Synteettinen biologia ja genominmuokkaus herättävät eettisiä kysymyksiä

Facebooktwitterredditpinterestlinkedinmail

Teksti: MARKO AHTEENSUU, kuva: SUSANNA NIINIÖ

Tämä kirjoitus perustuu osin haastattelukysymyksiin, jotka toimittaja Anna Kuusela esitti minulle genominmuokkauksen ja synteettisen biologian etiikkaan liittyen. Haastattelu julkaistiin Turun Sanomien Tiede-osiossa sunnuntaina 15.5.2016.

Mitä synteettinen biologia on?

Synteettinen biologia on useita tieteenaloja (molekyylibiologia, genetiikka, kemia, fysiikka, tietojärjestelmätiede ja insinööritieteet) yhdistävä tutkimusala, jossa sovelletaan insinööritieteellistä suunnittelu- ja rakennustapaa biologiaan. Se mahdollistaa täysin uudenlaisten ominaisuuksien sekä toimintojen mallintamisen ja toteuttamisen. Synteettisessä biologiassa otetaan taas yksi askel edemmäs organismien ja elämän prosessien tutkimisesta ja kuvailusta niiden aktiiviseen sekä tarkkaan muokkaamiseen – jopa rakentamiseen.

Suuren yleisön tietoisuuteen synteettinen biologia tuli Craig Venterin johtaman tutkimusryhmän tutkimuksen (Gibson DG ym. 2010 Science 329[52]: 52–56) laajan mediaraportoinnin kautta vuonna 2010. Tutkimuksessa Mycoplasma mycoides -bakteerin genomi (eli koko perimä) rakennettiin uudelleen, jonka jälkeen se siirrettiin Mycoplasma capricolum -bakteeriin, josta perintöaines oli puolestaan poistettu. Näin syntyi monistumiskykyinen, osittain synteettinen bakteeri, jonka tutkimusryhmä nimesi Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0:ksi.

Synteettiseen biologiaan liittyy suuria odotuksia. Sovellusalueita ovat niin kemianteollisuus, biotekniikka, lääketiede, energiantuotanto, materiaalitekniikka kuin ympäristö ja jätehuoltokin. Yksi esimerkki ovat kasvit, jotka aistivat taudinaiheuttajia tai kemikaaleja, kuten räjähteitä, myrkkyjä tai saasteita, ja jotka tuottavat havaittavan vasteen. Jo käytössä olevista sovelluksista mainitaan usein artemisiinin tuotanto malarialääkkeeksi Saccharomyces cerevisiae -hiivassa sekä sokereista valmistettu biohajoava muovi. Samalla synteettinen biologia tuo mukanaan joukon eettisiä kysymyksiä, esimerkiksi riittävän turvallisuuden tason ja sen varmistavan bioturvaamisen suhteen. (Ks. esim. Ritala A ym. 2013 Synteettinen biologia, Biotekniikan neuvottelukunnan julkaisuja.)

Mitä genominmuokkaus on?

Genominmuokkauksella (eli genomieditoinnilla; engl. genome editing) viitataan menetelmiin, joiden avulla perimää voidaan muuttaa tarkoin määrätyistä kohdista. Tällaisia ovat esimerkiksi CRISPR-Cas9 (engl. clustered regularly interspaced short palindromic repeats), ODM (oligonucleotide directed mutagenesis), TALEN (transcription activator-like effector nucleases) ja ZFN (zinc finger nucleases). Menetelmät soveltuvat geeniterapioiden ja lääkkeiden kehittämiseen, teolliseen biotekniikkaan sekä kasvi- ja eläinbiotekniikkaan.

CRISPR/Cas9-systeemiin perustuvassa tekniikassa RNA-molekyyli tunnistaa tarkan kohdan DNA-sekvenssissä ja Cas-entsyymi katkaisee DNA:n. Se on genominmuokkausmenetelmistä yksinkertaisin ja lupaavin.

Tutkimus on edennyt huikeaa vauhtia viime vuosina. Esimerkiksi CRISPR-Cas9:n on jo sanottu mullistaneen alan, vaikka sen käytöstä raportoitiin ensi kertaa vuonna 2013.

Miten synteettinen biologia ja genomieditointi liittyvät toisiinsa?

Synteettinen biologia ja genominmuokkaus ovat osittain päällekkäisiä siinä mielessä, että tietyissä synteettisen biologian tutkimushaaroissa käytetään genominmuokkausmenetelmiä. Tiedekomiteoiden raportissa Euroopan komissiolle synteettisen biologian sisällä erotetaan seuraavat tutkimushaarat: (1) geneettisten osien kirjastot ja metodit, (2) minimaaliset solut ja isäntäsolualustat, (3) proto- ja keinotekoiset solut, (4) ksenobiologia, (5) DNA-synteesi ja genominmuokkaus ja (6) DIY(tee-se-itse)-biologia eli biohakkerointi (Scientific Committees/European Commission 2015 Opinion on Synthetic Biology II: Risk Assessment Methodologies and Safety Aspects).

Miten genominmuokkaus eroaa muista geenitekniikoista (muuntogeenitekniikoista)?

Genominmuokkaus on paljon tarkempaa. Nukleaasientsyymejä eli molekyylisaksia käyttämällä perimään voidaan lisätä, siitä poistaa tai siihen vaihtaa sijanniltaan tarkoin määriteltyjä nukleotidijaksoja. Nukleotidit ovat DNA:n ja RNA:n rakenneyksiköitä. Mitä tahansa kohtaa genomissa voidaan muokata. Tämä on merkittävä parannus aiempiin geenitekniikoihin, joissa uuden geenin paikkaa perimässä ei voitu määrittää ennalta.

Tähän liittyen EU:ssa on meneillään keskustelu siitä, kuuluvatko genominmuokkausmenetelmät geenitekniikkasääntelyn piiriin. Euroopan komissiolta odotetaan linjausta asiassa. Synteettinen biologia kuuluu pääsääntöisesti geenitekniikkalainsäädännön alaan. Määrällisesti katsottuna synteettisessä biologiassa tyypillisesti muunnetaan, lisätään tai rakennetaan huomattavasti pidempiä nukleotidijaksoja kuin perinteisessä geenitekniikassa ja genominmuokkauksen kohdalla. Perinteiset mutageneesitekniikat, kuten kemiallinen ja säteilymutageneesi, on puolestaan suljettu pois geenitekniikkadirektiivien soveltamisalasta, ellei niissä käytetä yhdistelmänukleiinihappomolekyylejä tai muuntogeenisiä organismeja.

Millaisia eettisiä kysymyksiä liittyy synteettiseen biologiaan ja genomieditointiin?

Synteettinen biologia ja genominmuokkaus herättävät oikeuksiin, velvollisuuksiin, oikeudenmukaisuuteen, arvoihin sekä yleisemmin moraaliseen oikeaan ja väärään liittyviä kysymyksiä. Systemaattisesti näitä kysymyksiä tarkastellaan geeni- ja bioetiikassa. Eettiset perustelut tutkimuksen sekä kaupallisen käytön puolesta tai niitä vastaan viittaavat usein synteettisen biologian/genominmuokkauksen vaikutuksiin ihmisten ja eläinten terveydelle sekä ympäristölle. Seuraukset voivat olla mahdollisia, ennustettuja tai tiedettyjä. Niiden hyödyllisyyden ja haitallisuuden (tai vakavuuden) arviointiin ja puntarointiin liittyy välttämättä moraalisia valintoja. Toisenlaiset perustelut viittaavat näkemyksiin, joiden mukaan teknologian tai tiettyjen menetelmien käyttö on itsessään velvoitettua, hyväksyttävää, väärin tai moraalisesti ongelmallista riippumatta niiden seurauksista. Tällaisia ovat tyypillisesti perustavien rajojen rikkomiseen sekä luonnottomuuteen vetoavat argumentit.

Toistaiseksi keskeisimpänä moraalisena huolenaiheena etenkin CRISPR-Cas9:n kohdalla on ollut mahdollinen ihmisen sukusolujen muokkaus. Tällöin tehdyt muutokset periytyisivät jälkeläisille ja sisältyisivät yksilön kaikkiin soluihin. Uhkakuvina on nähty geneettinen parantelu ja mahdolliset odottamattomat seuraukset tuleville sukupolville. Keskusteluun on osallistunut esimerkiksi CRISPR-Cas9:n kehittäjä Jennifer Doudna. Genominmuokkaukseen liittyvät eettiset kysymykset eivät kuitenkaan ole yksinomaan tieteentekijöiden kontolla. Tiede tai tieteellinen metodi ei itsessään tarjoa ratkaisuja tämän tyyppisiin kysymyksiin, vaan tarvitaan laaja-alaista yhteiskunnallista keskustelua. Myös aiemmat eettiset tutkimukset, ohjeistukset ja keskustelut tarjoavat hyvän lähtökohdan genominmuokkauksen hyväksyttävyyden arvioinnille ja vastuulliselle käytölle.

Kertoisitko omasta tutkimustyöstäsi tähän liittyen.

Olen käsitellyt erityisesti synteettisen biologian bioturvaamiseen liittyvää tematiikkaa. Bioturvaamisella tarkoitetaan periaatteita, käytänteitä ja yksittäisiä toimenpiteitä, joiden avulla pyritään estämään tutkimustiedon ja teknologioiden mahdollista tietoista väärinkäyttöä esimerkiksi bioterrorismitarkoituksessa. Vaikuttaa siltä, että tietyt kehityskulut, jotka liittyvät synteettiseen biologiaan ja genominmuokkaukseen, nostavat bioturvaamisriskejä. Nämä kehityskulut voidaan jakaa kolmeen luokkaan:

 

(I) Tarvittavan tietotaidon leviäminen

Tekniikoiden yhä laajempi käyttö tutkijoiden ja tuotekehittäjien keskuudessa

-Yliopistot, ammattikorkeakoulut, lukiot

-iGEM-kilpailut (International Genetically Engineered Machine Foundation)

-DIY-biologialiikkeen kasvu ja siihen liittyvät yhteisölaboratoriot ja -tilat (engl. community labs and hackerspaces)

 

(II) Tekniikoiden, tarvikkeiden ja biologisten osien saatavuuden parantuminen

-DNA-sekvenssoinnin ja -synteesin hinnan nopea lasku

-Genominmuokkausmenetelmät (tarkkuus ja helppokäyttöisyys)

-DNA-synteesipalveluja tarjoavat yhtiöt

-Tutkimusjulkaisut ja geneettisten osien kirjastot (esim. the Registry of Standard Biological Parts)

-Ohjeet kotilaboratorioiden perustamiseen saatavissa internetistä, samoin tarvikkeiden myynti internetissä sekä lisäksi kekseliäät ratkaisut kalliiden laboratorio-instrumenttien korvaamiseen (engl. creative workarounds)

 

(III) “Uudet” mahdollisuudet

-Jo hävinneiden patogeenien (eli taudinauheuttajien) uudelleenrakentaminen (esim. espanjantauti)

-Uudenlaiset patogeenit tai (synteettiset) organismit, jotka tuottavat toksiineja

-Korkeampi virulenssi

-Mahdollinen resistanssi tunnetuille lääkkeille

 

On tärkeää huomata, että nämä kehityskulut eivät sinänsä ole eettisesti tai muutenkaan ongelmallisia, eikä niihin liittyvästä bioturvaamisriskitason noususta seuraa, että niitä pitäisi rajoittaa. Uudenlaiset uhat ja aiempaa korkeampi riskitaso voivat kuitenkin toimia perusteena tarkistaa lainsäädäntöä sekä hallinnollisia ja viranomaisvalvonnan menettelytapoja. Tämä taas ei tarkoita, että sääntelyä pitäisi kiristää, vaan vain sitä, että näyttäisi olevan hyviä perusteita arvioida, saavutetaanko valittu hyväksyttävän riskin ja suojelun taso nykyisillä bioturvaamisriskien hallinnan toimenpiteillä. Etiikkaan tämä liittyy siten, että hyväksyttävän riskin ja suojelun tason määrittämisessä tehdään välttämättä moraalispoliittinen valinta. Ne eivät siis seuraa tieteellisestä riskinarvioinnista tai yleisemmin tieteellisen metodin käyttämisestä.

EU:ssa on parhaillaan käynnissä synteettisen biologian sääntelyä koskeva arviointiprosessi, jossa tarkistetaan erityisesti geenitekniikkalainsäädännön sekä nykyisten riskinarviointi- ja hallintakäytäntöjen soveltuvuutta ja kattavuutta tämän uuden tutkimusalan suhteen. Tähän liittyvät, hiljakkoin valmistuneet tieteellisten komiteoiden kolme raporttia Euroopan komissiolle eivät kuitenkaan käsittele bioturvaamisnäkökohtia. Toistaiseksi bioturvaaminen onkin ollut enemmän keskustelun ja selvitysten kohteena Yhdysvalloissa kuin Euroopassa. (Ks. tarkemmin Ahteensuu M Dosis 31[4/2015]: 228–240.)

On väitetty, että eettinen pohdinta on turhana jarruna, kun puhutaan geenimuuntelusta. Mitä mieltä sinä olet?

On totta, että erityisesti EU:ssa monet ovat suhtautuneet muuntogeenisiin organismeihin epäilevästi ja ynseästi. Samalla lääketieteellinen geenitekniikka on tavallisesti katsottu hyödylliseksi. Nämä asenteet eivät kuitenkaan tarkoita sitä, että eettinen pohdinta itsessään olisi jarruna tai esteenä. Vastustuksen syy voi toki olla moraalinen periaate tai vakaumus. Joissakin tapauksissa asenteet riippuvat tietotasosta, mutta tämä suhde ei ole suoraviivainen.

Etiikka ei ole turha jarru, vaan joissakin tapauksissa välttämätön sellainen. Tärkeimmät oikeudet ja eettiset periaatteet kodifioidaan lainsäädäntöön. Esimerkkinä tästä toimivat yksityisyyden suojaa koskevat säädökset sekä tietoon perustuva vapaa suostumus, joka varmistaa potilaan tai lääketieteelliseen tutkimukseen osallistuvan itsemääräämisoikeuden toteutumisen. Sama tietysti pätee turvallisuusnäkökohtien suhteen.

Yhtä kaikki eettinen pohdinta ja julkinen keskustelu varhaisessa vaiheessa ovat olennaisia kaikkien uusien teknologioiden käyttöönoton yhteydessä. Ne auttavat määrittämään tutkimuksen ja kaupallisen käytön hyväksyttävyyden rajoja sekä perustelemaan niitä koskevia yhteiskunnallisia ratkaisuja kuten oikeudellista sääntelyä. Tätä kautta ne osaltaan mahdollistavat teknologioiden vastuullisen käytön ja hyödyntämisen.

Genominmuokkauksen kohdalla juuri tutkijat ovat peräänkuuluttaneet eettisen pohdinnan ja yhteisistä pelisäännöistä sopimisen tärkeyttä. Tässä yhteydessä on lähinnä esitetty huoli siitä, että sukusoluihin kohdistuvan geeniterapian vastustus voisi tarpeettomasti sekoittua ihmisten mielissä somaattisten solujen geeniterapian kanssa. Tämä voisi epäsuorasti estää viimeksi mainittujen kehittämistä ja hyväksikäyttöä vakavien sairauksien, esimerkiksi syövän, hoidossa. Näin ollen onkin olennaista lisätä totuudenmukaisen, puolueettoman ja helposti ymmärrettävän tiedon saatavuutta, mikä luo pohjan hyvin informoidulle, ei-polarisoituneelle julkiselle keskustelulle.

Eri maiden lainsäädännöt poikkevat liittyen genominmuokkaukseen. Tarvitaanko kansainvälistä sääntelyä?

Nykyinen epävarmuus genominmuokkauksen oikeudellisen aseman suhteen EU:ssa on haitallista tutkimukselle ja tuotekehitykselle – ainakin pitkässä juoksussa. Komissiolta odotettu linjaus tullee helpottamaan jäsenmaiden toimivaltaisten viranomaisten työskentelyä sekä luomaan alalle ennustettavuutta ja yhtenäiset pelisäännöt. Tämä ei kylläkään koske mahdollista sukusolujen geeniterapiaa, koska ihmiset on suljettu pois muuntogeenisen organismin määritelmästä geenitekniikkalainsäädännössä. (Mitä tahansa Euroopan komissio päättääkin sen suhteen, kuuluuko genominmuokkaus geenitekniikkalainsäädännön alaan, tämä linjaus ei koske geeniterapiaa. Geenitekniikkalainsäädäntö koskee vain muuntogeenisiä organismeja, jollainen ihminen ei tässä lainsäädännössä annetun määritelmän mukaan voi olla.)

Sukusolujen geeniterapia on kuitenkin jo lailla kiellettyä suurimmassa osassa Euroopan maita. Tutkijakunta on vedonnut kliinisen käytön kohdalla maailmanlaajuisen moratorion (eli määräaikaisen kiellon) puolesta viime vuonna. Keskeinen syy tähän oli kiinalaisen tutkimusryhmän raportoimat kokeet ihmisalkioilla. Kokeissa yritettiin korjata vakavaa perinnöllistä sairautta aiheuttava geenivirhe. Tässä ei kuitenkaan onnistuttu. Alkioita ei istutettu kohtuun.

 

VTT Marko Ahteensuu (mataah@utu.fi) on käytännöllisen filosofian dosentti Turun yliopistolla. Hän työskentelee kollegium-tutkijana Turku Institute for Advanced Studies:ssa (TIAS) ja on parhaillaan vuoden vieraileva tutkija Kuninkaallisella teknillisellä korkeakoululla (KTH) Tukholmassa. Ahteensuun tutkimus liittyy bioetiikkaan ja siinä erityisesti vastuulliseen riskien hallintaan sekä kansalaisten päätöksentekoon osallistumiseen. Ilmastonmuutoksen vaikutuksiin liittyen Ahteensuu on mukana uusia lajien suojelun muotoja ja niiden perusteita tutkivassa tutkimusryhmässä Luonnontieteellisellä keskusmuseolla (LUOMUS). Ahteensuu on Biotekniikan neuvottelukunnan (BTNK, STM) jäsen ja Geenitekniikan lautakunnan (GTLK, STM) pysyvä asiantuntija. (Tässä kirjoituksessa hän on yksinomaan bioetiikan tutkijan roolissa.)

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Scroll Up