Drasztikus módszerrel írnák át a denevérek genomját, hogy ne legyenek többé koronavírus-járványok

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Drasztikus módszert javasol a jövőbeli járványok megfékezésére két kutató: a természetes öröklésmenetet felgyorsító gene drive génszerkesztési módszerrel írnák át a denevérek örökítőanyagát, hogy megakadályozzák megfertőződésüket a koronavírussal – írja a STAT news. A cél, hogy már csírájában elfojtsák a zoonózist, vagyis hogy a fertőzött állatokról ne terjedjenek át az emberre a kórokozók.

Bár a gyerekcipőben járó gene drive technológiával évek óta kísérleteznek a maláriát terjesztő szúnyogok és a Lyme-kórral fertőzött egerek immunizálására, ez az első alkalom, hogy a koronavírusoknak gazdatestet biztosító denevérek kerülnek terítékre. Bár a tudósoknak azt még nem sikerült minden kétséget kizáróan felderíteniük, hogy a SARS-CoV-19 kórokozó is a denevérekről került át az emberre, a 2000-es évek elején kitört SARS-járvány, majd a mintegy tíz évvel későbbi MERS-járvány eredetét is denevérekre vezették vissza.

Hogyan akadályozzuk meg az újabb járványokat?

A COVID-19 járvány közel négymillió ember halálát okozta világszerte, és a McKinsey tanácsadó cég szerint több mint 16 billió dollárba került – sokkal többe, mint az újabb járványok megelőzése kerülne. Becsléseik szerint ha a következő két évben globálisan körülbelül 85-130 milliárd dollárt és ezt követően évente közel 20-50 milliárd dollárt fordítanánk a megelőzésre, az jelentős mértékben és fenntartható módon csökkentené a pandémiák valószínűségét.

Az elmúlt időszakban közegészségügyi szakértők, ökológusok és számos egyéb területen dolgozó kutatók hívták fel a figyelmet arra, rendkívül fontos lenne hosszú távú járványmegelőző intézkedésekbe fektetni: csökkenteni az egészségügyi egyenlőtlenséget és a szegénységet, megerősíteni a betegségeket monitorozó hálózatokat, a közegészségügyi rendszereket és a közösségi nevelést, megakadályozni az erdőirtásokat, szabályozni a vadállat-kereskedelmet, és még több pénzt fektetni a fertőző betegségek diagnosztikájába, kezelésébe és a vakcinafejlesztésekbe.

Yaniv Erlich, az izraeli Herzliya Interdiszciplináris Központ genetikával foglalkozó bioinformatikusa és Daniel Douek, az amerikai Allergológiai és Fertőző Betegségek Intézetének immunológusa néhány napja egy újabb ötlettel állt elő a megelőzés erősítésére. A Githubon közzétett javaslatukban egy olyan gene drive-tervet vázolnak fel, amely immunissá tenné a vadon élő patkósdenevéreket a SARS, MERS és a COVID-19 járványokat okozó koronavírus-fertőzések különféle típusaira. Noha a tudósok között nincs konszenzus a SARS-CoV-19 eredetéről, és még mindig nem tudni, hogy laborból szabadult-e el a vírus, a többség úgy gondolja, hogy a kórokozó vadon élő állatoktól származik. A SARS-járványt okozó vírus esetén például már sikerült meggyőző bizonyítékokkal alátámasztani, hogy patkósorrú denevérek hordozzák.

Mi az a gene drive?

Erlich és Douek az evolúciót felturbózó gene drive technológiával szeretnének kísérletezni, és bár tisztában vannak azzal, hogy javaslatuk rengeteg megvalósíthatósági korláttal és etikai aggállyal jár, újabb nézőpontot igyekeznek hozzáadni a járványok megelőzéséről szóló vitához.

A magyarra nehezen fordítható gene drive kifejezés egy rendkívül vitatott és még egyáltalán nem bejáratott technológiát takar, amely felborítja a klasszikus genetika szabályait. Normál esetben egy új gén ugyanis csak nagyon lassan és hosszú évek során képes elterjedni a természetben. Gregor Mendel borsókísérletei nyomán tudható, hogy az eltérő szülői génállomány átvétele és továbbörökítése nem automatikus. A mendeli szabályokat követve egy-egy új allél, vagyis a kromoszóma egy adott lókuszán elhelyezkedő gén variációja mindig csak az utódok körülbelül felében lesz jelen (mert ha alapból csak az egyik szülői kromoszómán van jelen, akkor csak az ivarsejtek felében jelenhet meg), így egy adott populációban, illetve fajban sok-sok generációra és némi szerencsére is szükség van ahhoz, hogy az új génvariáns mérhető mértékben megjelenjen.

Varga Máté genetikus magyarázata szerint a gene drive alapgondolata, hogy a kutatók olyan mesterséges, gyorsan terjedő DNS-darabot hoznak létre, amely aktívan terjedve pár generáció alatt egy adott élőlény teljes populációjában jelen lesz. A gene drive jellegzetes tulajdonsága ugyanis, hogy aktívan terjeszti önmagát, vagyis ha már rajta van az egyik szülői kromoszómán, akkor átmásolja magát a másik szülői kromoszóma megfelelő régiójába, így gyakorlatilag az összes ivarsejtben jelen lehet, és így már nem pusztán az utódok felében, hanem ideális esetben szinte mindegyikben megjelenhet.

Erlich denevérekre vonatkozó gene drive génszerkesztést használó javaslata szerint először egy shRNA nevű genetikai elemet hozna létre, amelyik célba venné és elpusztítaná a koronavírusokat. Ezután a CRISPR/Cas-9 technológiával a denevérek genomjába illesztené ezt az elemet egy olyan komponenssel együtt, amelyik arra utasítaná a denevérek szervezetét, hogy utódaiknak adják tovább az shRNA-t.

Aggasztó, ostoba és légből kapott ötlet a denevérek génszerkesztése?

A STAT által megkérdezett kutatók aggasztónak, ostobának és légből kapottnak minősítették az izraeli genetikus elképzelését. Natalie Kofler molekuláris biológus és bioetikus szerint más módon is meg lehet előzni a jövőbeli COVID-19 járványokat: inkább azon kellene gondolkodni, hogy megváltoztassuk az ember és a természet egészségtelen viszonyát, nem genetikailag módosítani egy vadon élő állatot, amivel gyakorlatilag folytatjuk felelőtlen és fenntarthatatlan viselkedésünket, hogy az aztán a jövőben majd ismét visszaüssön és fenékbe rúgjon minket.

Mások inkább az elképzelés megvalósíthatatlanságát emelték ki. Habár néhány kutatónak sikerült laboratóriumi körülmények között szúnyogok és egerek génjeit a felturbózott génátadás módszerével módosítani, egyet sem engedtek még vissza a természetbe, így nem tudni, mi történne. Emellett emlősökben rendkívül nehéz a hatékony gene drive kikísérletezése. Kim Cooper genetikus és csapata a Kaliforniai Egyetemen (San Diego) egy olyan gene drive kifejlesztésén dolgozott, amellyel 72 százalékban sikerült átvinni egy génvariációt az egerek utódjaira, ami azonban természetes körülmények között nem elég hatékony ahhoz, hogy az adott génvariáció gyorsan elterjedjen. Sőt, a tudósoknak a denevérekkel sokkal nehezebb dolguk lenne, mivel esetükben nem állnak rendelkezésre olyan genetikai eszközök, mint az egereknél, és két évig tart, mire nemzőképes korba kerülnek (ez az egereknél 6-8 hét), így sokkal tovább tartana egy adott tulajdonságot egy denevérpopulációban elterjeszteni.

Ezen kívül összesen 1432 denevérfaj létezik, beleértve többféle patkósorrú denevért, amelyek a koronavírust hordozzák és egymás között is passzolgatják. Biológusok szerint egyetlen denevérfajra és egyetlen koronavírusra alkalmazott gene drive nem állítana meg semmilyen jövőbeli járványt. Arinjai Banerjee, a kanadai Saskatchewan Egyetem virológusa hozzátette: azt sem tudjuk, hogy a koronavírus kiirtása milyen hatással lenne a denevérpopulációkra, mivel nem tudjuk, hogyan fejlődtek a denevérek úgy, hogy együtt éljenek ezekkel a vírusokkal. Az elképzelést megvalósítását az is nehezíti, hogy a koronavírust nem is csupán denevérekben mutatták ki, hanem tevékben, pálmasodrókban és tobzoskákban is, így még ha sikerülne is a patkósorrú denevérek génjeinek módosítása, a koronavírus más fajokban továbbra is szabadon garázdálkodhatna.

Ha bárki mástól származna efféle ötlet, valószínűleg senki nem foglalkozna vele, Erlichet azonban egyfajta vizionáriusként tartják számon. 2014-ben egy másik tudóssal együtt előre jelezte, hogy a genetikai adatbázisokat a jövőben személyazonosításra is használhatják majd. Azóta Erlich az egyik legismertebb genetikai származást felderítő cég, a MyHeritage tudományos igazgatója, és a módszert számos, évek óta megoldatlan bűntény felderítésére használták. George Church genetikus, a Harvard Egyetemen működő, biológiai mérnökséggel foglalkozó Wyss Intézet munkatársa izgalmasnak találta az ötletet. Royden Saah, az invazív rágcsálók genetikai kontrollját fejlesztő program (GBIRd) koordinátora, aki madárkihalások megelőzésére igyekszik egerek génszerkesztését kifejleszteni, szintén támogatja Erlich elképzelését, és úgy véli, több forrással kellene segíteni a tudósokat, hogy túllendülhessenek a technológiai nehézségeken, és a nagyközönséget is bevonják ezeknek az ötleteknek a megvitatásába.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: