazza. A könyv elolvasása, tehát a genomot alkotó gének funkcióinak feltárása azonban még évszázadokat vehet igénybe.

(Borítókép: Craig Venter, Bill Clinton és Dr. Francis Collins a Fehér Házban, 2000. június 26-án. Fotó: Mark Wilson / Newsmakers / Getty Images)