4. april 2016

1. Introduktion: Genmodifikation af mennesker

Generne er biologiske koder, som har stor indflydelse på kroppens egenskaber. Med udviklingen af en ny genmodificeringsmetode, kaldet CRISPR, i 2012 er det blevet nemt, billigt og hurtigt at ændre på generne — og dermed kan man behandle sygdomme og måske på sigt genetisk “forbedre” mennesker. Det rejser en masse etiske dilemmaer.

Her kan du læse om…

  • Hvorfor forskere i disse år forudser, at vi snart vil kunne genmodificere mennesker.
  • Hvad det er for en teknik, der nu er udviklet, og hvad den kan bruges til.
  • Hvilke etiske dilemmaer, brugen af teknikken rejser, hvis man bruger den på det befrugtede æg til sygdomsbehandling eller til at designe børn.
  • Hvor grænserne går for, hvilke egenskaber, det er muligt at ændre på.

I april 2015 skete der det epokegørende, at kinesiske forskere for første gang publicerede resultater fra et forsøg, hvor de havde genmodificeret menneskelige embryoner – dvs. det befrugtede ægs tidligste udviklingsfase.[1] Hvis man udfører genmodifikation på et embryon mens det kun er éncellet – det befrugtede æg eller zygoten – vil alle celler i den udvoksede organisme rumme det modificerede sæt af arveanlæg, og ændringen vil gå i arv.

Hermed rokkede man ved én af de stopklodser, der var enighed om at sætte op, da kendskabet til genforskningen begyndte at brede sig til befolkningen 40 år tidligere: grænsen for, hvor meget mennesker skulle blande sig i selve ’styringen’ af mennesker, skulle gå ved de ufødte, fordi man ikke kendte nok til de uforudsete konsekvenser af at ændre generne. Det var én ting at ændre ved et født menneske, men noget ganske andet at gøre det ved et embryon, for her ville ændringerne gå i arv – også ændringer, som måske viste sig at have uforudsete bivirkninger.

De kinesiske embryoner

De embryoner, de kinesiske forskere anvendte, var ude af stand til at udvikle sig til mennesker, da de var et resultat af fusionen mellem to sædceller og en ægcelle (tripronukleære zygoter). Mange anser det befrugtede æg for at være beskyttelsesværdigt, fordi det kan udvikle sig til et menneske. Det er en udbredt opfattelse, at det er mindre problematisk at forske på zygoter eller embryoner, der som her ikke udvikler sig udover de første få uger.

Så da nyheden om det genmodificerede embryon blev kendt, besluttede en gruppe førende genetikforskere sig for at mødes og drøfte udviklingen og den ny metode, forskerne havde brugt. Flere havde på forhånd foreslået et totalt stop – en tænkepause – for brugen af den nye teknik med navnet CRISPR (udtales “crisper”) i embryoner.

Initiativtagerne til mødet var ikke nogle tilfældige forskere. 40 år tidligere, i 1975, havde de samme forskere arrangeret en lignende konference; dengang var baggrunden, at man for første gang kunne se, at det ville blive muligt at genmodificere mennesket. Man så for sig, at man ville kunne overføre raske gener for at helbrede personer, der lider af genetiske sygdomme. Siden ville man måske også genmodificere folk, som slet ikke er syge, men bare gerne vil være lidt klogere, stærkere eller smukkere. Mennesket ville kunne designe sine børn. Mange var dengang overbevist om, at de store gennembrud lå lige om hjørnet. Så hurtigt kom det imidlertid ikke til at gå, fordi forskellige uforudsete problemer dukkede op.

Igennem 1980erne blev der udviklet en række teknikker, som kan bruges til at genmodificere levende organismer. Men det har været meget mere vanskeligt end forudset at udvikle metoder til ved hjælp af genmodifikation at helbrede sygdom på en tilstrækkeligt sikker måde.

Meget tyder på, at man nu nærmer sig det punkt, hvor risikoen ved at korrigere et sygdomsmodificerende gen på embryostadiet er tilstrækkeligt lille til, at nogen realistisk set ville gøre forsøget. Men skal man så gøre det?

CRISPR

Den ny genmodficeringsteknik, forskerne benyttede til at ændre embryonet i 2015, hedder CRISPR, og den var allerede udviklet i 2012. Forskerne var meget nysgerrige efter at se, om teknikken virker på mennesker, da den bygger på en funktion, man oprindelig opdagede i bakterier. Fra 2013 kom de første artikler, hvor forskerne havde genmodificeret muse- og menneskeceller. Teknikken virkede tilsyneladende på alle levende organismer – pattedyr, svampe, insekter, planter, osv.

Forsøg med modifikation af menneskelige embryoner, der blev publiceret i april 2015, viste imidlertid, at CRISPR ligesom de eksisterende teknikker laver en del fejl: Der sker nemlig ændringer andre steder i arvemassen end planlagt. Det står derfor klart, at en række tekniske udfordringer skal overvindes, før teknikken er præcis nok til at blive brugt til behandling af mennesker. Derfor kan man ikke udelukke, at vi ligesom i 1975 er vidner til overoptimistiske påstande om teknikkens betydning og konsekvenser.

Samtidig er de færreste i tvivl om, at teknikken er et stort skridt i retning af, at mennesker kan ændre ved såvel fødte som ved kommende børns egenskaber. Det nye og særlige ved teknikken er nemlig, at den er billig, nem og hurtig. Det har gjort den meget tilgængelig for mange forskere. Teknikkens tilgængelighed har i sig selv betydet, at tusindvis af forskere arbejder med at forfine den, og det kan gøre, at der ikke går så lang tid, før forskerne har udviklet en teknik, der er præcis nok til, at man tør forsøge at bruge den til at udføre genmodifikation på embryoner.

Det er sandsynligt, at vi allerede før det vil se teknikken anvendt til genterapi, dvs. på mennesker med arvelig sygdom efter fødslen, uden at ændringen går i arv. Neden for kan I læse mere om brugen af genmodifikation til at behandle mennesker med genetisk betingede sygdomme og til at forbedre på mennesker.

Sygdom er ofte delvist genetisk betinget

Genforskningen har vist, at fejl i generne er årsag til en række sygdomme. I starten troede man kun, det gjaldt de arvelige sygdomme, men efterhånden er det blevet klart, at langt flere sygdomme end først antaget på forskellig vis er forbundet med genetiske defekter. Sygdomme er i visse tilfælde meget direkte forbundet med en defekt i ét gen – er defekten til stede vil sygdommen med stor sandsynlighed udvikles. Det er dem, man traditionelt kalder for “arvelige sygdomme”. I de fleste tilfælde gør en defekt blot personen mere disponeret til at udvikle en sygdom. Nogle får fx lettere hudkræft ved at være i solen end andre. Nogle sygdomme skyldes genetiske defekter, der er nedarvede, mens andre sygdomme skyldes defekter, der er opstået spontant, for eksempel som følge af stråling eller kemisk påvirkning.

Disse erkendelser har gjort det nærliggende at forsøge at behandle sygdommene ved at tage fat i selve årsagen, nemlig ved at korrigere generne. Hvis man kan rette genfejl ved at indsætte raske gener i cellerne, kan man i princippet kurere sygdommen i stedet for bare at dæmpe symptomerne med medicin.

I de senere år har man fundet ud af, at generne spiller sammen og påvirker hinanden på indviklede måder. “Multifaktorielle” og “komplekse” er nogle af de ord man bruger om hyppige sygdomme som diabetes og kræft, fordi de i langt de fleste tilfælde skyldes et samspil mellem mange gener (arv) og mange forskellige ydre påvirkninger fra fx kost og alkohol, stråling og giftstoffer (miljø). Andelen af sygdomstilfælde, der skyldes arvelig sygdom, er altså lav.

I det hele taget er de fleste af vores egenskaber genetisk meget sammensatte; et tilsyneladende enkelt træk som højde har fx vist sig at afhænge af flere hundrede geners funktion. Og hver af disse gener kan spille ind på flere forskellige egenskaber. Kun nogle få egenskaber som fx øjen- og hårfarve er snævert knyttet til ét eller få gener.

Det komplekse forhold mellem gener og egenskaber betyder for det første, at det kan være vanskeligt at forudse, hvad der sker, når man ændrer på et gen. Jo flere gener, man ændrer, jo mere uforudsigeligt bliver resultatet.

For det andet betyder det, at ændringer af enkeltgener ofte kun vil spille en meget begrænset rolle. Derfor kan mange egenskaber vise sig vanskelige for alvor at ændre på. Hvis man fx vil begrænse sin risiko for at få diabetes eller forbedre sin muskelstørrelse mærkbart, skal man måske ændre på mange gener – der hver kan føre til uventede ændringer i organismen! Men der findes også eksempler på egenskaber, der en enklere at ændre.

Det er den gamle diskussion om arv og miljø og hvor meget, de hver især betyder, som man nu får et langt mere detaljeret kendskab til.

I dag kan man se, at det ikke bliver så nemt at behandle sygdomme ved at ændre på generne, som man først havde troet. Forskningen fortsætter dog, og i de senere år har der vist sig flere lovende resultater, bl.a. i forbindelse med behandling af blindhed, blødersygdom og defekter i immunsystemet.

Hvad er Arvelig sygdom?

Mennesket er et produkt af millioner af års evolution. Dårlig sundhed gør det sværere at overleve og få børn. Det er den gængse forklaring på, at arvelig sygdom trods alt ikke er mere hyppig, end tilfældet er, for hvis dem med “dårlige” gener ikke får børn, føres deres gener ikke videre til næste generation.

Når nogle familier alligevel døjer med sygdom, skyldes det, at der hele tiden opstår nye mutationer, og at ikke alle disse forhindrer, at man kan få børn. Nogle få procent af den danske befolkning døjer med en alvorlig arvelig sygdom – som skyldes en defekt på et afgørende sted i en afgørende del af deres arvemateriale, typisk i de 1-2 % af DNA’et, der udgør generne.

Eksempler på hyppige sygdomsgener:

  • Mutationer i generne BRCA1 og 2 medfører op til 80 % forøget risiko for bryst/ovarie/prostata-kræft. Hyppighed omkring 1 % af den danske befolkning.
  • Mutationer i LDL-receptorgenet medfører forøget risiko for hjerte/karsygdom pga. forhøjet niveau af den “dårlige” variant af blodfedtstoffet kolestrol, som medfører åreforkalkning. Hyppighed omkring 0,2 % af den danske befolkning.
  • Mutationer i CFTR-genet medfører luftvejs- og mave-tarmsygdommen cystisk fibrose. Omkring 3 % (150.000 mennesker) af den danske befolkning er bærere af ét muteret gen, men sygdommen er recessiv, dvs. både den kopi, man har arvet fra sin mor, og kopien fra far skal være muterede for at sygdom bryder ud. Cirka 15 fødes om året med cystisk fibrose.

Genmodifikation før eller efter fødslen?

Hidtil har alle forsøg med genmodifikation været udført på mennesker efter fødslen. Der ville dog være fordele ved at rette det defekte gen allerede i det befrugtede æg, embryonet, eller i æg- eller sædcellen, for så ville man sikre sig, at det raske gen automatisk ville blive en del af alle den udvoksede krops celler. Men man har været bange for at gøre forsøg på at genmodificere embryoner, for her ville uforudsete fejl følge barnet hele livet og gå i arv til de følgende generationer.

Udvikling fra ægcelle til barn 

Designerbørn?

Genmodifikation kan altså bruges til at kurere arvelig sygdom. Man forsøger at stille mennesker med arvelig sygdom lige så godt som andre mennesker. Det er noget helt andet at forbedre mennesker ved hjælp af genmodifikation, for her forsøger man at gøre mennesker bedre end “normalt”.

Men nogle gange kan det være svært at trække en helt fast grænse mellem, hvad der er sygdom, og hvad der er yderkanten af det normale. Er det for eksempel en sygdom at have flyveører eller at være meget lille af vækst? Det kan jo diskuteres, men begge dele behandler vi på hospitalerne. Det kan være en sygdom at være meget deprimeret, men også mennesker, som ikke er egentligt deprimerede, kan nogle gange have glæde af medicin som virker på depression. Spørgsmålet er, om det så er sygdomsbehandling, eller om man behandler helt normale egenskaber, hvis man giver medicin til sådanne mennesker?

Herfra er der en glidende overgang til mennesker, som slet ikke er syge, men bare ønsker behandling for bedre at kunne koncentrere sig til eksamen, få større muskler for at præstere bedre sportsresultater eller blive opereret for at få større bryster. Den type forbedringer af normale egenskaber kalder man for enhancement, og mange forestiller sig, at genteknologien også vil kunne bruges til det med tiden.

Fra dyreforsøg har man en række eksempler på, at dyrs egenskaber kan ændres, i nogle tilfælde radikalt, ved enkle genetiske ændringer. For mennesker betyder de mentale egenskaber meget for vores livsmuligheder, og mange ville sikkert ikke mindst ønske, at de var lige lidt skarpere, gladere eller mere opfindsomme.

Øneskebarn?

Hvis du selv kunne bestemme, hvordan skulle dit barn så være? Ville du få dit barn genmodificeret, hvis det kunne lade sig gøre? Hvordan tror du, det ville opleves at være et designet barn – ville det fx opleve bestemte forventninger, der kunne være svære at opfylde? Bliv klogere på de etiske dilemmaer, genetisk forbedring af mennesker rejser

Mentale egenskaber er desværre mere komplicerede end fysiske egenskaber, især hos mennesker, men man ved, at gener også spiller en rolle for menneskers adfærd og mentale liv.

Inden for idrættens verden har der været spekulationer om såkaldt genetisk doping. EPO er et hormon, der justerer koncentrationen af røde blodlegemer i blodet og dermed iltoptaget, som er afgørende for især krævende sportspræstationer. Det er velkendt, at der inden for fx cykelsporten har været problemer med doping ved hjælp af direkte injektion af EPO i blodet. Man har i dyr forsøgt at indsætte ekstra EPO-gener, hvilket førte til en voldsom forøgelse af blodlegemer og dermed dyrenes iltoptagelsesevne. Men dyrene døjede samtidig med bivirkninger i form af autoimmune reaktioner, dvs. deres immunforsvar gik til angreb på dem selv.

Forbedring af mennesket ved hjælp af genetisk modifikation er naturligvis stadig i meget høj grad fremtidsmusik, men det er ikke for tidligt at overveje, hvad de etiske konsekvenser af at foretage sådanne ændringer vil være.

  • I afsnittet Behandling af sygdomme ved hjælp af CRISPR kan du læse mere om, hvordan den nye genmodifikationsmetode fungerer og om mulighederne for ved hjælp af teknikken at udføre genmodifikation på embryoner.
  • I interviewet med genforskerne Laura Ryø og Jacob Giehm Mikkelsen, beskriver de, hvordan de i laboratoriet bruger CRISPR til at genmodificere celler for at hjælpe patienter med arvelig sygdom.
  • I etikinterviewet med etikerne Klemens Kappel og Peter Øhrstrøm kan du læse om de etiske dilemmaer, brugen af genmodifikation af mennesker rejser.
  • Læs også teksten Forbedring af mennesker, som ser på de etiske overvejelser, såsom om ændringerne vil fremme ulighederne, fordi kun de rige får gavn af dem, om ændringerne overhovedet vil være forbedringer, og om det i sig selv vil være et problem at ændre ved menneskearten.

Noter

[1] Puping Liang m.fl.: CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes. Protein and Cell 5 (6) 2015, s. 363-372

Genteknologi, collage med violinspillende balletdanser sat på baggrund af genetiske sygdomme

Hent undervisningshæfte

Her kan du hente alle teksterne samlet i et undervisningshæfte. Hæftet er også velegnet til brug på tablets og til udskrivning.
Undervisningshæfte

Genmodifikation

Der forskes i at genmodificere både planter, mikroorganismer, dyr og mennesker, og derved ændre dem på måder, som ellers ikke ville være mulige:

På planter (GMO’er): Man ønsker at tilføre gener, som kan give en plante nogle nye egenskaber, fx gøre den modstandsdygtig overfor ukrudtsmidler eller gøre den i stand til at vokse i områder, hvor der ellers er for tørt. Læs mere om GMO og de etiske dilemmaer, teknologien rejser

På dyr: Man bruger genteknologi til at forbedre dyreracer (fx lave bedre kødkvæg), eller gøre dyr velegnede til at levere organer til mennesker. Man kan også lave dyr, der kan bruges som sygdomsmodeller, så man kan afprøve nye behandlinger af sygdomme på dem, før man prøver dem på mennesker.

På mennesker: Man arbejder på at behandle sygdomme ved at føre “normale” gener ind som erstatning for “syge” eller ved at reparere fejlene i generne. På sigt kan man måske udskifte “normale” gener med gener, der medfører forbedrede egenskaber (det kalder man også for enhancement).