Nå designer vi neste generasjon

Genredigerte barn er nå en realitet. Forskerne har for første gang skiftet ut syke gener i fostre og antagelig også skapt babyer som er resistente overfor HIV. Men det er slett ikke første gang vi har lekt med barnas genetikk.

Et kromosom for mye. I 1968 foretok amerikanske leger en kromosomtest på fostervannsprøver fra en gravid kvinne, og under mikroskopet fant de tre kopier av kromosom 21. Det var ett mer enn normalen og et tegn på at det ufødte fostret led av Downs syndrom. Like etter utførte legene for første gang en abort basert på en genetisk test.

Siden den gang har slike kromosomtester, samt en rekke nyere metoder, blitt så utbredt at antallet barn født med Downs syndrom i flere land er 50 prosent lavere enn det ville ha vært uten testene.

Legene kan også gripe inn tidligere i fosterutviklingen. Fostre skapt via kunstig befruktning kan gentestes før de blir satt inn i moren, og syke fostre kan sorteres vekk. Denne metoden blir dessuten brukt til et annet formål. Noen foreldre fjerner friske fostre fordi de har en uønsket genetisk sammensetning.

Nakkefoldsskanning
© Science Photo Library

Mulighetene for å styre neste generasjons gener har gitt opphav til en heftig etisk diskusjon – en diskusjon som i de siste årene har blitt enda viktigere på grunn av banebrytende ny teknologi. Nå kan legene ikke bare sortere fostrene. De kan aktivt skifte ut eller endre genene.

En av disse teknikkene ble tatt i bruk i 2015. Noen av genene i et befruktet egg ble erstattet med gener fra en donor. I 2016 ble det altså født et barn som i praksis har tre biologiske foreldre.

Og i 2018 nådde debatten nye høyder, da en kinesisk forsker etter all sannsynlighet brukte genteknologien CRISPR til å gi et par tvillinger en mutasjon som gjør dem resistente overfor HIV. Denne teknologien kan til sjuende og sist gjøre det mulig for foreldre å designe barna ned til minste detalj.

© Shutterstock & VCG/Getty Images

Gutt har tre biologiske foreldre

Et jordansk ektepar hadde i ti år forsøkt å få et barn. Da kvinnen endelig ble gravid, ble gleden avløst av sorg da fostret døde under graviditeten. Det samme forløpet gjentok seg senere tre ganger. Men så så lykken ut til å snu, og i 2005 ble paret endelig foreldre til en liten jente. Dessverre viste det seg raskt at noe var galt. Barnet led av en sjelden arvelig sykdom, Leighs syndrom, som forstyrrer utviklingen av nervesystemet. I en alder av bare seks år døde jenta. Paret fikk også et annet barn, men tragedien gjentok seg, og etter bare åtte måneder døde barnet av den samme sykdommen som storesøsteren.

Kimen til den arvelige sykdommen lå i et mutert gen i morens mitokondrier – små strukturer i cellene som skaper den energien som cellen bruker. Mitokondriene har 13 gener, som er helt uavhengige av de 46 kromosomene som ligger i cellekjernen. Hos den jordanske kvinnen hadde en fjerdedel av mitokondriene en sykdomsfremkallende mutasjon – ikke nok til å gjøre henne syk – men hos barna hennes hadde stort sett alle mitokondriene mutasjonen.

I 2011 tilbød den amerikanske legen John Zhang det jordanske paret et kontroversielt inngrep. Metoden, som aldri før var testet på mennesker, kan skape en eggcelle som har alle morens kromosomer, men med mitokondrier som kommer fra en frisk donor. Deretter kan eggcellen befruktes med farens sæd. Paret tok imot tilbudet, og ni måneder senere, 6. april 2016, fikk de en gutt som hadde arvet 13 friske mitokondriegener fra en ukjent donor, og som etter all sannsynlighet ikke vil få Leighs syndrom.

Genteknologi
© Courtesy of The New Hope Fertility Clinic

Nye teknikker kan bli utbredte

En lang rekke land har ingen lovgivning som forbyr utskiftning av mitokondrier i en eggcelle. Det gjelder blant annet Mexico, der John Zhang utførte inngrepet for det jordanske paret. Storbritannia er det første landet som aktivt har tillatt behandlingen, og flere land følger trolig snart etter. Inntil videre har bare en håndfull barn blitt til ved hjelp av teknologien, og det er vanskelig å si hvor utbredt den vil bli.

Forskerne regner med at om lag ett av 5000 barn blir født med en sykdomsfremkallende mutasjon i mitokondriene – noe som svarer til over 26 000 barn i året på verdensplan – så behandlingen blir kanskje snart et vanlig tilbud til foreldre, særlig de som har en mitokondriesykdom i familien.

Utskiftning av mitokondrier vil ikke bli den første teknikken som går fra kontroversielt forsøk til standardtilbud. Det har for lengst skjedd for en rekke teknikker som har lagt en markant demper på forekomsten av Downs syndrom – et syndrom som rammer omkring en av 700 nyfødte. Disse teknikkene har ikke til formål å endre genene hos fostret, men bare å avgjøre om fostret har et bestemt syndrom. Deretter er det opp til foreldrene å ta stilling til om de vil ta abort eller ikke.

Teknikkene omfatter måling av fostrets nakkefold, måling av bestemte proteiner i den gravides blod og genetiske tester av fostervann, morkakebiopsier eller kvinnens blod.

Siden 1968: Skanninger og tester avslører syndrom

I 1968 utførte leger for første gang en abort av et foster med Downs syndrom etter en kromosomtest foretatt på fostervannsprøver. Siden den gang har nye tester gjort diagnostiseringen enklere og mer presis.

  • Gentest avslører ekstra kromosom

    En rekke ulike tester kan fastslå om fostret har et ekstra kromosom og dermed har for eksempel Downs syndrom. Testene har tradisjonelt blitt foretatt på prøver fra fostervannet eller morkaken, men fordi fostrets DNA også er til stede i små mengder i morens blod, er det nå mulig å foreta testen på en vanlig blodprøve fra moren.

  • Blodprøve avslører syndrom

    Fostret påvirker mengden av ulike proteiner i morens blod, og forskerne har oppdaget to proteiner som kan avsløre om det har Downs syndrom. Hvis det er mindre av proteinet som kalles PAPP-A enn normalt, samtidig med at det er mer av proteinet betahCG, har fostret økt risiko for kromosomfeilen.

  • Tykk nakkefold er tegn på Downs syndrom

    Den såkalte nakkefoldskanningen er en ultralydundersøkelse der jord­moren eller sykepleieren måler tykkelsen på en liten, væskefylt fortykkelse i barnets nakke, også kalt nakkefolden. Hvis nakkefolden er mer enn tre millimeter tykk, har fostret 15 ganger større risiko enn normalt for Downs syndrom. Når den endelige risikoen skal regnes ut, tas det dessuten høyde for andre faktorer som morens alder og bestemte proteiner i blodet hennes.

  • FOR

    • Downs syndrom medfører nesten alltid mental utviklingshemming i varierende grad, pluss en økt forekomst av hjertefeil, stoffskifteproblemer, økt infeksjonsrisiko samt syns- og hørselsnedsettelse.

    • Barnets helseutfordringer stiller spesielle krav til omsorg fra både foreldre og søsken.

    • De karakteristiske ansiktstrekkene som følger med Downs syndrom – rundt, flatt ansikt og skrå øyespalter – kan gjøre det vanskelig å bli akseptert av andre og derfor øke risikoen for psykiske lidelser.

  • MOT

    • Selv om studier viser at Downs syndrom medfører forringet livskvalitet hos barn og unge, ser det likevel ut til at mange lever et godt liv.

    • Fostret begynner å utvikle en hjerne omkring seks uker inne i graviditeten – altså før abortgrensen. Imidlertid utvikles sansene først fra omkring uke 20, og evnen til å føle smerte oppstår antagelig først i uke 30.

I flere land blir metodene tilbudt til alle gravide, og når testene viser at fostret har Downs syndrom, velger om lag 90 prosent av de gravide å ta en abort. Imidlertid har det i løpet av de siste få årene vært en svak tendens til at dette tallet er på vei nedover.

Tendensen kan skyldes at ny forskning på Downs syndrom har gjort den etiske debatten mer nyansert. Downs syndrom medfører en rekke fysiske og mentale lidelser, men forskeren Nora Shields fra La Trobe University i Australia har avslørt at lidelsene ikke nødvendigvis senker livskvaliteten.

Shields utførte en anerkjent trivselsundersøkelse av 75 barn og unge med Downs syndrom og kom fram til at de trivdes like godt på skolen som friske barn, og at de også hadde et nesten like godt forhold til foreldrene sine og til å klare seg selv. Generelt lå det psykiske velværet litt lavere enn for de andre barna, og når det kom til fysisk velvære og sosial kontakt med vennene, var barn og unge med Downs syndrom markant mindre velfungerende enn de friske barna.

Men problemene var mest framtredende hos tenåringene. De yngre barna hadde det på de fleste punkter minst like bra som friske jevnaldrende. Spørsmålet om barn med Downs syndrom kan få et godt liv, er derfor mye mer komplisert enn tidligere antatt.

Foreldre velger ønskebarnet sitt

En annen teknikk går et skritt videre enn de velkjente testene for Downs syndrom. Den kan ikke bare oppdage det ekstra kromosomet som forårsaker Downs syndrom. Den kan finne en hvilken som helst mutasjon i fostrets DNA. Og foreldrene får muligheter for å fjerne fostret uten at moren på noe tidspunkt har vært gravid.

Metoden kalles eggsortering eller PGD – preimplantation genetic diagnosis – og den gjør det mulig å undersøke DNA-et hos et foster som er bare noen få dager gammelt, skapt ved kunstig befruktning og dyrket i et laboratorium. Legene lar et befruktet egg dele seg i om lag fem dager. Deretter tar de ut noen få celler og bruker de ulike genteknologiske analysemetodene til å lete etter kjente mutasjoner eller kromosomfeil. Foreldrene kan få foretatt analysen på en rekke fostre og ut fra resultatene velge ut ett eller flere fostre som skal settes inn i kvinnens livmor.

Siden 1990: Eggsortering fjerner fostre med genfeil

En teknikk som kalles eggsortering gjør det mulig å undersøke foster-DNA på et tidlig stadium og velge ut et foster med bestemte genetiske trekk.

  • Genteknologi

    Foster vokser i laboratoriet

    Fostre kan vokse i en petriskål. Det er akkurat det som skjer etter kunstig befruktning – en teknikk som siden 1978 har resultert i over åtte millioner fødsler. Legene tar først ut opp mot 15 egg fra kvinnen og befrukter dem i laboratoriet. Deretter vokser fostrene i noen få dager, før de settes inn i kvinnens livmor.
    Etter fem dager har de befruktede eggene utviklet seg til fostre, hvert med omkring 100 celler.

  • Foreldrene velger foster

    På dette stadiet – før fostret settes inn i kvinnen – er det mulig å utføre såkalt eggsortering. Med en tynn nål suges noen få av fostrenes celler ut, og resten av fostret fryses ned. Legene analyserer cellenes gener, og foreldrene kan deretter velge hvilket foster eller fostre som skal tines opp igjen og settes inn i kvinnens livmor.

  • FOR

    • Teknologien kan sikre at foreldrene setter et friskt barn til verden i stedet for et som ville lide av en alvorlig sykdom.

    • Noen vil se det som en fordel hvis de kan bruke eggsortering til å unngå uønskede egenskaper som lav intelligens, anlegg for alkoholisme eller aggressivitet.

  • MOT

    • Eggsortering kan gi en falsk trygghet fordi teknologien ikke er feilfri. Foreldrene risikerer å fjerne et friskt foster og velge et som er sykt.

    • Mange mener det er uetisk å velge ut fostre på bakgrunn av egenskaper som ikke har med sykdom å gjøre.

I mange land, blant annet de skandinaviske, er eggsortering bare tillatt i noen få tilfeller. Behandlingen er blant annet tillatt hvis fostret har stor risiko for å lide av en genetisk sykdom. Det gjelder når foreldrene bærer på sykdomsfremkallende mutasjoner og derfor risikerer å gi den sykdommen videre.

I disse tilfellene tester legene bare for kjente, sannsynlige mutasjoner – det er ikke lovlig å teste for andre mutasjoner eller genetiske trekk. Dermed kan ikke foreldrene velge et foster ut fra egenskaper som ikke er relatert til sykdom, for eksempel utseende og kjønn.

Mange andre land har imidlertid en løsere regulering på området, og visse reisebyråer har spesialisert seg på å arrangere turer til for eksempel Georgia, der fertilitetsklinikker står klare til å utføre eggsortering. Her har foreldrene muligheter for å velge ut ønskebarnet sitt.

Den britiske avisen Daily Mail utførte i 2018 en studie av eggsortering i Storbritannia og avslørte at flere fertilitetsklinikker tilbød foreldrene å velge barnets kjønn, selv om dette er forbudt ifølge britisk lov. Flere hundre par hadde imidlertid betalt over 100 000 kroner for behandlingen, som deretter ble foretatt i utlandet.

Siden 2015: Transplantasjon kan erstatte sykdomsgener

Du har gener på kromosomene i cellekjernen og gener i de såkalte mitokondriene dine. Nå har forskerne utviklet en teknikk som gjør det mulig å skifte ut syke mitokondriegener med gener fra en frisk donor.

  • Morens kromosomer flyttes til frisk celle

    Kromosomene i donorens egg fjernes, men mitokondriene blir. Kromosomene fra morens egg settes inn i donorens egg.

  • Sammensatt celle befruktes

    Egget, som nå bærer genene fra morens kromosomer og genene fra donorens mitokondrier, blir befruktet av farens sædceller.

  • Fostret settes inn i moren

    Det befruktede egget vokser i noen dager i laboratoriet. Legene kan nå teste om inngrepet har vært vellykket og sette fostret inn i livmoren.

  • FOR

    • Metoden kan kurere fostre som ellers ville komme til å lide av en uhelbredelig og invaliderende nerve-, muskel- og blodsykdom.
  • MOT

    • Mitokondrieutskiftning gjør noe som ikke vil kunne skje naturlig – det gir et barn tre biologiske foreldre – og derfor rokker metoden ved forestillingene våre om livet og oss selv.

    • Barnet vil ha tre biologiske foreldre og dermed stå i en enestående familiemessig situasjon som kan gjøre det vanskelig å identifisere seg med andre.

I USA har det også vært eksempler på handikappede foreldre som ønsker å få et barn med det samme handikap, slik at barnet og foreldrene kan speile seg i hverandre. I 2002 fikk et lesbisk par, der begge kvinner var døve, befruktet egg fra den ene med sæd fra en døv donor, og senere ba de legene om å velge ut et foster som med stor sannsynlighet ville bli døvt.

Legene gjorde som de ble betalt for, og paret fikk et døvt ønskebarn. I et annet tilfelle fra 2006 ønsket et par der begge var kortvokste, å få et barn som også var det.

I mange land er slike ting forbudt, men til gjengjeld kan kvinner søke om tillatelse til å bruke metoden til å få et barn med en bestemt sammensetning av proteiner på cellene. Det gjør det mulig for barnet å donere for eksempel stamceller til en annen med samme sammensetning.

Det kan være ønskelig hvis kvinnen allerede har et barn med en alvorlig sykdom, for eksempel leukemi, som kan kureres ved en stamcelletransplantasjon. I så fall velger legene ut et foster som etter fødselen kan bli stamcelledonor for sin storebror- eller søster.

Forsker endrer tvillingers gener

Så langt har foreldre bare hatt muligheter for å velge ut et foster blant noen få mulige eller skifte ut de genene som finnes i fostrets mitokondrier. Men en ny teknikk gjør det mulig å ta et befruktet egg og gi det akkurat de genetiske egenskapene som foreldrene ønsker. Teknologien kalles CRISPR, og med den kan legene med stor presisjon ødelegge bestemte gener eller rette eventuelle genfeil. CRISPR har i løpet av de siste sju årene blitt et uunnværlig redskap for forskere som vil undersøke celler eller dyr med bestemte egenskaper i laboratoriet.

Genteknologi

Hva er CRISPR?

Genteknologien CRISPR kan slette en genetisk sykdom fra et foster. Men den kan også brukes til å endre egenskaper som hårfarge eller risikoen for å bli overvektig.

CRISPR kan potensielt skreddersy genene i en eggcelle. Og teknologien er dessuten mye enklere og billigere enn andre metoder som brukes til å endre gener. CRISPR består av to deler. Det første er et RNA-molekyl med en sekvens av baser som svarer til DNA-basene i det genet som forskerne ønsker å endre. Den andre er et protein ved navn Cas9, som er bundet til RNA-molekylet og kan klippe over en DNA-streng.

De to verktøyene sprøytes inn i de cellene der genet skal endres. RNA-molekylet fungerer nå som en slags guide som oppsøker genet, og Cas9 virker som en saks som klipper det over. Cellen prøver å sette sammen genet igjen, men det går ofte galt, så genet ødelegges og settes dermed ut av spill. Dette trikset kan for eksempel brukes hvis forskerne ønsker å eliminere et gen som forårsaker en sykdom.

Hvis forskerne i stedet ønsker å rette eller legge til et gen, kan de velge å innføre et tredje element i CRISPR-verktøykassen. Det er et lite stykke DNA med den sekvensen som forskerne ønsker å sette inn i genet. Dette såkalte donor-DNA-et blir innebygget i genet etter at Cas9 har klippet over DNA-sekvensen.

CRISPR kan brukes til å rette i gener som er avgjørende for barnets utseende, eller i gener som påvirker risikoen for sykdommer, blant annet psykiske lidelser og livsstilssykdommer. Metoden har etter all sannsynlighet allerede blitt brukt til å skape barn som er resistente mot HIV, men de fleste forskerne mener at CRISPR fortsatt ikke er moden til dette formålet.

For det første kan teknologien skape uønskede mutasjoner som skader barnet. For det andre kan den ved en feil skape barn der bare noen av kroppens celler har blitt genredigert.

Debatten om bruken av CRISPR på menneskefostre har vært opphetet siden teknologien ble funnet opp. Derfor vakte det stor oppmerksomhet da biofysikeren He Jiankui fra Southern University of Science and Technology i Shenzhen i november 2018 kunngjorde at verdens første CRISPR-redigerte babyer nettopp hadde kommet til verden. De to små jentene, Lulu og Nana, er tvillinger.

Det er svært sannsynlig at de er resistente mot HIV, takket være en mutasjon som He og kollegene hans har innført i barnas DNA.

Forskerens uttalelser er fortsatt ikke helt bekreftet, men mange forskere er ikke i tvil om at han snakker sant – og en foreløpig studie fra den kinesiske regjeringen ser også ut til å peke i den retningen. En av bekymringene blant forskerne er at CRISPR ved en feil kan komme til å skape andre mutasjoner enn de som er ønsket.

He innrømmer at han fant en enkelt uønsket mutasjon i det ene av fostrene, men han mener at den er ufarlig. Andre forskere tviler på at den påstanden er riktig, fordi tidligere forsøk tyder på at uønskede mutasjoner er forholdsvis hyppige.

Siden 2018: Gensaks gir fostret nye egenskaper

Forskeren He Jiankui kunngjorde i 2018 at han ved hjelp av genverktøyet CRISPR hadde sørget for at to jenter har fått en mutert versjon av genet CCR5 – et gen som spiller en viktig rolle når HIV infiserer kroppen.

  • Virus binder til reseptor på celle

    Over 99 prosent av klodens befolkning har en reseptor som kalles CCR5 på overflaten av immuncellene sine. Hvis kroppen rammes av HIV, som kan forårsake aids, vil viruspartiklene binde seg til CCR5 og dermed til immuncellene.

  • Celle åpner opp for virus

    Når HIV-partikkelen har bundet seg til CCR5, begynner immuncellen å sluke partikkelen, som dermed kommer inn i cellen. Da frigir viruset arvematerialet sitt og begynner å reprodusere seg selv. Viruset sprer seg i kroppen og ødelegger immunsystemet.

  • HIV kan ikke infisere cellen

    Ved hjelp av CRISPR er det mulig å ødelegge det genet som koder for CCR5-reseptoren. Resultatet er et immunsystem som er motstandsdyktig overfor HIV. Til gjengjeld er det mulig at mangelen på CCR5 gjør kroppen mer sårbar overfor andre sykdommer.

  • FOR

    • Med CRISPR kasserer ikke legene befruktede egg med uønskede egenskaper, men retter i stedet eggets gener og lar det leve.

    • Mutasjonene bak arvelige sykdommer kan rettes i det befruktede egget, slik at det utvikler seg til en person som verken har sykdommen eller risikerer å gi den videre til barna sine.

    • CRISPR kan i teorien også utføres på voksne mennesker og dermed behandle genetiske sykdommer som først oppdages eller oppstår senere i livet, som for eksempel kreft eller muskelsvinn.

  • MOT

    • CRISPR kan i prinsippet brukes til å skape designerbarn med alle tenkelige egenskaper som for eksempel blå øyne, matematisk begavelse, høy empati eller sterke muskler.

    • Hvis CRISPR brukes til å endre genene på et befruktet egg, er det ingen vei tilbake, og de nye egenskapene vil også nedarves til kommende generasjoner.

Selv om CRISPR-teknologien var feilfri, ville genredigering av menneskefostre ha gitt opphav til en lang rekke spørsmål. Når er det etisk forsvarlig å endre et barns gener? Er det for eksempel forsvarlig hvis barnet ellers ville komme til å lide av en alvorlig sykdom, som for eksempel cystisk fibrose? Eller hvis barnet hadde økt risiko for depresjon senere i livet? He utførte inngrepet fordi tvillingenes far var HIV-smittet.

Men det er veldig usannsynlig at jentene ville ha blitt smittet av faren, og derfor mener flere forskere at inngrepet ikke kan forsvares etisk.

Enda mer bekymringsverdig er det at He kan ha banet vei for et illegalt marked der foreldre kan få skreddersydd barn ut fra ønsker om for eksempel hårfarge, øyenfarge og høyde. CRISPR er en overraskende enkel teknikk, og det er i dag mulig for alle og enhver å bestille det nødvendige utstyret på nettet til en relativt lav pris.

Video: Se forskerne kritisere He Jiankui:

He Jiankui presenterte sine resultater på en vitenskapelig konferanse, og en rekke sjokkerte forskere stilte kritiske spørsmål om metodene.

Les også:

Down's syndrome
Dyr

Spør oss: Finnes det dyr med Downs syndrom?

0 minutter
Mennesket

Romere begravet barn som vampyrer

1 minutt
Sykdommer

Nå MÅ tyskere vaksinere barna mot meslinger

2 minutter

Logg inn

Feil: Ugyldig e-postadresse
Passord er påkrevd
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klikk her

Ny bruker? Få adgang nå!