S 18 navršenih mjeseci starosti, Aurea Yenmai Smigrodzki radoznala je kao i svako drugo dijete. Voli maslac od kikirikija, plažu i mobilne telefone, ili bilo koje igračke koje izgledaju kao telefoni. Voli kopirati mamu i tatu, Thuyu i Rafala, kada oni koriste svoje pametne telefone.
Malena Aurea to još ne zna, ali njezino je rođenje bilo vrlo posebno, jer ona je prva PGT-P beba na svijetu, što znači da je statistički manje vjerojatno da će razviti genetsku bolest ili poremećaj tijekom svog života, nasuprot svih ostalih.
PGT-P je kratica za predimplantacijsko genetsko testiranje poligenskih poremećaja. Provodi se zajedno s umjetnom oplodnjom (IVF) i omogućuje budućim roditeljima da aktivno odaberu koji će vlastiti embrij uzeti, na temelju snage njegovih gena. Rafal i Thuy dobili su genetske profile pet mogućih embrija, a Aurein je bio najjači kandidat, jer je njezin embrij imao najmanje prepoznatljivih genetskih mutacija koje bi mogle uzrokovati navedene bolesti.
Jednostavna dilema za Aureine roditelje
Bila je to doista jednostavna dilema. Ako možete učiniti nešto dobro za svoje dijete, vi to želite učiniti, zar ne? Zato ljudi uzimaju prenatalne vitamine, rekao je za Wired Aurein otac Rafal o izboru da se on i njegova supruga Thuy podvrgnu procesu genetskog pregleda.
Svi roditelji žele da im djeca budu zdrava, ali mnogi imaju razloga bojati se prenijeti nešto štetno na dijete. Naši geni mogu nas predisponirati za razvoj svih vrsta bolesti: dijabetesa, bolesti srca, raka i mnogih drugih. Imajući to na umu, moglo bi se oprostiti pretpostavci da su Rafal ili Thuy imali neko nasljedno stanje i da su htjeli prekinuti loš nasljedni lanac. No stvarnost je, priznaje Rafal, da je on jednostavno znao da PGT-P postoji, pa je odlučio pokušati.
Otac tehnooptimist
Rafal je neurolog i zanimaju ga pionirske tehnologije, a sebe naziva "tehnooptimistom". Čak je potpisao da će mu se mozak kriogeno pohraniti kad umre, u uvjerenju da će jednog dana uskrsnuti, netaknutih misli i duha.
U njegovim očima, genetski pregled embrija nije ništa ludo ili čak posebno, već je to jednostavno prirodni sljedeći korak koji ljudi moraju poduzeti.
Kao da je netko prvi put telefonirao, naravno, bio je to jedinstven trenutak, ali zapravo je to bio samo početak nečega što sada svi rade. Za 10 godina ova vrsta poligenog testiranja bit će potpuno nekontroverzna. Ljudi će to činiti kao nešto što se podrazumijeva, smatra Rafal.
Thuy i Rafal pregledali su svoje embrije putem Genomic Predictiona, prve od nekoliko biotehnoloških tvrtki u SAD-u koje su otvorile usluge genetskog pregleda budućim roditeljima. Uzimajući uzorke DNK iz stanica embrija zajedno s genetskim sekvencama oba roditelja, analitičari mogu sastaviti skup markera iz kojih mogu konstruirati potpunu genetsku sliku embrija. Ovo učinkovito ubrzava njegov razvojni proces kako bi se stvorila projekcija razine zdravlja djeteta rođenog s tim genima.
Kako bi pomogli svojim klijentima da ove podatke stave u kontekst, svakom embriju daje se zdravstvena ocjena na temelju postojećih mutacija u njegovim genima koje bi potencijalno jednog dana mogle ograničiti život, a budućim roditeljima pokazuje se kako se ta ocjena uspoređuje s prosjekom populacije. Poredak uzima u obzir ozbiljnost stanja, ako je prikazano, kao i etničku pripadnost embrija, jer to također može utjecati na učestalost bolesti.
Najbolja prilika za dug život bez bolesti
Aurea je plod tog procesa rangiranja, odnosno bila je najbolje ocijenjeni embrij iz kolekcije postupka umjetne oplodnje Thuya i Rafala i stanica koje su odabrali da njihovoj kćeri daju najbolju moguću priliku za dug život bez bolesti.
Kad Aurea navrši određenu dob, imat će pristup svim podacima o probiru embrija koje dijeli s roditeljima. Vjerojatno će i njoj biti sekvenciran vlastiti genom, jer Rafal je već kupio pribor za kućno testiranje za nju, i koristiti te informacije za usmjeravanje svog pristupa zdravlju i načinu života kroz život.
Nadam se da će joj biti drago, kaže Aurein otac.
Igranje Boga?
Ljudi me pitaju pokušavam li glumiti Boga kad sam se odlučio za ovo. Genetska selekcija nije igranje Boga, to je rad poput mehaničara na molekularnim strojevima koji se ponekad pokvare i trebaju se popraviti, ističe uvjereni Rafal.
Naravno, dobri geni nipošto nisu jamstvo za dug i zdrav život, a nošenje abnormalnosti ili čak život s nasljednom bolešću ne znači uvijek lošiju kvalitetu života. Ni sam Rafal, ni na trenutak ne vjeruje da prenošenje nezdravih gena nekoga čini lošim roditeljem. Ipak, on je nedvosmislen u svom uvjerenju da je učinio najbolje za svoje dijete, dajući joj najbolje šanse protiv genetske bolesti.
Kao roditelji, ponašamo se kao šampioni zdravlja naše djece, i ima smisla tretirati gene ne kao tajanstvene odrednice identiteta, već nešto za što znate da postoji i da je važno. To su ista načela koja primjenjujem u nastojanju da se dobro brinem za svoje zdravlje. Bitno je da je proces bio uspješan, da je moje dijete rođeno zdravo i da je sretno, kaže zadovoljni otac.
Poligenski rezultati već se koriste i na životinjama
Rezultati poligenskog rizika su isto tako i marker koji se koristi u drugim područjima biologije kako bi se grubo odredilo kakvo je genetsko zdravlje jednog organizma u usporedbi s drugim. Primjerice, poligenski rezultati se obično koriste u uzgoju životinja i biljaka kako bi se poboljšale šanse za zdravu i otpornu stoku i usjeve.
"Ocjena" se izračunava iz broja varijacija pronađenih u genomu svakog organizma koje se odnose na određenu bolest (što povećava rizik od njenog razvoja). To se uspoređuje s referentnom bazom podataka sastavljenom iz opsežnih populacijskih studija kako bi se dobio relativni pokazatelj kolika je vjerojatnost da će taj organizam razviti bolest u odnosu na prosjek.
Pokazatelji su ograničeni, ali relevantni za roditelje
No treba istaknuti da ipak nema jamstava u korištenju tog procesa i da se može koristiti samo kao prognoza, jer se rezultat uspoređuje samo s prosječnim organizmom, a ne testiranjem genetske veze s bolešću kod svakog pojedinca. Također ne uzima u obzir ni čimbenike okoliša. Dakle, pokazatelji su ograničeni, ali mogu s točnošću pokazati koja bi uobičajena genetska stanja osoba ili organizam mogli nositi, što je relevantno za roditelje koji odabiru jedan embrij od njih nekoliko.
Sama embrionalna selekcija nije ništa novo. Otprilike tri desetljeća liječnici koji se bave umjetnom oplodnjom uzimali su uzorke spermija i jajnih stanica kako bi izrasli u nekoliko embrija odjednom, prije nego što su odabrali onaj koji izgleda kao da najviše obećava za implantaciju u maternicu. Klinike već obično provjeravaju kromosomske abnormalnosti kao što je Downov sindrom, ali donedavno je jedini pokazatelj prema kojemu su morali ići, bio način na koji jedna skupina stanica izgleda naspram druge, što znači da je sam odabir bio više-manje proizvoljan.
Uloga umjetne inteligencije
Tvrtke poput Genomic Predictiona odvode taj proces puno dalje, dajući roditeljima moć da odaberu embrij za koji vjeruju da ima najbolje šanse za preživljavanje kako u maternici tako i izvan svijeta.
Nastavili smo istraživati mogućnosti iz čistog znanstvenog interesa. S vremenom je sekvenciranje postalo jeftinije i dostupnije, a banka genetskih podataka postala je sve veća, što je pružilo priliku za jednostavnu primjenu programa strojnog učenja za traženje uzoraka. I stoga je relativno jednostavno koristiti AI za izradu genetskih prediktora svojstava u rasponu od vrlo jednostavnih koje određuje samo nekoliko gena ili nekoliko različitih mjesta u genomu, do onih stvarno kompliciranih, objašnjava suosnivač te tvrtke Stephen Hsu.
Kao što je Hsu naznačio, ključna razlika u korištenju te tehnologije je u tome što njegova tvrtka ne radi svoje izračune samo na pojedinačnim mutacijama poput cistične fibroze ili anemije srpastih stanica. Uvjeti na koje se embriji pretražuju mogu biti iznimno komplicirani, uključujući tisuće genetskih varijanti u različitim dijelovima genoma.
Krajem 2017., Hsu i njegovi kolege objavili su rad u kojem pokazuju kako, koristeći genomske podatke u velikom obimu, znanstvenici mogu predvidjeti nečiju visinu do jednog inča točnosti koristeći samo njihovu DNK. Istraživačka skupina kasnije je upotrijebila istu metodu za izradu genomskih prediktora za složene bolesti kao što su hipotireoza, dijabetes tipa 1 i 2, rak dojke, rak prostate, rak testisa, žučni kamenci, glaukom, giht, fibrilacija atrija, visoki kolesterol, astma, bazalne stanice karcinoma, malignog melanoma i srčanog udara.
Kritike i kontroverze
No, to nije prošlo bez kontroverzi. Do sredine 2020. godine, bijes među studentima diplomskih studija na Državnom sveučilištu Michigan bio je dovoljno glasan da Hsua natjera na povlačenje s mjesta potpredsjednika te institucije.
Hsu vjeruje da je protivljenje koje su ljudi osjećali prema genomskom predviđanju u početku bilo uglavnom zato što se ljudi osjećaju nelagodno zbog činjenice da genetika može zapečatiti našu sudbinu, odnosno da se nepovoljne osobine ne mogu uvijek ispraviti napornim radom i odlučnošću.
Ljudi ne žele vjerovati da postoji određeni stupanj tvrdoglavosti koji se ne može prevladati dobrim navikama ili dobrim obrazovanjem. Ali strah je neumjesan: sposobnost otkrivanja pojedinačnih mutacija gena postoji već neko vrijeme i nitko to ne smatra etički upitnim, zar ne? Samo što sada to možemo učiniti s većom preciznošću, pojašnjava Hsu.
In-house studije
Studije Genomic Predictiona pokazuju da djeca rođena ovim putem imaju 46 posto manji rizik od srčanog udara, 42 posto manje šanse za dobivanje dijabetesa tipa 2, 15 posto manji rizik od raka dojke i 34 posto manji rizik od shizofrenije.
Upotrebom genomskih prediktora možemo lako pronaći ljude koji su u 10 puta većem riziku od uobičajenog. Lako možemo pronaći ljude koji su 10 puta ispod normalnog rizika. I to je veliki napredak, kaže Hsu.
Selekcija embrija kao norma u budućnosti?
Poput Rafala Smigrodzkog, Hsu je uvjeren da će javno neodobravanje popustiti i da će se jednog dana selekcija embrija protiv nasljednih bolesti smatrati normom.
Ne bismo trebali koristiti samo umjetne načine reprodukcije, već bismo trebali koristiti alate koje imamo za IVF kako bismo osigurali najbolje šanse za rađanje zdravih beba, smatra Hsu.
Veći izgledi za zdravu trudnoću
Jedan aspekt rada Genomic Predictiona koji bi malo tko kritizirao i koji se ne smije zanemariti je izbor za poboljšanje izgleda za zdravu trudnoću. U izboru zdravih embrija, liječnici također smanjuju šanse za komplikacije tijekom trudnoće koje mogu proizaći iz genetskih čimbenika i pomažu parovima da uštede vrijeme, novac i puno boli.
Ali napredak u genomici omogućuje i druge načine poboljšanja procesa začeća za parove. Godine 2013. biotehnološka tvrtka pod nazivom Natera postala je prva koja je razvila panoramski krvni test za otkrivanje fetalnih abnormalnosti već od devetog tjedna trudnoće.
Neinvazivni prenatalni test (NIPT) zamjenjuje tradicionalno uzimanje uzorka korionskih resica (CVS), neugodan test koji uključuje veliku iglu za vađenje stanica iz placente, u probiru kromosomskih stanja kao što su Downov sindrom, Edwardsov sindrom ili Patauov sindrom.
Osobno iskustvo kao pokretač
CVS je bio učinkovit u otkrivanju abnormalnosti, ali je povećao rizik od pobačaja za oko 1 posto. Budući da je neinvazivan, NIPT je puno sigurniji. Kao i mnogi drugi izumi koji su promijenili život, prvi NIPT nastao je zbog osobnog iskustva.
Suosnivač Natere i predsjednik Matthew Rabinowitz objašnjava da je njegova sestra 2003. rodila sina koji je imao ozbiljne kromosomske abnormalnosti. Tragično, beba je umrla u dobi od šest dana.
To iskustvo bilo je iznimno uznemirujuće. Ja sam inženjer i moja je priroda rješavati probleme. I to je bila situacija koju jednostavno nije bilo moguće popraviti, rekao je Rabinowitz. Njegova obitelj je bila zatečena.
Rođen je u vrhunskoj bolnici u Bostonu, a ipak nisu shvatili da ima te probleme sve dok se nije rodio. Pomislio sam, kako se ovo moglo dogoditi u 21. stoljeću?' Mora postojati način da se te tehnologije poboljšaju, prisjeća se Rabinowitz.
U to je vrijeme Rabinowitz bio profesor aeronautike i astronautike na Sveučilištu Stanford, a sa šokom i tugom nosio se na najbolji način koji je znao: bacivši se na nova istraživanja. Njegov tim počeo je raditi na genetskim tehnikama za promatranje sićušnih količina DNK koje bi mogle izvući "mnogo snažniji signal" o zdravlju i razvoju fetusa.
Test koji je promijenio pogled mnogih na trudnoću
Rabinowitz je predao dobivene podatke Nacionalnom institutu za zdravlje (američkoj javno financiranoj agenciji za medicinska istraživanja), koja mu je dodijelila potporu za pokretanje poslovanja, a ostalo je povijest. NIPT djeluje sekvenciranjem malih fragmenata fetalne DNK (cfDNK) koji se mogu otkriti u majčinoj krvi.
CfDNK se izolira i ispituje kako bi se otkrile aneuploidije, gdje je abnormalan broj kromosoma prisutan u svakoj stanici, ali također, ako liječnik zahtijeva, neke od varijacija jednog gena koje uzrokuju teške genetske bolesti. Budući da je biološki spol određen kromosomima, krvni test također može identificirati spol fetusa mnogo ranije od ultrazvuka.
Različiti brendovi NIPT-a od tada su razvijeni i uvedeni diljem svijeta u javnom i privatnom zdravstvu. Potpuno se promijenio način na koji ljudi diljem svijeta vode trudnoću, istaknuo je na kraju Rabinowitz.
Izvor: Wired
