Veszélyesek-e a vérünkben felbukkant betolakodó gének?

Az erekben áramló vörös vérsejtek művészi ábrázolása

Magyar kutatók nagy felfedezése után újra felerősödtek a GM-növények elleni félelmek. Kell-e félni a vérünkben keringő paradicsomgéntől?

Meglepő felfedezéssel állt a nyilvánosság elé a múlt hónap végén egy javarészt magyarokból álló kutatócsoport: eredményeik szerint az elfogyasztott ételekből hosszú, akár teljes géneket tartalmazó, növényi eredetű DNS-molekulák kerülnek az emberi keringésbe. A közleményben nem az számít újdonságnak, hogy a vérben sejtmentes DNS található: a kutatás eredetileg a vastagbél betegségeire jellemző, vérben keringő DNS-szekvenciák keresésére irányult. Ellenben, ha csakugyan igaz, hogy a táplálékkal felvett DNS egészen terjedelmes szakaszai elkerülik, hogy az emésztőenzimek lebontsák őket, és valamiképp átjutnak a nagymolekulák számára korábban áthatolhatatlannak gondolt bélhámon, alapvető élettani ismeretek átgondolására lehet szükség.

Nagy felfedezés, hogy az emberi vérbe hosszú növényi DNS-szakaszok, így akár gének is bejuthatnak a bélből Forrás: AFP

Nehezen hiszik el

A közlemény - előre borítékolható módon - élénk vitát váltott ki tudományos körökben. Richard Lusk evolúcióbiológus a Michigani Egyetemről például a cikket közlő PLoS One folyóirat honlapján részletes kommentárt helyezett el, melyben arra hivatkozva kérdőjelezi meg az eredmények hitelességét, hogy a szerzők nem tettek meg mindent a környezetből származó DNS-szennyezés elkerülésére. Így véleménye szerint a mintákban nem az emésztetlenül a vérbe került, hanem a laboratóriumuk levegőjében szállongó, esetleg a ruhájukra tapadt DNS-t azonosíthatták a kutatók.

"A tudományos folyóirat oldaláról körülbelül négyszer többen töltötték le cikkünket, mint a vele együtt megjelent második legnépszerűbb tanulmányt. Kaptunk egy részletes kommentárt is, ami leginkább további vizsgálatokat sürget, hogy az esetleges külső szennyeződés lehetőségét teljesen kizárjuk. Maguk a cikket bíráló kutatók és a folyóirat szerkesztője is elsőre azt válaszolták, hogy az eredmények túlságosan meglepőek ahhoz, hogy igazak legyenek. Végül hosszú, többfordulós vita során sikerült őket meggyőzni, azzal, hogy a nemzetközi adatbázisokban található független kísérletekben gyűjtött minták is egytől egyig a mi eredményünket támasztották alá. A hitetlenkedés mellett mind a kutatók, mind pedig a nem szakmabeli ismerősök, akiknek megmutattuk az eredményeket, nagyon izgalmasnak találták azokat" - mondja Csabai István (ELTE), a kutatások egyik vezetője.

Régi félelmek

Igen hevesen reagált a hírre az Origo.hu olvasóközönsége is: az újdonságot ismertető cikkünkre a megszokottnál messze nagyobb számban érkeztek kommentek, melyek jelentős része azt firtatta, vajon a magyar kutatócsoport felfedezése beigazolja-e a génmódosított (GM) növények egészségügyi kockázataival kapcsolatos, régóta hangoztatott félelmeket.

Válasz helyett először képzeljünk el egy diktatórikus államfőt, aki egyetlen, általa rendszerkritikusnak értelmezett mondat miatt bezúzat egy ezeroldalas könyvet, majd a papírzúzalékot szétszóratja a szélben. De diktátorunk eztán sem alszik nyugodtan. Mi történik, ha valamelyik példányból éppen ez az egy mondat őrződött meg épségben? És mi lesz, ha épp az a papírfecni berepül egy ház ablakán, és még így, szövegkörnyezetéből kiragadva is forradalmi gondolatokat ültet el egy engedelmes polgár fejében?

Ha a képzeletbeli diktátor félelmeit paranoidnak érezzük, hasonlóan kell vélekednünk a GM-növényekből az emberi génállományba betolakodó gének rémképével kapcsolatban. A molekuláris biológia mai állása szerint az, hogy az emésztetlen növényi DNS vérbe kerülő szakaszai beépüljenek az emberi sejtek génállományába, csillagászatian valószínűtlen esemény. Még inkább valószínűtlen, hogy egy esetlegesen mégis beépülő DNS-szakasz az új környezetben működőképes és aktív maradjon. Végezetül pedig: ha mégis bekövetkezne a szinte elképzelhetetlen, és egy GM-növénynek pont a mesterségesen bejuttatott génje szólalna meg egy emberi sejtben, az a világon semmilyen következménnyel nem járna az érintett szervezetre nézve.

Nem könnyű bejutni

A szervezetünkbe betolakodó idegen DNS-darabok előtt az első akadályt az jelenti, hogy sejtjeink - és általában a magasabb rendű élőlények sejtjei - nagyon kevéssé hajlamosak "pucér", csomagolatlan DNS-molekulákat sajátjukként befogadni. Ellentétben a baktériumokkal, amelyek viszonylag enyhe kémiai és fizikai behatásokra fogékonnyá válnak az idegen DNS felvételére, az emlőssejteknek nagyon hathatós győzködésre van szükségük még ahhoz is, hogy megfelelően csomagolt - például pozitív töltésű lipidmolekulákkal beburkolt - DNS-molekulákat hajlandóak legyenek a sejthártyájukon átereszteni. Nem véletlen, hogy a vírusoknak, e hivatásos DNS-csempészeknek kifinomult technikákat kellett kifejleszteniük az évszázmilliók során ahhoz, hogy saját génjeiket hatékonyan bejuttassák a gazdasejtjükbe.

DNS-molekula, illusztráció Forrás: AFP

A génterápiának, vagyis a DNS-sel történő gyógyításnak is jóval könnyebb dolga lenne, ha az emberi sejtek minden szembejövő DNS-stoppost csak úgy felvennének; a helyzet ezzel szemben az, hogy a génterápiás próbálkozások egyik legkomolyabb technikai kihívása a gyógyító hatású géneknek a kívánt sejtekbe történő bejuttatása. S még ha bebocsáttatnának is, a sejtjeinkbe jutó DNS-molekulák sorsa rendszerint a villámgyors lebontás; ahhoz, hogy a sejtmagi DNS-állományba beépüljenek, újabb trükkök sokaságára van szükség. Összességében: még ha csakugyan teljes növényi géneket kódoló DNS-molekulák keringenek is a vérünkben, elhanyagolható annak esélye, hogy a sejtjeinkbe bejussanak, és még csekélyebb azé, hogy a DNS-ünkbe beépüljenek.

A növényekből származó gének emberi szervezetben kifejtett aktivitásával szemben további akadályt jelent, hogy egy gén - csakúgy, mint egy ezeroldalas kötet egyetlen mondata - az eredeti szövegkörnyezetéből kiragadva ritkán értelmes. A gének esetében ez azt jelenti, hogy a vérbe bekerülő DNS-darabok túl rövidek ahhoz, hogy a génekkel az ún. szabályozó DNS-szakaszok is együtt utazzanak. Egy gén ugyanis nem csupán a megfelelő fehérje felépítéséhez szükséges információt hordozza, hanem a gén részét képezik azok a DNS-régiók is, amelyek az adott szervezetben meghatározzák, hogy a fehérje milyen körülmények között termelődjék. Ezen szabályozó szakaszok híján a fehérje nem tud adekvát módon kifejeződni.

Kisebb az esélye, mint egy villámcsapásnak

És miért kéne attól tartanunk, hogy egy génmódosított növénynek pont a mesterséges eredetű génje fog minket meghódítani? A magyar kutatók cikkében olvasható, hogy a vérben talált növényi DNS-szakaszok nagyjából egyenletesen fedték le a szóban forgó növények teljes génállományát, vagyis a növények valamennyi génje többé-kevésbé azonos mértékben volt reprezentálva a mintákban. Nem ritka, hogy a növények az emberénél is jóval nagyobb számú génnel rendelkezzenek: a rizs génjeinek száma például az emberének (kb. 20-25 000) több mint duplája, mintegy 51 000. A GM növények létrehozása során rendszerint egyetlen idegen gént építenek be a gazdanövény génállományába, vagyis például egy génmódosított rizsfajta esetében az 51 ezer gén mellé egy 51 001-ediket. Vajon a bezúzott könyvből - az emésztőenzimeink által szétdarabolt 51 001 génből - miért épp ez az egy lenne az, amely a többinél hajlamosabb épségben megúszni?

Ám tételezzük fel, hogy mindeme nehézségek ellenére megtörténik az a csillagászatian valószínűtlen eset, hogy egy emberi sejtbe bekerül egy GM növény mesterségesen bevitt génje, ott beépül a sejtmagi DNS-be, és sikeresen irányítja az adott fehérje termelését. Ennek a valószínűsége nagyságrendekkel kisebb, mint hogy valakit villámcsapás érjen, és még annál is jóval alacsonyabb, mint hogy egy járókelőt agyonsújtson egy földfelszínt elérő meteor. De mégsem zérus, tehát számoljunk az eshetőséggel. Miféle génekről, milyen fehérjékről is van szó? A GM növényekben az idegen eredetű gén általában valamiféle (leginkább baktériumokból származó) anyagcsereenzim, amely védettséget biztosít a módosított növény számára egy növényvédő szerrel szemben, vagy alkalmassá teszi azt valamely hasznos emberi tápanyag - például egy létfontosságú vitamin - termelésére. Ha sok ezermilliárdnyi sejtünk közül egy maroknyi egy ilyen fehérje termelésébe kezdene, akkor - még azt is megengedve, hogy éber immunrendszerünk, amelynek amúgy elsődleges feladatai közé tartozik a testidegen fehérjéket termelő sejtek elpusztítása, életben hagyja őket - nehéz belátni, milyen zavart tudna ez kelteni az egész szervezet, vagy akár csak maguk az érintett sejtek szintjén.

Emberi bélsejtek elektronmikroszkópos felvétele Forrás: AFP

A GM növényekkel kapcsolatban csakugyan elsőrendűen fontos kételyeket és fenntartásokat megfogalmaznunk, hiszen szédítő gyorsasággal és rendkívül széles körben elterjedt technológiáról van szó, melynek kezdetei óta csupán néhány évtized telt el, s ez idő alatt bizonyára nem volt még mód a hosszú távú következmények felmérésére. A GM technológia ma ismert kockázatainak többsége azonban sokkal inkább gazdasági és környezetvédelmi jellegű - például a GM terményeket forgalmazó óriáscégek monopolhelyzetéből vagy egyes növényvédő szerek túlhasználatából ered -, semmint hogy közvetlenül az emberi egészséget érintené (a GM növények valós és vélt kockázatairól nemrégiben az Origo.hu lapjain is megjelentettünk egy rövid összefoglalást).

Tudományos forradalom

A magyar kutatók felfedezése pedig, ha kiállja az idő - na meg persze az eredményeket reprodukálni igyekvő konkurens kutatócsoportok - próbáját, sokkal tágabb horizontú kérdéseket vet fel, mint a GM-növények egészségügyi kockázatainak szűk és specifikus problémaköre. Miként kerülhetik el ilyen hosszú DNS-szakaszok az enzimes lebontást, hogyan juthatnak át a bélhámsejtek szorosan záró kötelékén, és meddig keringhetnek érintetlenül a vérben? Vajon a vérminták elemzésével mennyire kaphatunk átfogó képet a vizsgálati alany táplálkozásáról, és alkalmazható-e egy efféle vizsgálat például a régészeti vagy őslénytani minták esetében? Reméljük, hogy a közlemény megjelenése és a körülötte kibontakozó polémia lendületet ad mindezen kérdések mihamarabbi megválaszolásának.

"Az egyik további feladat az eredmények alátámasztása és annak felderítése, hogy mi lehet a mechanizmus, ami átviszi, illetve átengedi az idegen DNS-t. Ehhez olyan mintákat gyűjtünk, ahol precízen tudjuk az előzetes táplálékbevitelek idejét, összetételét. Próbáljuk azt a sejtést is tesztelni, hogy valamiért az idegen DNS-darabokat hosszabbaknak találtuk, mint a humán eredetű töredékeket. Talán a legérdekesebb folytatás viszont az, amiről a cikkben nem írtunk sokat, hogy a táplálék-DNS mellett bakteriális DNS-t is sikerült kimutatni. A bélbaktériumok, illetve a szervezet más részeiben esetlegesen jelen lévő baktériumok, az ún. mikrobiom szerepe egy nagyon aktív, új kutatási terület. Az új technológiáknak köszönhetően itt egy valóságos tudományos forradalom van kibontakozóban, és egyre inkább olyan kép alakul ki, hogy az emberi genom nem vizsgálható önmagában, hanem szoros együttműködésben van sok ezer baktérium- és vírusfajjal. Nagy jelentőségű lenne, ha egyszerű vérvizsgálattal tudnánk tanulmányozni a szervezet egyébként nehezen elérhető részeinek mikrobiomját, vizsgálni szerepüket az egészséges folyamatokban és betegségek során" - mondja Csabai.