Geenimuokkaus teki sioista immuuneja

Geenimuokkaus teki sioista immuunin tappavalle epidemialle – voisiko samaa soveltaa ihmisiin?

Brittifirma onnistuu noin joka neljännellä yrittämällä saamaan sopivan lopputuloksen. Epäonnisille possuille käy huonosti.

Reseptori pois. Jos viruksella ei ole mitään mihin tarttua, se ei voi tartuttaa. Yksinkertaiselta kuulostava geenimuokkaus on onnistuttu toteuttamaan sioilla yleistä tautia vastaan. Colourbox
Reseptori pois. Jos viruksella ei ole mitään mihin tarttua, se ei voi tartuttaa. Yksinkertaiselta kuulostava geenimuokkaus on onnistuttu toteuttamaan sioilla yleistä tautia vastaan. Colourbox

Joka vuosi Yhdysvalloissa farmarit menettävät 600 miljoonaa dollaria niin sanotun sinikorvataudin takia. Viralliselta nimeltään se on Porcine reproductive and respiratory syndrome eli PRRS.

”Se on sioille vakvampi kuin koronavirus on meille”, epidemologi ja eläinlääkäri Bill Christianson selittää MIT Technology Review’lle.

Tauti muun muassa saa Ruokaviraston mukaan emakot porsimaan ennenaikaisesti ja saamaan keskenmenoja, niiden maidontuotanto voi häiriintyä. Kuolleisuus kasvaa myös karjuilla.

Christiansonin yhtiö Pig Improvement Company Yhdysvaltain Tennesseessä on taistellut PRRS:ää vastaan 34 viime vuotta. Firma on osa brittiläistä genetiikkaytiö Genusia.

Tavallisesti tautia vastaan taistellaan kuten eläinviruksille on tyypillistä: pääsy tiloille pyritään estämään kaikin keinoin, mutta mikäli niin käy, eläimet lahdataan.

Virus toimii aivan samoin kuin virukset normaalistikin eli ne kiinnittyvät tiettyyn reseptorin. PRRS:n kohdalla kohdereseptori on sikojen valkosoluissa sijaitseva CD163. Crispr-geenieditointitekniikkaa käyttämällä Genus on onnistunut poistamaan reseptorin sioilta.

Vielä julkaisemattoman tutkimuksen perusteella geenimuokatut siat ovat immuuneja PRRS:lle.

”En olisi uskonut, että se toimisi kuin valokatkaisija. Mutta se vaikuttaa toimivan kaikentyyppisiin sikoihin ja kaikkiin viruksen kantoihin”, Christianson sanoo.

Crisp nousi otsikoihin

Crispr nousi laajemmin otsikoihin pari vuotta sitten, kun kiinalaistiedemies kertoi muokanneensa kahden ihmisalkion geenejä niin, etteivät lapset voisi saada HI-virusta. Hän väitti tuolloin koetta onnistuneeksi. Tosiasiassa näiden maailman ensimmäisten geenimuokattujen lasten, ”Nanan” ja ”Lulun”, elinikä todennäköisesti jää lyhyemmäksi. Koe tuomittiin maailmalla laajasti. Myös tutkija tuomittiin, kolmeksi vuodeksi vankilaan ja maksamaan kolmen miljoonan Kiinan juanin (375 000 euron) sakot.

Tekniikkaa on sittemmin jalostettu, mutta ihmisalkioihin sitä ei edelleenkään suositella. Crispr ei nimittäin ole aivan tarkkuusammuntaa. Kun sillä tähdätään genomiin, se muuttuu jollakin useista eri mahdollisuuksista ja vaikutus saattaa ulottua myös johonkin muualle. Kasveissa käyttö on yksinkertaista, kun yksi onnistunut geenimuokkaus voidaan monistaa miljooniksi hyvin nopeasti.

Vielä viisi vuotta sitten Genusilla ei ollut mitään kokemusta geenimuokkauksesta, mutta firmalla on niin sanotusti tieteen terävin kärki ja teknologia palveluksessaan. Yhtiö solmi vuonna 2015 yksinoikeudella lisenssin sikojen ja karjan muokkaamiseen Caribou Biosciences -yhtiön kanssa, jonka perustaja Jennifer Doudna sai tänä vuonna yhdessä työparinsa Emmanuelle Charpentierin kanssa kemian Nobelin crispr:n kehittämisestä.

Nyt sen tutkimuskeskuksissa on sadoittain geenimuokattuja sikoja ja niiden jälkeläisiä.

Sikoihin moderni geenimuokkaus vaikuttaakin pystyvältä, vaikka osumatarkkuus ei olekaan täydellinen. Genusin tutkijoiden muokkaamista sioista onnistunut tulos CD163:ssa on noin 20-30 prosentilla.

”Haluan ilmaista, että tämä teknologia ei ole yksinkertaista. Siinä voi olla joko hyvä tai huono. Meidän pitää olla perusteellisia, koska haluamme ennustettavan muutoksen kaikissa sioissa ja sen muutoksen pitää olla sama joka kerta”, muokkausohjelmaa johtava molekyylibiologi Mark Cigan sanoo.

Ihmisten muokkaamiseen on vielä matkaa. Sikojen tekeminen immuuneiksi voi kuitenkin palvella myös ihmisiä.

Tuotantotiloilta on peräisin moni pandemia, kuten vuoden 2009 H1N1 eli sikainfluenssa. Viime vuodesta lähtien Kansasin osavaltionyliopiston tutkija Jürgen Richt on selvittänyt Genusin laskuun voiko sioista tehdä vastustuskykyisiä influenssalle. Reseptorien poistaminen ei ole vaihtoehto, koska ne ovat kehossa niin yleisiä, että eläin ei selviäisi hengissä.

Richt onkin keskittynyt tutkimaan proteaaseja, proteiineja, joita influenssavirukset tarvitsevat apumolekyyleiksi pystyäkseen tunkeutumaan soluihin tehokkaasti. Kysymys kuuluukin, kuinka monta proteaasia voidaan poistaa, kun influenssojakin on montaa eri laatua?

”En tiedä rajaa. Siksi me teemme yrityksen ja erehdyksen kautta. Haluaisimme tehdä niistä vastustuskykyisiä kaikille influenssoille”, Richt sanoo.

Genus toivoo saavansa muokatuille sioilleen myyntiluvan Yhdysvalloissa ja Kiinassa vuonna 2025. Toistaiseksi ei ole täysin varmaa, ovatko geenimuokatut siat täysin terveitä ja muutenkin normaaleja. Ciganin mukaan näin on, sillä mitkään testit eivät ole osoittaneet eroja muokkaamattomiin possuihin. Eroavaisuudet voivat kuitenkin olla huomaamattomia.

Richt kertoo olleensa vuosikymmen sitten tutkimassa nautojen tekemistä vastustuskykyiseksi hullun lehmän taudille. Yhden geenin poistamisen jälkeen lehmistä aisti, että ne olivat muuttuneet.

”Tapa, millä ne nousivat seisomaan oli omituinen, aivan kuin se olisi ollut vaivalloista. Lehmien hoitajan sanoi minulle, että ne olivat tyhmiä eli ehkä niiden älykkyys muuttui.”

Genus tutkii myös parhaillaan, voisiko se estää afrikkalaisen sikaruton tarttumista. PRRS:ää ei ole tavattu Suomessa, mutta sikaruttoa on lähialueilla ja Ruokavirasto pelkää, että tauti voi levitä tännekin.

LÄHDE: Tekniikka&Talous/Jaakko Isoniemi 18.12.2020