pondělí 7. ledna 2013

CHYTRÉHO CHLAPEČKA S MODRÝMA OČIMA, ZN. BEZ NEMOCÍ: aneb k čemu nám je/bude/(ne)má být genomika

V přechozím článku jsem popsal pokrok, který věda učinila v poznání lidského genomu a ve vývoji sekvenačních technologií, které umožňují přečíst genetickou informaci jednotlivce v krátkém čase a za přijatelnou cenu. V dnešním příspěvku doplním, jaké mohou mít tyto poznatky využití (kromě toho, že dramaticky proměnily bio-medicínský výzkum) a kde všude se s nimi můžeme (a budeme moci) setkat v běžném životě. Zároveň se pokusím upozornit i na některé eticko-právní otázky s tím spojené. Pro zájemce pak přidám tip, jak si lze už nyní za necelé dva tisíce korun prozkoumat svůj vlastní genom.

Úvodem stručné připomenutí: většina aspektů biologie člověka (včetně nemocí) má kromě složky ovlivněné prostředím a životním stylem i složku genetickou, která je zakódována v sekvenci 2x3 miliard bazí DNA (pro zjednodušení opomíjím tzv. epigenom). DNA získáváme od rodičů (od každého jednu kopii) , může však být ještě pozměněna mutací v zárodečných buňkách (každý máme asi 100 variant, které se nevyskytují u žádného z rodičů) a dále pak i v průběhu života v důsledku nedokonalých oprav poškození v jednotlivých buňkách (což se může projevit nekontrolovaným dělením a vznikem rakoviny). Dva různí lidé sdílí asi 99,9% sekvence DNA . V těch 0,1% jsou skryty jednak přirozené (nepatologické) rozdíly mezi rasami a individualitami, a dále pak predispozice, případně přímo příčiny, nejrůznějších onemocnění.

Znalost sekvence konkrétního člověka nám teoreticky umožní všechny tyto dědičné vlastnosti určit. Je však nutno podotknout, že jsme stále na začátku a k úplnému pochopení máme stále daleko . Význam většiny variací tak zatím neumíme vysvětlit čistě na základě znalosti biologických procesů a v interpretaci se opíráme o tzv. studie genomové asociace. V nich se typicky srovnávají dvě skupiny lišící se určitou vlastností (např. zdraví a nemocní) a sleduje se, zda je některá genetická varianta významně více přítomna v jedné ze skupin, což může znamenat, že daná část genomu s touto vlastností (nemocí) nějak souvisí . Návazné experimenty pak mohou určit, zda se jedná o kauzální příčinu a jak mechanismus funguje. Do jaké míry je tento postup úspěšný souvisí s tím, jak komplexně je daná vlastnost geneticky podmíněna: jednodušší tam, kde souvisí s jediným genem, složitější pokud se podílí genů více a navíc i faktory prostředí. V tom druhém případě pak třeba zjišťujeme, že přítomnost dané mutace zvyšuje riziko, že se u vás nemoc rozvine z 15% na 17% (jakkoliv vědecky zajímavé, pro většinu lidí nepříliš informativní). Bohužel v novinách se často objevují senzační titulky, třeba že vědci objevili gen způsobující obezitu, jejichž mylná interpretace pak vrhá špatné světlo na celý obor (to kolik případů obezity mutace vysvětluje obvykle titulky neuvádí). Přesto i v těchto případech bude nejspíš genetické podmínění nakonec plně objasněno, vyžádá si to ale více času a mnohem větší množství ukončených studií.

Nyní ale již pojďme k jednotlivým aplikacím. Rozdělil jsem je do několika oblastí:

Aplikace v medicíně

K nejrozšířenějším onemocněním patří různé virové a bakteriální infekce. Zde samozřejmě hraje dědičná složka pouze minoritní roli (i když i zde lze vysledovat, proč je třeba někdo k infekcím více/méně náchylný než ostatní). Domnívám se však, že právě u těchto onemocnění začne být sekvenace DNA masově užívána v klinickém prostředí jako první. I mikroorganismy totiž mají DNA a pro jejich analýzu tak můžeme použít stejné technologie. Ze vzorku infikované tkáně bude sekvenací možné určit nejen typ přítomných mikroorganismů, ale i konkrétní kmen (např. zda se jedná o patogení mutaci) a případně i rozsah resistence na antibiotika - to vše ve velice krátkém čase (bude tak často možné nahradit zdlouhavé kultivace a množství jednotlivých testů). Právě správná diagnostika přitom bývá u těchto chorob klíčem k úspěšné léčbě (např. volbou vhodných antibiotik).
Sekvenace je zde užívána již nyní, byť ještě ne přímo v ordinacích běžných lékařů. Jeden úspěšný případ například proběhl nedávno v Británii. Nemocnice Rosie v Cambridge byla sužována výskytem infekcí způsobených MRSA (kmen zlatého stafylokoka resistentní k řadě antibiotik). I přes důkladnou sterilizaci celého oddělení se případy neustále opakovaly. Průlom přišel až právě s použitím sekvenační technologie, kdy se zjistilo, že bakterie ze všech případů byly blízce příbuzné a pocházely z jediného zdroje. Následnou analýzou vzorků personálu se pak opravdu podařilo odhalit jako zdroj nákazy jednoho z pracovníků (který fungoval jako přenašeč). Po jeho „vyléčení“ infekce z nemocnice vymizela.
Související využití lze kromě medicíny očekávat i v hygieně a potravinářství (pro určení konkrétních kontaminací).

Jak jsem již zmínil v úvodu, genetická analýza je již nyní velice úspěšná při diagnostice závažných genetických syndromů , které jsou způsobené mutací jednotlivých genů. Nástup nových sekvenačních technologií diagnostiku ještě zefektivní . Takových nemocí je v současnosti známo asi přes 5000, i když většina z nich se vyskytuje jen zřídka. Patří sem například cystická fibróza, haemofilie a mnoho dalších. Problémy se obvykle projeví již od narození (i když některé mají pozdější nástup) a ovlivnění vnějším prostředím bývá minimální. Genetické syndromy bohužel zatím obvykle nemají efektivní způsob jak je vyléčit, byť do budoucna mohou být nadějí různé formy genové terapie (které umožní cíleně DNA v buňkách dospělého člověka změnit). Zatím tak přínosem správné diagnostiky bývá převážně volba vhodné „udržovací“ léčby či poskytnutí rady pacientům nebo jejich rodičům, co se týče prognózy vývoje či plánování dalších potomků.

Řada bežných nemocí, jako je vysoký krevní tlak, onemocnění srdce či cukrovka, spadá do kategorie komplexních (multi-faktorálních) chorob, což znamená že se na jejich vzniku může podílet kombinace mnoha genů, životní styl i faktory prostředí. Zde obvykle nenajdeme jednu mutaci, která sama o sobě nemoc způsobí – hovoříme spíše o určitých predispozicích. Např. víme, že u 60% žen s mutací v genu BRCA1 se vyvine během života rakovina prsu. Tato znalost může být relevantní v tom, že pomůže zařadit jedince do určité rizikové skupiny s odpovídající preventivní péčí.
Stejná diagnóza může mít často mnoho různých molekulárních příčin. Klasickým příkladem je rakovina, kde různé nádory mají společné jen to, že mutace které je způsobují, vedou v důsledku k nekontrolanému buněčnému dělení (proto mimochodem ani nelze u rakoviny v budoucnu očekávat jednu univerzální léčbu).
V souvislosti se sekvenačními technologiemi (a s pokrokem dalších diagnostických metod) se často hovoří o tzv. personalisované medicíně. Ta přizpůsobuje léčbu kokrétnímu člověku. V preventivním případě může lékař predikovat, k jakým nemocem je jedinec náchylný a pokusit se minimalizovat jejich dopady či jim zcela zabránit. V případě onemocnění pak personální charakterizace jedince (případně postižených tkání) může vést k výběru efektivních léků s nejlepší odezvou pro daného pacienta (např. lék Herceptin má smysl užít pouze v těch případech rakoviny prsu, kdy je overexprimován protein HER2 ... ).

Závěrem této části ještě připomenu, že vzhledem k tomu že řada léků je dnes již vyvíjena na základě znalosti konrétních molekulárních mechansimů, přispívají genomické techniky k pokroku medicíny i nepřímo, srkze základní výzkum a pokrok v pochopení fungování buňěčných procesů, který umožnily.

Aplikace v plánovaném rodičovství

Aplikace v této oblasti se obecně zaměřují identifikaci a zamezení závažných genetických syndromů u potomků. Lze je rozdělit do tří kategorií:

Diagnostika před početím umožňuje párům z rizikových skupin (nebo i ostatním zájemcům) určit, zda jim hrozí, že jejich potomstvo bude postižené nějakým ze známých genetických syndromů (v současnosti se komerčně nabízí testy na více než 100 genetických poruch).

Cílem prenatální diagnostiky je odhalit potencionální vývojové vady dítěte v raných stádiích těhotenství a dát šanci rodičům se rozhodnout, jak dále postupovat. Dosud se testy na specifické syndromy provádí v případě určitých rizikových faktorů pomocí analýzy buňek z plodové vody (odběr je invazivní procedura nesoucí určité riziko). Sekvenační technologie nejen výrazně rozšíří množství genetických poruch, jež bude možné naráz testovat, ale díky vysoké citlovosti umožní analýzu provádět i z malého množství DNA dítěte, které se vyskytuje v krvi matky. Takový test nabízí například společnost Sequenom, byť se zatím zaměřuje jen na detekci Downova syndromu. Je pravděpodobné, že v budoucnu bude možné pomocí neinvazivní sekvenace testovat v podstatě všechny známé genetické poruchy (a nejen poruchy – viz. níže) a že se tato diagnostika stane stejně běžnou jako třeba dnes ultrazvuk.

Při umělém oplodnění je „ve zkumavce“ oplodněno obvykle několik vajíček a po vyvinutí do raného embryonálního stádia jsou pak jen některá implantována do dělohy matky. Tzv. pre-implantační selekce vybírá embrya určená k implantaci na základě jejich genotypové analýzy. Takto je možné hned na začátku vybrat pouze ta embrya, která netrpí žádným vážným syndromem, a zabránit tak nutnosti předčasného ukončení těhotenství v pozdějším stádiu. Tato aplikace se však setkává s velkou kontroverzí, neboť je zde blízko k positivní selekci (kdy není cílem pouze zabránit vážným vývojovým vadám, ale dosáhnout predispozic k určitým požadovaným vlastnostem) a k moderní formě eugeniky (viz. níže).

Ostatní aplikace

Již řadu let se v kriminalistice užívá srovnání DNA ze vzorku z místa činu s podezřelou osobou či údaji v databázích. Použití sekvenace (namísto dosavadní analýzy „tandemových repetic“) však může kromě případného testu „shody“ poskytnout i dodatečné informace o neznámém pachateli – např. jeho rasu, barvu očí či vlasů nebo dokonce rekonstrukci určitých obličejových rysů. Policie by takové informace určitě ocenila (do jaké míry má k jejich využití právní mandát nevím - bylo mi řečeno, že například v Německu by byl takový postup v současnosti nelegální).

Kromě predispozicí k nemocem, existuje řada genetických variant, které jsou sice dobře chrakterizovány, nicméně predikují vlastnosti, jejichž znalost není skoro k ničemu užitečná. Protože však lidská kuriozita nezná mezí, je dost dobře možné, že právě v téhle oblasti „genomiky drobností“ leží (alespoň zpočátku) výnosný business. Místo strachování se o to, jaký je váš risk Alzheimera, se totiž ze své DNA můžete dozvědět třeba jakou máte barvu očí (přiznávám, to lze určit i jinak), jaký je typ vašeho ušního mazu (určitě velice praktické), zda budete cítit zápach moči když sníte asparagus, zda máte tendenci kýchnout, když se podíváte do slunce případně zda máte tendenci zčervenat po alkoholu ;-).

Pokud byste se o svém genomu chteli dozvědět více a jste ochotni na to věnovat necelé 2 tisíce korun (99 dolarů), můžete dnes využít služeb americké společnosti 23andMe. Ta už skoro pět let nabízí určení genotypu jedince na komerční bázi a za tu dobu zpracovala data od více než sto tisíc lidí. Nejedná se sice zatím o plnou sekvenaci (byť i to už je možné u jiných společností), ale o určení mutací na asi milionu známých variabilních pozic genomu pomocí tzv. microarray technologie, což bylo zatím mnohem levnější a lépe vyhodnotitelné než celý genom. Po odeslání vzorků slin se vám vrátí seznam vašich genetických variant i s rozsáhlou interpretací (jejíž rozsah se stále zvyšuje). Kromě „zbytečností“ zmíněných výše, vám sdělí i zajímavé informace o vašich předcích (pomohou vám i lokalizovat potencionální ztracené příbuzné), náchylnosti k chorobám (většinou nebude příliš informativní, ledaže jste nositelem některé ze známých monogenních poruch – např. ona BRCA) ale i nutriční konzultace či další geneticky podmíněné vlastnosti. Může to být zajímavá zkušenost a určitě se při tom o genomice hodně dozvíte. Pouze varování – můžete se dozvědět i něco, co byste raději nevědeli (a ne všechno je zcela rigorózně podloženo - další studie mohou některé interpretace změnit).

Mimochodem nemusí se nutně jednat o testování sebe sama. Co takhle si třeba hned ze začátku proklepnout genom svého potencionálního partnera (nějaký ten vzorek slin nebo jiných tělesných tekutin se snad sežene ;-)). Švýcarská společnost GenePartner dokonce nabízí využití genetických dat pro test „biologické partnerské shody“ v online seznamkách.

Genetická etika a právní regulace

Něco jsem již naznačil výše, zde se však pokusím ještě jednou připomenout ty oblasti aplikací genomiky, které osobně považuji za nejproblematičtější z hlediska etiky a nutnosti regulace. Protože se však sám v právním prostředí příliš neorientuji, rád se nechám poučit od expertů. Pro ostatní bych doporučil třeba „právní blog“ www.genomicslawreport.com

Jedním z klasických problémů, je variace na známou otázku každého lékaře: jakou informaci pacientům poskytnout? Oproti současné medicíně přináší genomika dvojí komplikaci: 1) množství genetických variant spojených s nějakou nemocí je obrovské, většina asociací je však poměrně slabá (případně ne dostatečně ověřená) a u většiny zatím neexistuje ověřená terapeutická intervence 2) typickou vlastností testů založených na sekvenačních technologiích je to, že téměř vždy dostanete více dat než jen to, co vás původně zajímá.
Výzkumníci a genetičtí konzultanti se s tím potýkají již nyní. Vezměme si případ, kdy jsou sekvenovány vzorky členů rodiné triády (rodiče +dítě), aby se diagnostikovala určitá nová genetická porucha u dítěte. Klasicky citovaným „vedlejším produktem“ je případné zjištění, že otec není biologický otec (kupodivu, navzdory představám o promiskuitě populace, se to nestává moc často - maminky, které něco tuší, asi na testy nakonec nejdou). Častěji se však stává, že se u jednoho z rodičů objeví mutace, která je spojena s pre-dispozicí ke vzniku určité nemoci (např. mutace v genu BRCA1). Má být dotyčný informován? A co v případě, že je asociace poměrně slabá? Kde je hranice? Obvyklou praxí (alespoň v Evropě) zatím bývá , že dotyční předem podepíší seznámení s faktem, že se žádné dodatečné informace nedozví. Nicméně pokud se stanou sekvenační technologie běžnou součástí našeho života, bude muset být asi i tato otázka nějak standartizována.

Problém je ještě výraznější u genetických služeb, které cílí přímo na zákazníka (např. 23andMe). Zde se data dostávají přímo do rukou nepoučených laiků, bez možnosti potvrzení a interpretace odborníkem, např. lékařem, který je na poskytování citlivých informací školen . Snadno tak může dojít k misinterpretaci, která může mít negativní dopad na psychologický stav a kvalitu života daného jedince. Není proto divu, že regulace takovýchto služeb se zatím v různých zemích výrazně liší (někde jsou zcela zakázány, jinde, včetně UK, téměř bez regulce).

Další velkou oblastí je ochrana osobních údajů. Genom máte na doživotí – jakmile ho někdo neoprávněně získá, nemůžete si ho vyměnit, tak jako třeba klíče. Přestože v současné době je stále množství informace, které se dá z vašeho genomu získat, omezené, je nutno mít na paměti, že se to už brzo může změnit. Kromě řady nemocí mají určitou genetickou podmíněnost téměř všechny vaše vlastnosti. A přestože jeden gen pro inteligenci, vytrvalost či psychickou labilitu neexistuje, určitou predikci bude možné z kombinace různých variant učinit.
Určitě se tak najdou skupiny, které by váš genom mohl zajímat. K těm prvním bude nejpíš patřit vaše pojišťovna, které by se určitě líbilo, kdyby vám mohla předepsat výši pojistného podle rizika, které máte vepsané ve svých genech. A co třeba váš zaměstnavatel? Zdravotní prohlídky či psychotest jsou již dnes běžné, tak proč si vás neproklepnou i jinak.
Navíc se přidává další problém, a to že informace o vašich genech nemusí být nutně získány jen s vaším vědomím, případně uniknout z databáze vašeho lékaře. Pokud by se například DNA začala běžně užívat k identifikaci jedince (nejen zločinců), byla by dostupná na mnoha místech. Navíc ji je teoreticky možné určit i z malého množství buňek, které každý za sebou zanechává, aniž by o tom věděl. Vím, je to zatím přehnané, ale možná si už brzo začnete rozmýšlet, jestli u pracovního pohovoru podáte paní z osobního ruku (bez rukavic).

Je zřejmé, že v případě rozšíření genetického testování je obava z diskriminace (ať už otevřené či skryté) namístě a bude se muset řešit. V Americe na to zatím mají Genetic Information Nondiscrimination Act z roku 2008. Do jaké míry je dostatečný neumím posoudit, ale myslím že tato témata ještě do budoucna zaměstnají značné množství právníků.

Konečně asi nejvíce kontroverních otázek se týká zmíňovaného genetického testování (a selekce) nenarozených potomků, které se může posunout k moderní formě eugeniky . V současné pre-natální diagnostice jsou rodiče obvykle postaveny před volbu buď v již existujícím těhotenství pokračovat nebo ho uměle přerušit. Protože se jedná o velice invazivní zásah, testuje se obvykle jen na ty nejvážnější syndromy (málokdo by šel na potrat jen proto, že dítě může trpět například plešatostí). Jinak tomu však je u pre-implantační selekce u umělého oplodnění. Zde je opravdu na výběr, jaké embryo z mnoha použít k implantaci do matčiny dělohy. Lze tedy očekávat, že kromě snahy o vyloučení závažných genetických poruch se mohou rodiče chtít vyvarovat i problémů méně závažných, připadně že (až naše znalost postoupí) budou vyžadovat přítomnost určitých pozitivních rysů (varianty související s resistencí proti onemocněním, vyšší vytrvalostí, inteligencí,...). Kromě morálního problému, zda „máme právo hrát si na boha“ to přináší i další rizika. Jedním z nich je nebezpečí ohrožení populace snížením diversity lidského genomu (některé mutace známé pro svůj „negativní“ efekt se totiž ukázují jako prospěšné za určitých specifických podmínek – např. mutace způsobující chudokrevnost zároveň snižuje riziko nakažení malárií). Obrovský ekonomicko-sociálním problémem by pak bylo zvýšení rozdílů mezi těmi, kdo si takový výběr budou moci dovolit, a těmi kdo nikoliv.
Protože služby klinik umělého oplodnění nejsou nutně vázány hranicemi jednotlivých států, bude navíc zřejmě pro účinnou regulaci v této oblasti nutná celosvětová shoda.



Závěrem se sluší podotknout, že jako u mnoha jiných nových technologií, určitě existuje řada aplikací sekvenace DNA, o kterých dosud ještě nikdo neuvažoval a přesto se třeba nakonec stanou tak samozřejmou součástí našeho života, jako třeba mobily. Pamatuji si, že ještě před pár lety jsem se na film GATTACA (doporučuji) díval jako na čisté sci-fi (byť vědou inspirované) – nyní jsem přesvědčen, že jsme se opravdu velice přibližili. A od společnosti popsané v tomto filmu nás neochrání technická omezení, ale jedině naše vlastní regulace. A na to, kde nastavit jaké hranice, bychom se měli všichni podílet.

20 komentářů:

Anonymní řekl(a)...

Neviděl bych nutnost celosvětové regulace jako zásadní. Dítě je právem i "majetkem" rodičů a jakákoli regulace kontroly zdraví plodu je v podstatě nesmyslná (co je na tom špatného, že chtějí mít génia) a neproveditelná (za peníze to prostě někdo stejně udělá).

Diverzitu genefondu bych neviděl jako maximální hodnotu a současně jako problém, člověk se zcela jistě (jako každý jiný druh) vyvinul z "prvního toho druhu", z jakéhosi Adama, který se nám sice nedochoval, ale až jeho mutace udělali zde diverzitu genu a o sobě diverzita genu nic nepřináší, může nastat situace že diverzikované geny budou všechny nachylnější k nemocem X až na jednu a kdyby byla ta jedna, bylo by na tom lidstvo lépe. Navíc mutace probíhají neustále.

Mimochodem cystická fibroza je poněkud otřepané téma (20 let stará učebnice Biologie od Cambpell) vzhledem k jejímu nízkému zastoupení na světě oporit jiným nemocem.


Jiří Hálek

Anonymní řekl(a)...

Podle eugenických zákonů bylo ještě v roce 1968 možno ukončit život mentálně postiženého dítěte v USA. Odhaduje se, že kvůli "genofondu" zemřelo po válce do konce 60.let cca 40.000 dětí v USA a UK. Pro právo tedy nic nového, o Německu ani nemluvě. Velkým příznivcem eugeniky byl W.Churchil, který uváděl i první eugenický kongres v r. 1912.

V této věci stojí za zmínku i studie, který dokazují korelaci mezi snížením porodnosti a ekonomických růstem v tom smyslu, že příčinou není ekonom. růst ale nízká porodnost a ekon. růst je důsledkem. Jeden z nejkrásnějších grafů , jaký jsem kdy viděl, zvlášť časová osa stojí zato.

Jan Štastný

Jan Slanina řekl(a)...

Zásadní problém eugeniky v současnosti a blízké budoucnosti je, že rozhodně nemáme plnou kontrolu nad tím, co děláme. Jak už zmiňuje autor v textu, vlastnost za určitých okolností prospěšná může být za jiných okolností nevýhodná.

V současné době si proto myslím, že pro nás opravdu genetická diverzita hodnotou je - prostě nevíme, jestli tu či onu vlastnost nebudeme v populaci potřebovat.
Živočišné druhy (například gepard), které si v nedávné minulosti prošly opravdu drsnými "hrdly lahve" (zúžení genofondu na malý počet jedinců a následná příbuzenská plemenitba) zrovna moc neprosperují.

Navíc, pokud připustíme volbu zásadních "parametrů dítěte", víme, kde uděláme čáru? Selekce pohlaví dítěte vede k nerovnováze v popuplaci a špatným koncům. To, že u nás nedochází k zásadní selekci na základě pohlaví, může být dáno prostě tím, že stále ještě přetrvává určité kulturní tabu potratů. Pokud by ale volba pohlaví dítěte byla na úrovni zaškrtnutí políčka v dotazníku, nedošlo by i u nás k preferenci mužů?

To, že "za peníze to prostě někdo udělá" sice vnáší problém faktické nerovnosti subjektů práva, ale na druhou stranu to efektivně řeší problém hrozícího "hrdla lahve". Pokud to bude nezákonné, bude to dělat natolik málo lidí, aby to populaci jako celek neohrozilo.

Obecně si myslím, že už teď to s eugenikou přeháníme. Za indikaci potratu přinejmenším nezanedbatelná část lékařské obce považuje i polysomie pohlavních chromozomů (47, XXY a 47, XXX), ačkoli v realitě bez pokročilé lékařské diagnostiky by velká část dotčených osob o své diagnóze ani nevěděla.

Anonymní řekl(a)...

ad Slanina : Trochu bych opravil několik běžných omylů. Výběr pohlaví může v nějakých společnostech vést k nerovnováze pohlaví, ok. Jaké špatné konce máte ale na mysli ? Z hlediska evolučního jde o naprosto marginální nerovnováhu.

Vztah gen-vlastnost. Musíme se smířit s tím, že ne každá vlasnost člověka (barva očí, IQ atp.) je definovaná genem, stejně tak ne každá patologie má své vyjádření v genovém zápisu.
Bohužel laická veřejnost ovlivěná Mendelem a moderními "DNAisty" (jak by řekl jeden politik), kteří přisuzují kažé vlastnosti nějakou podobu DNA, se pak domnívá, že je možná záměrnou mutací vlastnost změnit.

Genetická diverzita nezanikne tím, že by se kontroloval plod a odstraňovali ty s možnými patologickéými znaky. Diverzitu zajišťuje krom pohl. rozmožování i mutace.

Jan Hlásný

Martin Dienstbier řekl(a)...

Jiří, nevím jak s tím souvisí citovaná učebnice, ale cystická fibróza se obvykle uvádí proto, že je z vážných monogenních genetických poruch opravdu jednou z nejrozšířenějších. Má typickou autosomálně recesivní dědičnost a v bělošské populaci v Evropě a USA je jí postižen asi 1 novorozenec z 2500. Vím, že se to nemusí zdát mnoho, ale ostatní takové syndromy jsou ještě vzácnější (z druhé strany je jich přes 5 tisíc různých).

Jinak s Vámi souhlasím, že případná regulace nebude nikdy stoprocentně účinná (a za peníze někdo na klinice v Karibiku udělá cokoliv). Ale jak psal i Jan S., pár jednotlivých případů k omezení genofondu či kastování společnosti nepovede – narozdíl od situace, kdy by žádná regulace nebyla a etické tabu s tím spojené padlo. To, že rodiče budou vždy chtít pro své dítě to nejlepší, co je společensky a právně přípustné, je pochopitelné - právě proto si myslím, že jsou nějaké limity nutné.

Jane Š., souhlasím že eugenika tu již byla. Ale byl bych opatrný - když to zahrneme pod stejný pojem, ještě to neznamená, že to není něco nového (jak pro právo, tak pro společnost) . Dosud byly totiž faktické možnosti jak „eugeniku“ provádět dosti omezené a týkaly se převážně „práva na život“ dětí s vážným fyzickým či mentálním postižením (což ale populaci příliš neovlivní, protože takto postižení lidé obvykle mnoho vlastních potomků nemívají). Možnosti výběru „positivních“ vlastností, které přináší genomika ve spojení s pre-implantační selekcí, myslím vnáší do věci zcela jiný rozměr.

Jane S., děkuji za komentáře, mohu jen podepsat. Zvlášť bych podrthl tu obavu, abychom nekonali rychleji, než budeme mít plnou kontrolu a porozumění tomu, co děláme.

Anonymní řekl(a)...

ad regulace : Je poněkud nepochopením medicíny, když by se čekalo na plnou kontrolu a porozumění problému. To je sice pěkný zasadový vědecký přístup, ale medicína je založena na kazualistické best practise. Medicína musí léčit, i když plně nchápeme, co se v těle děje a jak funguje naše léčba. Proto ať chceme nebo nechceme, klinická praxe si najde způsob jak "léčit náš genom" dávno před jeho pochopením.

Genom není nutno mýtizovat. Jednotlivá DNA není po stránce teoretického nic tak vzácného (a jistě za pár let nebude problém něco podobného vysyntetizovat v laborce, stejně jako dnes umíme DNA "namnožit" pro forenzní analýzy atp.), že by na to medicína brala ohled. Jde o sekvenci bází. Stejné mýtické námitky měly i transplantace a nakonec se stejně prováděly, a to znalost imunologie byla z dnešního hlediska nulová. Daleko unikátnější než DNA je to, jak organismu ví, co a kdy má z DNA "číst", roz. co má chemicky reagovat.

I když je to otázka předčasná neobávám se, že by manipulace s DNA způsobila větší problémy. Právní regulace v této věci bude tak jako tak neučinná, člověk asi bude mít právo svoji DNA měnit, kdo jiný by to právo měl mít ? Protože si ale myslím, že hlavní patologie vzniká při čtení a expresi genu a samotná DNA nebude předmětem léčby (ono by se nakonec museli najít a změnit všechny v těle) narozdíl od modifikací opravných a čtecích mechanismu, nevidím budoucnost nijak špatně.

Stejně jako kolegové jsem poněkud skeptický k možnostem bioléčby v blízké budoucnosti, dobře si pamatuji, jak podobně pozitivní prohlášení doprovázela transplantační medicínu v 80.letech, DNA, genomiku a biotechnologie v 90.letech a jak to všechno dopadlo.

Michal Kovalský

Jan Slanina řekl(a)...

ad JH:
Myslím, že situace v Číně, kde selekce pohlaví plodu vede k významné nerovnováze v populaci, je dostatečně špatný konec. Nedostatek mužů by byl teoreticky řešitelný změnou společenských konvencí, ale nedostatek žen zákonitě vede k populačnímu poklesu se všemi důsledky. To mi nepřijde jako marginální.

Mutace sice spoluvytvářejí genetickou diverzitu, ale ne moc efektivním způsobem. A docela pomalu. Problém populačního "hrdla lahve" je, že z populace odstraním některé varianty genů. Obnovit je mutacemi je možnost spíš teoretická. Gepardům to rozhodně zatím moc nepomáhá.

A pozitivní selekce zákonitě hrozí tímto efektem "hrdla lahve". Co když selekcí genů pro pozitivní vlastnosti (třeba vysoký intelekt a modré oči) v populaci významně snížím četnost nebo dokonce úplně eliminuji geny pro nějaké vlastnosti, jejichž pozitivita nebyla zjištěna, nebo není tak významná?

V případě patologických stavů je otázka, o čem se bavíme: balancovaná translokace svého nositele neohrožuje, ale jeho potomky ano. Je to už důvod ji odstranit? Srpková anémie je v některé situaci patologická, v jiné prospěšná. Je to důvod ji odstranit?

Anonymní řekl(a)...

Souhlasím s Michalem Kovalským v tom, že je absolutně neuvážené slibovat na základě znalosti DNA člověka nějaké větší pokroky v medicíně. Kolega není biochemik a asi ani biolog, takže neví, jak málo toho známe o tak primitivním organismu jakým jsou např, kvasinky a přitom je známe celá staletí. Nevíme, kdy začnou reprodukci, nevím, proč a kdy vykonají apoptozau atp., kde se to všechno reguluje a na základě čeho. Známe asi tak tisícinu celku pár kvasinek, o bakteriích a virech ani nemluvě.

Samozřejmě jsem si vědom, že popularizace vědy sebou nese jistou vulgarizaci informací a představ o přírodních procesech, což spolu s davovou psychozou vede k silnému zjednodušování a nesmyslné analogizaci, ale proto ještě nemusím takový pohled na biologii akceptovat.

Zdeněk Jirků

Anonymní řekl(a)...

Velice zajímavý příspěvek, i všechny komentáře.

1/ V Číně mají opravdu velký problém kvůli převaze počtu mužů. Kupodivu se nestalo, co by člověk očekával, že totiž nevěsty začnou mít pro svoji vzácnost lepší sociální postavení, rodiče začnou preferovat holčičky a rovnováha se zase obnoví.

Místo toho si bohatí mladí muži nechávají unášet dívky z venkova a mají je pak v otroctví.

Svědčí to o tom, že jakýkoliv nepřirozený zásah vyvolá rozkolísání. Jako když najednou zahoupeme s akváriem, nebo když meteorit vyhubil duunisaury.

2/ Obdobně jsem slyšel zajímavou teorii, že v těch zemích, kde se opravdu praktikuje mnohoženství (není jich zase naštěstí tolik), vzniká silná vrstva frustrovaných mladých svobodných mužů, kteří těžko hledají smysl života a vyvolávají agresivitu.

3/ Laický dotaz: Náš učitel na gymnáziu nám říkal, že po r. 1945, když v populaci existovala umělá převaha žen (v důsledku padlých vojáků), se začalo rodit významně více chlapečků. Prý to příroda prostě nějak poznala a reagovala směrem k obnovení rovnováhy. Nevíte, zda je to pravda? Pokud ano, je na to nějaké vysvětlení? Děkuji. Miroslav Skala

Jan Slanina řekl(a)...

ad Miroslav Skála - 2: ano, to jsem také slyšel/četl. Tradicionalistické mormonské komunity v USA to údajně řeší tím, že mladé muže vyhánějí pryč z komunity.

ad Miroslav Skála - 3: o tomhle jsem nikdy neslyšel. Chlapečků se obecně rodí o cca 5% více, ale muži mají v rozvinuté společnosti snad ve všech věkových kategoriích větší úmrtnost.
Na Wikipedii jsem narazil na opačnou zmínku - chlapečků bylo údajně víc za války, ne po ní.
http://en.wikipedia.org/wiki/Human_sex_ratio
Jinde se ale zase uvádí, že ekonomicky prosperující matky mívají více synů a ekonomicky méně prosperující více dcer (snad kvůli větší potratovosti chlapečků při podvýživě matky). Podle této logiky by návrat k (relativní) prosperitě po válce mohl vést k zvýšení počtu synů.
Pohlaví potomků mohou navíc snad ovlivnit i takové věci jako strava ženy, která může ovlivnit složení poševního hlenu, což může mít následně vliv na relativní úspěšnost spermií nesoucích chromozom X a Y.
S ohledem na to, že neznáme funkční mechanismus, kterým by nedostatek mužů v populaci mohl zvýšit úspěšnost (nebo snad tvorbu?) spermií nesoucích chromozom Y, byl bych k těmto úvahám hodně skeptický. A to i kdyby se skutečně našla korelace, protože korelace neznamená kauzalitu.

Olga řekl(a)...

Díky za zajímavý článek. Jako matka (máme tři chlapečky) přisypávám do diskuse trochu zemité praktičnosti; Řekla bych, že proti eugenickému omezování genetické diversity působí (naštěstí) archetypální vzorce chování...Totiž, těhotenství je emoce, od začátku (:-)) až do konce, ať vyjdou testy, jaké chtějí, matky si své děti PŘEJÍ a eugenice navzdory neposlouchají doktory jako by poslechly je, když by šlo o jiné cíle.
Olga Svobodová

Anonymní řekl(a)...

Rozdíly v počtu žen a mužů nejsou nijak fatální v relativně civilizovaných zemích (Německo a Rusko po 2.sv .válce), v Číně je to také trochu sociální problém, nikoliv biologický, který se ale také relativně malého počtu lidí. Frustrace z nemožnosti najít si partnerku je přibližně stejná jako frustrace z manželství.

Jan Hrůza

Martin Dienstbier řekl(a)...

Jane H., máte určitě pravdu, že vlastnosti člověka nejsou podmíněny pouze geneticky, ale i prostředím během našeho vývoje. Nesmíte však zaměňovat: to, že vlastnost není určena jedním genem (tj. nemá klasickou Mendelovskou dědičnost) ještě neznamená, že není geneticky podmíněna. Konkrétně vlastnosti, které jste vyjmenoval (barva očí a IQ), určitě do značné míry geneticky podmíněny jsou . Barva očí dokonce téměř stoprocentně - už ji dokonce umíme ze sekvence DNA s velkou přesností určit (podílí se více než 16 genů). Inteligence je samozřejmě komplexnější a prostředí hraje větší roli (i zde ale nejspíš převažuje dědičná složka).

Michale, rozhodně nezpochybňuji, že pro aplikaci v medicíně není pochopení všech mechanismů nezbytné (pokud se empiricky ověří , že léčba funguje). Naopak, to že aplikace v medicíně budou mnohem dříve než naše úplné pochopení genomu (jestli vůbec někdy nastane) je i náplní tohoto článku. Nicméně eugenika pozitivní selekce není to samé jako léčba pacienta, zde je myslím větší opatrnost namístě.
Souhlasím, že budoucnost genetické terapie u dospělých pacientů je zatím stále nejistá (byť se testuje řada nadějných metod). Každopádně studium regulace exprese genů do genomiky patří rovněž (a sekvenační metody zde také mají široké využití).
Jinak do jisté míry váš skepticismus chápu, myslím že se ale lišíme v časové škále. 10 či 20 let je z hlediska aplikací v medicíně krátká doba. Osobně se domnívám, že se spousty „přislíbených“ aplikací opravdu dočkáme, jenom to v praxi trvá vždy déle než by se z některých zpráv mohlo zdát.


Zdeňku, mohu vás ujistit, že biolog opravdu jsem a i s kvasinkami jsem pracoval ;-). Pokud si přečtete můj předchozí článek, najdete tam i větu, že pochopení lidského genomu a jeho regulace nám klidně bude trvat ještě dalších sto let (a mimochodem, ani ty kvasinky dokonale nepochopíme o moc dřív, molekulární mechanismy jsou si totiž hodně podobné). To nic nemění na tom, že aplikací (i medicínských) se dočkáme mnohem dřív. V diagnostice určitě, v léčbě přinejmenším nepřímo skrze cílený vývoj léků na základě informací, které nám genomika přináší. Samozřejmě vyléčení všech nemocí nikdo (alespoň v dohledné době) neslibuje.

Jan Slanina řekl(a)...

Samozřejmě, čínský problém je sociální. Stejně tak by byl sociální problém kdekoli jinde. Ale byl vytvořen biologickými resp. lékařskými prostředky (prenatální určení pohlaví a následkem selektivní potraty).

Nejde jen o problém frustrace mužů, ale i problém ryze demografický: v kategorii 0-15 let je v Číně poměr mužů a žen 1,17:1. To znamená, že pro udržení populace nestačí plodnost (TFR) 2,1 (kterou ostatně Čína také nedosahuje), ale je potřeba cca 2,3.

Zuzana řekl(a)...

to Jan Slanina - Vy vidíte jako problém udržení populace, ale nevím, zda se skutečně jedná o problém. Snížení populace a nejen v Číně, ale i v České republice a kdekoliv jinde, je naopak objektivně žádoucí z hlediska dlouhodobé udržitelnosti existence lidí na této planetě.


Anonymní řekl(a)...

Ano genetická diverzita je fajn a je potřeba pro měnící se podmínky, ale v případě e určitý genotyp bude jasně prospěšný za stávající situace - například výrazné zvýšení inteligence, není moc lidí, které by zajímaly potenciální neždoucí účinky stylu snížená schopnost žít za podmínek nižší koncentrace vzduchu kyslíkem (koncentrace za které by wild-type člověk ještě žil).

Jan Slanina řekl(a)...

Ad anonymní:
jenomže ono to není (a ještě zatraceně dlouho nebude) takto přímočaré. Jen inteligence samotná je velmi komplexní záležitost. Vezměte si třeba, jak tenká je hranice mezi řadou geniálních matematiků a "idiot-savant" autisty. My prostě nevíme, jakou schopnost bychom eventuelně potlačili, neřkuli vytlačili z populace.

Ad Zuzana:
pokud zákonodárce má ambici snižovat populaci, nechť to řekne. Ale úmyslné snižování populace je něco výrazně jiného, než riskování společenské nestability.


Anonymní řekl(a)...

Moc nechápu, jaké má problémy Čína se stárnutí a preferencí chlapečků v politice jednoho dítěte. To, že tam určitá část mužů trpí frustracemi je asi pravda, ale nikde jsem nečetl, že by to nějak souviselo s nemožnosít najít partnera/milence atp. Jak někdo psal výše daleko vyšší disproporce byla v Německu a Rusku po 2 sv. válce v opačném gardu a také z toho občanská válka nebyla. Ohledně stárnutí populace se stále straší výšší penze atp. ale už se zapomíná, že při baby boomu se dějí po 20 letech revoluce, jejichž společenská prospěšnost je - viděno v delším horizontu - problematická. Jeden si nevybere.

Ohledně DNA si také myslím, že se úloha genu v obecném povědomí přeceňuje a že když něco nevíme jak v organismu funguje, řekne se, že v tom jsou geny. Zrovna nedávno jsem dostal prezentace o nefrologickém (ledviny a kol.) kongresu a pokud to shrnu, tak nemoci za posledních 30 let zůstaly stejné, umíme o něco lépe občas něco zobrazit, ale léčba je krom možnosti laparoskopie prakticky stejná. Většina problémů je totiž spojená s běžnou chemií a fyzikální chemií (percipitáty v orgánech atp.).

Jiří Burda

Anonymní řekl(a)...

Díky za úvod, pro zájemce několik doporučení na zajímavou literaturu k tématu:

Buchanan, Allen, Dan W. Brock, Normal Daniels, and Daniel Wikler, 2000, From Chance to Choice: Genetics and Justice, Cambridge: Cambridge University Press.

Fukuyama, Francis, 2002, Our Posthuman Future: Consequences of the Biotechnology Revolution, New York: Picador. (trochu popík)

Kitcher, Philip, 1996, The Lives to Come: The Genetic Revolution and Human Possibilities, New York: Simon & Schuster. (starší, ale stále skvělý úvod)

Sandel, Michael J., 2007, The Case Against Perfection: Ethics in the Age of Genetic Engineering, Cambridge, MA: Harvard University Press.

Savulescu, J., Bostrom, N. (eds.) (2009), Human Enhancement, Oxford: Oxford University Press.

Savulescu, J., Kahane, G. (eds.) (2011), Enhancing Human Capacities, Oxford: Wiley-Blackwell.

Plus online časopis BIOETHICS http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-BIOE.html

JJ

Anonymní řekl(a)...

Jan Slanina: A kolik zdravých párů mezi Evropany, které mohou bez problému otěhotnět přirozeně, by podstupovalo dle vašeho odhadu umělé oplodnění?

Nějací nadšenci pro vybrané pohlaví, možná častěji nějaký pár, který má dvě holky a chce kluka (či obráceně), ale podle mě by jich za situace možnosti přirozeného oplodnění bez vážného rizika pro zdraví dítěte (typicky nemoci, které se dědí podle pohlaví) v blízké i vzdálenější budoucnosti zas tolik nebylo. Navíc se lze domnívat, že ve zdejším kulturním prostředí by mezi tímto procentem párů i mezi páry, které by na umělé oplodní šly tak jako tak, zas až tak velká preference kluků nebyla.

Jakub Malinovský