Z dr Magdą Szewczyk o edytowaniu życia

        Dr Mag­da­le­na Szew­czyk pra­cu­je w Uni­ver­si­ty of Toron­to — Struc­tu­ral Geno­mics Con­sor­tium i w swej pra­cy na co dzień uży­wa CRI­SPR-Cas9, tech­no­lo­gii pozwa­la­ją­cej na kopio­wa­nie i wkle­ja­nie genów do komó­rek, rów­nież ludz­kich. Za odkry­cie tej tech­no­lo­gii  Emma­nu­el­le Char­pen­tier i Jen­ni­fer A. Doud­na otrzy­ma­ły w tym roku Nagro­dę Nobla w dzie­dzi­nie che­mii. Osiem lat temu opra­co­wa­ły “gene­tycz­ne nożycz­ki”, dzię­ki któ­rym moż­na wpro­wa­dzać kon­kret­ne mody­fi­ka­cje w okre­ślo­ne sekwen­cje DNA.

Meto­da pozwa­la na zmia­nę DNA zwie­rząt, roślin i mikro­or­ga­ni­zmów w pre­cy­zyj­ny spo­sób umoż­li­wia­jąc edy­cję żywych orga­ni­zmów, co z jed­nej stro­ny rodzi nadzie­ję na wyeli­mi­no­wa­nie wie­lu cho­rób, w tych nowo­two­ro­wych, z dru­giej zaś rodzi oba­wy przed nad­uży­cia­mi w rodza­ju “pro­jek­to­wa­nia” cech dzieci.

Wie­le osób uwa­ża, że CRISPR w bar­dziej istot­ny spo­sób odmie­ni ludz­kość, niż takie zdo­by­cze cywi­li­za­cyj­ne jak ener­gia elek­trycz­na, inter­net czy geo pozy­cjo­no­wa­nie, tech­no­lo­gia  ta pozwa­la bowiem na mody­fi­ko­wa­nie całych popu­la­cji roślin, zwie­rząt i ludzi.

Mag­da­le­na Szew­czyk: — Skoń­czy­łam stu­dia w Pol­sce na Uni­wer­sy­te­cie Łódz­kim, zro­bi­łam magi­stra z gene­ty­ki mole­ku­lar­nej i póź­niej tak mi się życie poto­czy­ło, że wylą­do­wa­łam w Kana­dzie; przy­je­cha­łam tutaj, do moje­go męża i posta­no­wi­łam coś zro­bić z moim wykształ­ce­niem i pójść dalej.

Zro­bi­łam dok­to­rat na McMa­ster Uni­ver­si­ty z bio­lo­gii mole­ku­lar­nej i  póź­niej szu­ka­łam pra­cy. Zna­la­złam ją tutaj, w labo­ra­to­rium, któ­re nazy­wa się Struc­tu­ral Geno­mics Con­sor­tium to jest taki bar­dzo inte­re­su­ją­cy lab, bo jest tro­chę pio­nier­ski, któ­ry pro­mu­je Open Access Scien­ce. Współ­pra­cu­je­my z fir­ma­mi far­ma­ceu­tycz­ny­mi, pró­bu­je­my zna­leźć róż­ne związ­ki che­micz­ne, któ­re — na przy­kład — będą pod­trzy­my­wa­ły akcje jakie­goś enzy­mu. Enzy­my to są biał­ka, któ­re mają pew­ne funk­cje, to są takie robo­ci­ki u nas w komór­ce, któ­re odpo­wia­da­ją za róż­ne czyn­no­ści — mody­fi­ku­ją, pro­du­ku­ją albo degra­du­ją odpo­wied­nie związki.

Wyko­rzy­stu­je­my te związ­ki che­micz­ne, któ­re są bar­dzo dobrze scha­rak­te­ry­zo­wa­ne, do tego, żeby stu­dio­wać te biał­ka, czy to w pro­ce­sach cho­ro­bo­twór­czych czy ogól­nie, do cze­go słu­żą, jak pra­cu­ją, jakie mają zasto­so­wa­nie później.

Te związ­ki mają jakiś poten­cjał do pro­duk­cji leków w przyszłości.

Nasze labo­ra­to­rium po odkry­ciu tych związ­ków dzie­li się tą wie­dzą z inny­mi, nie są one paten­to­wa­ne, nie są ukry­wa­ne, wszyst­ko jest otwar­te, żeby współpracować.

Bo jest bar­dzo czę­sto na świe­cie tak, że róż­ne laby pra­cu­ją nad tym samym. Nikt się ze sobą nie dzie­li wyni­ka­mi. Jest tak dla­te­go, że trze­ba pamię­tać, że te bada­nia bar­dzo czę­sto nie „pro­du­ku­ją pie­nię­dzy”; pole­ga­my na gran­tach, na pie­nią­dzach z zewnątrz, któ­re są nam dane, dla­te­go waż­ne jest, żeby współ­pra­co­wać z fir­ma­mi far­ma­ceu­tycz­ny­mi, albo sta­rać się o gran­ty rzą­do­we, lub innych orga­ni­za­cji; dla­te­go też bar­dzo waż­ne jest to, żeby publi­ko­wać wła­sne osią­gnię­cia w naj­lep­szych maga­zy­nach;  jeże­li masz dużo publi­ka­cji, masz więk­sze szan­se na zdo­by­cie pie­nię­dzy dla swo­je­go labu.

Dla­te­go labo­ra­to­ria czę­sto ukry­wa­ją to, co robią, a boją się, że ktoś pod­krad­nie ich pomy­sły i ktoś inny to opu­bli­ku­je; nato­miast nasze labo­ra­to­rium jest pod tym wzglę­dem otwarte.

•••

CRI­SPR-Cas9 — one (Emma­nu­el­le Char­pen­tier i Jen­ni­fer A. Doud­na — red.) nie wymy­śli­ły tego pro­ce­su — on zawsze ist­niał w komór­kach bak­te­ryj­nych. One to odkry­ły, zoba­czy­ły jak to dzia­ła i dały pod­sta­wy do tego, żeby inni pra­co­wa­li nad tym i ulep­sza­li tę tech­no­lo­gię; żeby­śmy mogli jej użyć do swo­ich celów.

To jest bar­dzo uży­tecz­na tech­no­lo­gia, sama uży­wam cza­sa­mi CRI­SPR-Cas9,  wszyst­ko zale­ży od tego, jaki rodzaj badań jest aktu­al­nie potrzeb­ny. To jest cudow­na tech­no­lo­gia, jestem bar­dzo szczę­śli­wa, że zosta­ła wyna­le­zio­na, dla­te­go że pozwa­la na bar­dzo pre­cy­zyj­ną edy­cję nasze­go genomu.

GONIEC: — Edy­cję, czy­li zmianę?

- Zmia­nę, jak­by to powie­dzieć naj­pro­ściej, cała tech­no­lo­gia ma dwa naj­waż­niej­sze kom­po­nen­ty — jest czą­stecz­ka RNA i to jest, jak gdy­by prze­wod­nik i jest enzym, któ­ry się nazy­wa Cas9, któ­ry jest nukle­azą; jest nożyczkami.

Prze­wod­nik bie­rze te nożycz­ki do odpo­wied­nie­go, kon­kret­ne­go, bar­dzo spe­cy­ficz­ne­go miej­sca w naszym DNA.

        — Skąd wie, gdzie wziąć?

- RNA jest jak­by dopa­so­wa­ne do miej­sca w DNA, któ­re chce­my wyciąć, ono musi być uni­ka­to­we, trze­ba spraw­dzić, naj­pierw czy nie ma innych miejsc o podob­nej sekwen­cji DNA, czy­li jest to bar­dzo spe­cy­ficz­na sekwen­cja DNA/RNA, któ­ra pasu­je do tego DNA  i napro­wa­dza ten Cas9, ten enzym, któ­ry w tym wła­śnie miej­scu tnie DNA, oby­dwie stro­ny łań­cu­cha — to jest bar­dzo ważne.

        — To było zaob­ser­wo­wa­ne w komór­kach? To jest kwe­stia obro­ny komórki?

- Tę tech­no­lo­gię moż­na użyć w każ­dej komór­ce tyl­ko mówię, że to było inte­re­su­ją­ce,  jak to dzia­ła u bak­te­rii i to zosta­ło wyko­rzy­sta­ne. To jest bar­dzo cie­ka­wa histo­ria, komór­ki bak­te­ryj­ne są infe­ko­wa­ne przez swo­je wiru­sy zwa­ne bak­te­rio­fa­ga­mi, jeże­li prze­ży­ją tę infek­cję to nie­któ­re z nich potra­fią wziąć taką czą­stecz­kę DNA z tego wiru­sa i ją wkle­ić do swo­je­go geno­mu i teraz te bak­te­rie posia­da­ją rów­nież geny, któ­re kodu­ją tę Cas9 i one tak jak­by na pod­sta­wie tego DNA, jeże­li zno­wu wirus zaata­ku­je, pro­du­ku­ją RNA, czy­li tego nasze­go prze­wod­ni­ka, czy­li mają już tego prze­wod­ni­ka, pro­du­ku­ją Cas9, to się łączy, idzie do geno­mu bak­te­rio­fa­ga tnie go i dezaktywuje.

I to jest wła­śnie cała, bar­dzo pro­sta meto­da. Jeże­li Cas9 wytnie DNA w danym miej­scu, to tam powsta­ją muta­cje i bar­dzo czę­sto to powo­du­je, że to biał­ko nie może zostać wyprodukowane.

        — Jak to zro­bić, żeby taki kawa­łek DNA dotarł do wszyst­kich komó­rek organizmu?

- To jesz­cze taka tech­no­lo­gia nie powstała.

        — Sły­sza­łem o takich wek­to­rach wiru­so­wych, że się tak prze­ra­bia wirus, rów­nież wiru­sy odzwie­rzę­ce, koro­na­wi­ru­sy są tutaj jed­ny­mi z cie­kaw­szych, dla­te­go że są duże i tak się je prze­ra­bia, żeby były w sta­nie szyb­ko i dokład­nie zain­fe­ko­wać ludz­kie czy zwie­rzę­ce komór­ki, a wyj­mu­je się z nich te geny nio­są­ce cho­ro­bę, a wkle­ja inne, któ­re mają coś uzyskać.

- Ja nie wiem zbyt wie­le na temat tego, żeby koro­na­wi­ru­sów się do tego uży­wa­ło; do takich metod są ade­no­wi­ru­sy, lentiwirusy.

        — Ale to są wiru­sy, uży­wa się wirusów?

- Tak defi­ni­tyw­nie uży­wa się do tego wek­to­rów wiru­so­wych, bo komór­kę mogli­by­śmy uto­pić w RNA i naszym Cas9 i ona nie weź­mie ich do sie­bie; musi być jakiś wek­tor, coś, co wpro­wa­dzi do środ­ka i moż­na uży­wać wek­to­rów wiru­so­wych albo pla­zmi­dów czy­li czą­ste­czek DNA, któ­re dzia­ła­ją trosz­kę na innej zasa­dzie i  — masz rację — że z tego geno­mu wiru­sa zosta­je dużo rze­czy usu­nię­tych, czy­li nie jest to już wirus, któ­ry potra­fi zain­fe­ko­wać, namna­żać się i spo­wo­do­wać cho­ro­bę; nie, to jest jak gdy­by kap­su­ła z tego wiru­sa, a w środ­ku jest DNA wiru­sa czy RNA, z czę­ścią, któ­ra będzie kodo­wać Cas9 i prze­wod­nik RNA.

Tych metod jest mnó­stwo, jeże­li zro­bi się taką edy­cję na pozio­mie komó­rek embrio­nal­nych, to wia­do­mo, że cały orga­nizm,  każ­da komór­ka nie będzie mia­ła jakie­goś genu, albo będzie mia­ła ten dodat­ko­wy nowy gen; nato­miast, jeże­li orga­nizm jest już doro­sły i zro­bi­my coś takie­go, to wydaj­ność nie jest taka duża.

        — Nawet po zaka­że­niu tymi wek­to­ra­mi wiru­so­wy­mi spo­wo­do­wa­niu, że te wiru­sy docie­ra­ją do wie­lu tka­nek ciała?

- Tak, poza tym twój orga­nizm się bro­ni, bo orga­nizm roz­po­zna­je jakie­goś wiru­sa i on może też bro­nić się przed tym wek­to­rem. Ale co jest cie­ka­we, że zro­bi­li jakieś bada­nia, pró­bo­wa­li napra­wić jakiś gen myszy, chy­ba gen, któ­ry powi­nien roz­kła­dać tyro­zy­nę. Nie jestem do koń­ca w tym momen­cie pew­na; i wystar­czy­ło, że jed­na komór­ka w wątro­bie zaczę­ła pra­co­wać, już pozwo­li­ło to na zmniej­sze­nie cho­ro­by, bo nor­mal­nie, jak nie ma tego enzy­mu, któ­ry roz­kła­da tyro­zy­nę, to tyro­zy­na się budu­je w komórkach.

Ale to są dopie­ro począt­ki, wyda­je mi się, że to ma duży potencjał.

        — Sko­ro jest duży poten­cjał, to chy­ba są olbrzy­mie nakła­dy na tego rodza­ju bada­nia; mamy tu do czy­nie­nia z lecze­niem cho­rób gene­tycz­nych to jest jed­na rzecz, dru­ga rzecz to jest lecze­nie raka, czy­li takie ukie­run­ko­wa­nie gene­tycz­ne komó­rek obron­nych orga­ni­zmu, aby ata­ko­wa­ły komór­ki rako­we, ale też może­my, na przy­kład, pro­jek­to­wać cechy dzie­ci, tak?

- Tutaj wkra­cza­my w pew­ną sfe­rę etycz­ną i mogę powie­dzieć, że więk­szość naukow­ców na świe­cie jest jed­nak prze­ciw­na edy­to­wa­niu embrio­nów i two­rze­niu nowych super-ludzi czy w ogó­le robie­niu cze­go­kol­wiek z embrio­na­mi. Ale w póź­niej­szym cza­sie, jak już jesteś cho­ry, naby­łeś tę cho­ro­bę, to dla­cze­go tego nie wyko­rzy­stać do leczenia?

        — Ale dla­cze­go nie wyko­rzy­stać tego przy embrio­nie, któ­ry — widać, że na przy­kład, ma sier­po­wa­tość krwi albo inne scho­rze­nie gene­tycz­ne, cze­mu tego nie wypro­sto­wać, cze­mu nie popra­wić Pana Boga?

- No wła­śnie, bo jeże­li będzie­my pró­bo­wać na róż­nych embrio­nach… To nie jest tak, że mamy ten jeden kon­kret­ny embrion i nam się to od razu uda. To na pew­no nie jest takie w 100% wydaj­ne, chy­ba że pra­cu­je się na plem­ni­kach na komór­kach roz­rod­czych osob­no, to wte­dy jest inaczej.

        — Czy moż­na na komór­kach roz­rod­czych zasto­so­wać tę samą technologię?

- Moż­na, ale trze­ba pamię­tać, że wydaj­ność tego enzy­mu nie jest 100-pro­cen­to­wa, on może też ciąć w innych miej­scach, może powo­do­wać mutacje.

        — Czy­li może­my się pomy­lić i  muta­cje mogą spo­wo­do­wać następ­stwa, któ­rych nie prze­wi­dy­wa­li­śmy? Czy to dobrze rozumiem?

- Muta­cje mogą spo­wo­do­wać następ­stwa ale przede wszyst­kim ten prze­wod­nik RNA, może gdzieś tam indziej się przy­łą­czyć przez pomył­kę, i mamy wte­dy gdzie indziej wpro­wa­dzo­ną mutację.

Pro­wa­dzo­ne były bada­nia na ten temat i zawsze jakieś dodat­ko­we muta­cje gdzieś tam wystę­pu­ją, to nie jest to na 100% pew­na meto­da, nato­miast jest to naj­bar­dziej wydaj­na meto­da jaka do tej pory ist­nia­ła, jeże­li cho­dzi o inży­nie­rię genetyczną.

        — Czy nauki ści­słe są powo­li domi­no­wa­ne przez kobiety?

- Nie, nadal jest wię­cej męż­czyzn w  tych wszyst­kich STEM (Scien­ce, tech­no­lo­gy, engi­ne­ering, and mathematics-red.)

        — Dla­cze­go tak jest, sko­ro dziew­czyn­ki w szko­le uczą się lepiej od chłopców?

-  Moż­na powie­dzieć, że naj­więk­sza  róż­ni­ca jest już na tych naj­wyż­szych pozio­mach, dla­te­go że bycie naukow­cem, na wyż­szych szcze­blach wyma­ga bar­dzo duże­go poświę­ce­nia, to jest pra­ca 7 dni w tygo­dniu pra­wie 24 h na dobę, musisz cią­gle się dokształ­cać, jeź­dzić na kon­fe­ren­cje, musisz być na bie­żą­co, musisz pro­wa­dzić lab, musisz pisać poda­nia o gran­ty — to wyma­ga bar­dzo dużo cza­su, a jed­nak kobie­ty chcia­ły­by to połą­czyć — i wie­le kobiet to wciąż robi — z rodzi­ną; kobie­ty wciąż jed­nak rodzą dzie­ci i nawet, jeśli masz pomoc, a znam bar­dzo dużo kobiet, któ­re osią­gnę­ły bar­dzo dużo i mają trój­kę dzie­ci, ale to nadal są jakieś wybit­ne jed­nost­ki — i może też mia­ły pomoc ze stro­ny czy męża, czy rodzi­ny, albo po pro­stu tak kocha­ły naukę, że potra­fi­ły jakoś to pogodzić.

Myślę że to jest ten pro­blem, bo my nadal chce­my być mat­ka­mi, chce­my uczest­ni­czyć aktyw­nie w życiu naszej rodzi­ny i naszych dzie­ci, ale chce­my też iść w tę dru­gą stro­nę — zna­leźć balans.

        — Ty rów­nież dzia­łasz w Fede­ra­cji Polek w Kana­dzie, więc oprócz tego, że masz rodzi­nę i pra­cę, dzia­łasz w organizacji.

- To jest mój wen­tyl bez­pie­czeń­stwa; nie moż­na żyć samą pra­cą i domem, trze­ba robić też coś inne­go, to jest dla mnie wiel­ka przy­jem­ność pra­ca w Federacji.

        — Wen­tyl bez­pie­czeń­stwa, w jakim sensie?

- W takim, że nie ma tyl­ko takiej ruty­ny dom pra­ca, dom, pra­ca i czło­wiek ma takie klap­ki na oczach i nic z tego życia nie ma, tyl­ko spo­ty­kasz się ze wspa­nia­ły­mi kobie­ta­mi, któ­re chcą coś zro­bić,  jest przy tym dużo satys­fak­cji, dużo rado­ści — to jest takie ujście pozy­tyw­nych emo­cji, taki balans w życiu, bo nie moż­na tyl­ko żyć pra­cą i domem.

        — Przy­je­cha­łaś tutaj z Pol­ski czy w Two­jej dzie­dzi­nie jest wie­le osób pocho­dze­nia pol­skie­go spo­ty­kasz takich ludzi?

- Tak bar­dzo dużo, zawsze spraw­dzam, na publi­ka­cjach, zawsze spraw­dzam na kon­fe­ren­cjach, kto ma pol­skie nazwi­sko, do tej pory mi to zosta­ło, zawsze miło zoba­czyć, o ktoś z Pol­ski, miło, że ktoś coś osią­gnął, ktoś napi­sał jakąś dobrą publi­ka­cję, zawsze to cie­szy, jed­nak nadal czu­ję się Polką.

Przy­je­cha­łam tutaj pro­sto po stu­diach więc nie mam porów­na­nia, ale wyda­je mi się, że tutaj mimo wszyst­ko są więk­sze szan­se badaw­cze, ale to nie dla­te­go tutaj jestem, po pro­stu tutaj jest moja rodzi­na i moi przy­ja­cie­le i nic tak napraw­dę w Pol­sce tak bar­dzo mnie nie cią­gnie, żeby tam żyć.

Zna­la­złam pra­cę w labie, któ­rą bar­dzo lubię; codzien­nie coś nowe­go się robi, codzien­nie jakieś nowe odkry­cia, codzien­ne trze­ba myśleć — to nie jest taka ruty­no­wa pra­ca,  tutaj trze­ba kom­bi­no­wać. Ja taką pra­cę lubię, codzien­ne coś nowe­go, codzien­nie coś inte­re­su­ją­ce­go. Ja jestem na tym koń­cu łań­cu­cha, to zna­czy te związ­ki, któ­re zosta­ły scha­rak­te­ry­zo­wa­ne naj­pierw in vitro w pro­bów­kach czy są selek­tyw­ne czy są wystar­cza­ją­co sku­tecz­ne, ja póź­niej je muszę prze­te­sto­wać, czy one na przy­kład, w komór­kach robią to samo czy mogą dostać się do komór­ki i tam znaj­dą ten enzym i spo­wo­du­ją dzia­ła­nie, więc muszę wyna­leźć jakąś meto­dę, dzię­ki któ­rej będę mogła stwier­dzić, czy ten zwią­zek dzia­ła. Póź­niej badam te związ­ki, porów­nu­ję, któ­ry lep­szy, któ­ry gor­szy, co się dzie­je, czy są tok­sycz­ne, czy nie są tok­sycz­ne; tak że ja pra­cu­ję z regu­ły na komór­kach rako­wych bo one się bar­dzo szyb­ko namna­ża­ją i to w dużych ilościach.

•••

Każ­dy lek ma jakieś nie­po­żą­da­ne skut­ki i godzisz się z tym. Che­mio­te­ra­pia w  przy­pad­ku raka? Prze­cież to ma tyle skut­ków ubocz­nych, że musisz roz­wa­żyć czy rato­wać życie czy zgo­dzić się na te skut­ki ubocz­ne, jak z tego wyj­dę, bo prze­cież powi­kłań jest bar­dzo dużo po zasto­so­wa­niu wie­lu leków w takich cięż­kich cho­ro­bach. To dla­cze­go bać się CRISPR? Tutaj w lecze­niu cho­rób ta tech­no­lo­gia ma wiel­ki poten­cjał i mam nadzie­ję, że będzie uży­wa­na. Pięk­nie było­by gdy­by­śmy, gdy mamy raka, mogli wziąć nasze komór­ki ukła­du  immu­no­lo­gicz­ne­go poka­zać im co mają robić i z powro­tem do orga­ni­zmu i one idą i zabi­ja­ją raka; nie musi­my uży­wać che­mio­te­ra­pii, radioterapii.

        — Co Cię skło­ni­ło w Pol­sce, żeby wybrać taką dziedzinę?

- Zawsze lubi­łam bio­lo­gię, scien­ce zawsze chcia­łam iść w tym kie­run­ku, coś mnie po pro­stu tam cią­gnę­ło już w szko­le śred­niej. Na począt­ku myśla­łam, że będę pra­co­wać w bio­lo­gii kry­mi­na­li­stycz­nej, w tym kie­run­ku chcia­łam iść, a potem tak sobie pomy­śla­łam, że jest to jed­nak taka pra­ca wyko­naw­cza, że chcia­ła­bym coś inte­re­su­ją­ce­go, co daje wię­cej satys­fak­cji. Jak coś wyj­dzie, jak coś odkry­jesz, to  jest nie­sa­mo­wi­te uczu­cie, ale też dużo jest fru­stra­cji. 90% z regu­ły nie wycho­dzi w nauce, tak że to nie jest tak, że cią­gle wycho­dzi. Cza­sa­mi coś mam bar­dzo logicz­ne pod­ło­że, powin­no pra­co­wać, a jed­nak nie pra­cu­je. Nadal bar­dzo, bar­dzo mało wie­my; wie­my dużo, ale chy­ba im wię­cej wiem, tym wię­cej wiem, że nie wiem.

        — Dzię­ku­ję bardzo.

noto­wał Andrzej Kumor