BIOETYKA Wykład 11 Etyczne skutki poznania genomu oraz możliwości jego wyboru albo modyfikacji.

Transkrypt

1 BIOETYKA Wykład 11 Etyczne skutki poznania genomu oraz możliwości jego wyboru albo modyfikacji. Prof. dr hab. Krzysztof Turlejski Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego

2 Dziedziczenie cech postulowano od starożytności Praktyczna wiedza hodowców. Dobór par do rozrodu. Poglądy polityczne: ci, który uzyskali sukces i władzę uważali się za lepszych z urodzenia od innych. Klany, plemiona, państwa. Wartościowanie na podstawie pochodzenia. System kast w Indiach. Wartościowanie na podstawie pochodzenia. Skalanie przez kontakt z niższą kastą.

3 Platon W swoim dziele Państwo Platon napisał: w Państwie należy zastosować dyscyplinę i jurysprudencję nakazującą zajmować się tylko zdrowymi na ciele i umyśle obywatelami. Tym natomiast, którzy nie są zdrowi, należy pozwolić umrzeć. Władze państwa miały także zezwalać na rozmnażanie jednostek wartościowych i zabraniać go bezwartościowym. Wspólcześnie przejęła te teorie eugenika.

4 Badania Mendla Gregor Johann Mendel opat klasztoru augustianów w Brnie (Morawy). Studiował nauki przyrodnicze, wykładał w szkole rolniczej. Studiował meteorologię, zachowanie pszczół i dziedziczenie cech roślin opublikował wyniki studiów nad dziedziczeniem cech grochu. PRAWA MENDLA zostały zapomniane i ponownie odkryte na początku XX wieku. Bazowały na nich studia De Vries na muszce owocowej (pocz. XX w.). GENETYKA

5 Darwin Cała teoria ewolucji Darwina oparta jest na dwóch zasadach: 1. pewne przypadkowo zaistniałe cechy dziedziczą się. 2. jeśli osobniki o takich cechach są lepiej przystosowane do warunków środowiska, to przeżywają i pozostawiają potomstwo. Ewolucja i dostosowanie są wynikiem zmienności i naturalnej selekcji. Cywilizacja, podtrzymując słabszych, uniemożliwia działanie naturalnej selekcji.

6 Galton Francis Galton był dalekim kuzynem Darwina. Wyciągał społeczne wnioski z teorii Darwina i Malthusa (środków jest zawsze mniej niż ludzi, którzy się rodzą i ich potrzebują). Wpływ ideologii arystokratycznej i kolonialnej. Konieczność selekcji wartościowych ludzi. EUGENIKA (1883)

7 Odkrycie materialnej substancji dziedziczenia 1869 odkryto istnienie DNA jako substancji chemicznej udowodniono rolę DNA w dziedziczeniu cech organizmów James D. Watson i Francis H.C. Crick (Cambridge) odkryli, że DNA ma strukturę podwójnej helisy, drabinki, której szczeble tworzą zasady purynowe i pirymidynowe rozszyfrowanie zasad kodu genetycznego (trójkowego) i odkrycie jego roli w syntezie białek. M. Nirenberg, RW Holley i HG Khorana Nagroda Nobla.

8 Definicje Materiał genetyczny substancja chemiczna będąca fizycznym nośnikiem informacji genetycznej i dziedziczności. U wszystkich znanych organizmów żywych materiałem genetycznym jest DNA. U niektórych wirusów, np. u wirusa grypy lub wirusa HIV, funkcję tę pełni RNA. Genom materiał genetyczny zawarty w podstawowym (haploidalnym) zespole chromosomów. Mutacje drobne zmiany w materiale genetycznym, mogące powodować zmianę struktury białek i ich funkcji. Informacja genetyczna przepis na wszystkie białka danego organizmu Genotyp - całość informacji genetycznej zawartej w chromosomach organizmu oraz DNA mitochondrialnym.

9 Sekwencjonowanie genomów Jako pierwszy zsekwencjonowano genom bakteriofaga Φ- X174, mającego 5368 par zasad (Frederick Sanger, 1982). Pierwszy poznany genom bakterii - Haemophilus influenzae wykonany w The Institute for Genomic Research (TIGR) w Dokładny opis genomu człowieka na podstawie wyników jego sekwencjonowania został opublikowany w (Human Genome Project) Mała liczba genów. Dużo niekodującego DNA. Koszt: 3 miliardy USD. Naukowcy, by zdobyć to finansowanie, obiecali uzyskać narzędzie do zwalczenia większości chorób, twierdąc, że sa one uwarunkowane genetycznie.

10 The 1000 Genomes Project (human) Cel: zsekwencjonować genomy 1000 ludzi reprezentatywnych dla różnych grup ludzkich Odkryć i opisać warianty jednonukleotydowe o częstotliwości powyżej 1% w różnych populacjach. Następny cel: warianty genetyczne o częstotliwości % w regionach funkcjonalnych różnych genów. Badania wariantów strukturalnych (liczba kopii, insercje, delecje,inwersje) Ogromna objętość danych specjalne techniki obliczeniowe.

11 Obecna skala sekwencjonowania Pełne genomy (sekwencja zasad) setki tysięcy (usługa komercyjnie dostepna za około 2000 Euro) Genotyp/fenotyp ok. 800 Proteomy >100 Warianty genetyczne - > 1500 Transkryptomy, ekspresja genów - > Epigenomy - > 2200

12 Plan budowy organizmu jest zakodowany w DNA Zgodnie z teorią genową, materiałem przenoszącym plan budowy całego organizmu jest dwuniciowy polimer kwasu dezoksyrybo-nukleinowego (DNA) zwinięty w spiralę (helisę), gdzie informację kodują pary zasad tworzące szczebelki łączące dwie nici w drabinkę. W każdym przypadku powstawania dwóch nowych komórek przez podział komórki macierzystej, drabinka jest rozszczepiana Na pojedyncze nici, każda z ciągiem pojedynczych zasad. Następnie do każdej z nici dobudowywana jest nić komplementarna (uzupełniająca) tak, że powstają dwie identyczne drabinki, a każda z dwóch nowych komórek zawiera pełną kopię zapisu genetycznego potrzebnego do stworzenia całego organizmu. Proces kopiowania jest z zasady bezbłędny, a więc każda z nowych komórek powinna zawierać identyczny zapis genetyczny. Podwójna helisa DNA i jej kopiowanie

13 GENY I BIAŁKA Informacja zawarta w DNA umożliwia produkcję białek tworzących skomplikowany aparat enzymatyczny, regulacyjny i strukturalny komórki. Genom zwierząt zawiera tysięcy (u człowieka tysięcy genów - przepisów na syntezę różnych białek. Białek jest jednak ponad (wynika to ze struktury eksonów-intronów genu i różnicowego składania RNA) Nie cała nić DNA składa się z sekwencji kodujących, przeciwnie, większość powielanego w genomie DNA to sekwencje niczego nie kodujące. Są tam jednak fragmenty regulujące transkrypcję (określające, w jakich warunkach ma nastąpić uruchomienie produkcji danego białka) i produkujące RNA regulujące produkcję białek.

14 Dziedziczność a ewolucja Mechanizm kopiowania DNA jest w założeniu bezbłędny, ale raz na milion kopiowanych elementów zdarza się przypadkowy błąd. To właśnie te błędy są podstawą istnienia różnorodności genetycznej, która stale powstaje i za każdym powieleniem organizmu jest inna. Tak więc, w założeniu bezbłędne powielanie DNA jest podstawą dziedziczenia, natomiast przypadkowe błędy powielania są podstawą stale powstającej zmienności. Współzawodnictwo genetycznie odmiennych osobników o ograniczone środki jest głównym mechanizmem procesu ewolucji.

15 Najstarsze dowody użycia narzędzi W etiopskim regionie Afar badacze odkryli dwa fragmenty kości sprzed 3,4 mln lat z wyraźnie widocznymi śladami użycia kamiennych narzędzi. Są to najstarsze znane dowody użycia narzędzi, a także pierwszy dowód użycia narzędzi kamiennych przez australopiteki. Kości te znaleziono 200 metrów od miejsca, gdzie w roku 2003 odkryto mający około 3,3 mln lat najbardziej kompletny szkielet Australopithecus afarensis. Te dwie kości zwierząt parzystokopytnych, jednego wielkości krowy a drugiego owcy, są najstarszym dowodem użycia narzędzi kamiennych.

16 Ewolucja rodzaju Homo Rodzaj Homo, który wyewoluował z Pithecanthropus erectus istnieje od ponad 2.4 mln lat (pierwszym gatunkiem był Homo ergaster, inaczej Homo habilis). Już Homo ergaster migrował z Afryki do Azji mln lat temu niewielkie hominidy używające prymitywnych narzędzi żyły w Gruzji. Ich szczątki odkryto w jaskiniach koło klasztoru w Dmanisi. Od około 2 mln lat temu do około 30 tysięcy lat temu na ziemi zawsze żył więcej niż jeden gatunek z rodzaju Homo. We wschodniej Afryce z H. ergaster powstał Homo erectus, który podjął migrację do Azji, a w Afryce zachodniej Homo antecessor, który dalej rozwijał się w Afryce. Homo erectus mało się zmienił przez ponad milion lat istnienia w Azji i stosunkowo niedawno wymarł bezpotomnie. Homo antecessor dalej ewoluował w Afryce.

17 Ewolucja rodzaju Homo Około 0.5 mln lat temu dominującym gatunkiem był Homo rhodesiensis Około 300 tys lat temu w Afryce wyłoniły się dwie gałęzie Homo rhodesiensis. Członkowie jednej gałęzi już 250 mln lat temu wyemigrowali do północnej Europy, gdzie żyli aż do około 30 tys. lat temu (Homo neanderthalensis). Ostatnio w jaskiniach na Syberii znaleziono kości pokrewnego, lecz jak się wydaje odrębnego genetycznie gatunku, Homo demidovi. Druga gałąź dłuższy czas ewoluowała w Afryce, wykształcając tysięcy lat temu gatunek Homo sapiens.

18 Wiele gatunków Homo Gatunek wyjściowy, Homo rhodesiensis i jego gatunki potomne: Homo neanderthalensis, H. demidovi i H. sapiens miały początkowo te same umiejętności. Tylko gatunki naczelnych należące do rodzaju Homo potrafiły kontrolować ogień i wytwarzać skomplikowane narzędzia. Homo sapiens był dobrze przystosowany do klimatu ciepłego, a Homo neanderthalensis do klimatu chłodnego. W tym samym czasie w Afryce i Azji żył też jego krewniak, Homo erectus i jego gatunki potomne.

19 Homo sapiens ten, który ledwo przeżył Około 70 tysięcy lat temu nastąpił ogromny wybuch wulkanu Toba na Sumatrze, który spowodował globalną, katastrofę ekologiczną. Na skutek tej katastrofy populacja Homo sapiens spadła do co najwyżej 10 tysięcy osobników (najprawdopodobniej dużo mniej), które przetrwały w centralnej Afryce. Jak wykazały badania porównawcze genomu ludzkiego, genetyczna różnorodność naszego gatunku jest dotąd bardzo niska, ale w Afryce jest ona wciąż najwyższa. To ograniczenie różnorodności genetycznej nastąpiło tysięcy lat temu.

20 Nowe spojrzenie na rasy ludzkie Genetyka pokazała, że zakres zmienności genetycznej człowieka jest niezwykle wąski, co z trudem pozwala mówić o rasach, porównywalnych do ras zwierząt. Największa zmienność genetyczna występuje w Afryce. Poza Afryka blisko spokrewnione ze sobą hybrydy H. sapiens i H. neanderthalensis. WSZYSTKO TO PODWAŻA NAUKOWOŚĆ TEORII RASISTOWSKICH

21 INNE WNIOSKI ze współczesnego stanu badań Ostatnie 10 lat epigenetyka. Współczynnik inteligencji (IQ) kiedyś uważany za w pełni dziedziczny, obecnie jest uważany za dziedziczny w 50-60%. Zmiany ekspresji genów w życiu osobnika. Stałe podwyższanie się IQ na skutek bardziej złożonej kultury. Wszystko to sprawia, że genetyczne podstawy teorii wyższości i niższości rasowej upadły.

22 Problemy wynikające z możliwości poznania sekwencji genomu Kryminalistyka. Problem legalności zbierania danych. Dochodzenie ojcostwa. Częstotliwość ciąży pozamałżeńskich. Interes ojca/matki contra interes dziecka. Wpływ norm społecznych. Dzieci urodzone ze sztucznego zapłodnienia: częste żądania ujawnienia biologicznych rodziców.

23 Problemy wynikające z łatwości sekwencjonowania Zawłaszczanie informacji genetycznej. Zostawiamy swój ślad genetyczny, gdziekolwiek się pojawimy. Możliwość ustalenia obecności nawet po wielu latach. Kryminalistyka. Problem legalności zbierania danych. Dochodzenie ojcostwa. Częstotliwość ciąży pozamałżeńskich. Różne normy społeczne. Interes ojca/matki contra interes dziecka. Dzieci urodzone ze sztucznego zapłodnienia: częste żądanie ujawnienia biologicznych rodziców.

24 Genetyka a wiedza o zdrowiu Punktowe mutacje a niektóre typy raka występujące z opóźnieniem (n.p. gen BRCA a rak piersi i jajników). Pląsawica Huntingtona objawy neurologiczne od około 40 roku życia. Możliwość badania naszego kodu genetycznego przez pracodawców lub firmy ubezpieczające. Nasz kod genetyczny jest informacją poufną. Proces o ujawnienie genomu komórek HeLa.

25 Genetyka a cechy psychiczne Geny a cechy charakteru (temperamentu). Reakcja na nowość oraz zachowania ryzykowne a gen transportera dopaminy DAT1. Ludzi mających allel 9R/9R cechuje większe prawdopodobieństwo zachowań ryzykownych i uzależnień, niż ludzi majacych allel 10R/10R. 9R/10R pośredni. Genetyka i ekspresja oksytocyny i wazopresyny a stałość małżeńska i opiekuńczość. Błędny pogląd o całkowitej determinacji genetycznej zachowania ludzi. Ważność kontekstu społecznego oraz przepisów prawa. Aspekty etyczne możliwości analizowania naszego kodu genetycznego przez pracodawców, partnerów.

26 Diagnostyka prenatalna problemy etyczne Wykluczenie (lub potwierdzenie) obecności zmian genetycznych prowadzących do ciężkich uszkodzeń rozwojowych na drodze badań genetycznych. Co zrobić, jeśli wiadomo, że płód zamrze, lub urodzi się ze zmianami uniemożliwiającymi życie? Te same problemy z ciężkimi uszkodzeniami nie genetycznymi. Co należy zrobić, gdy wcześnie wiadomo o ciężkim zaburzeniu rozwoju płodu? Kto ma prawo podjąć decyzję? Jakie decyzje są dozwolone?

27 Diagnostyka prenatalna problemy etyczne Amniocenteza. Obecnie badanie krwinek płodowych we krwi matki. Choroba Downa (trisomia 21 chromosomu). Mongolizm. Ciężkie upośledzenie inteligencji i mowy, wielka emocjonalność, ciepła osobowość. Zależność od opieki do końca krótkiego życia. Co zrobić z tą wiedzą? Wykluczenia/potwierdzenia chorób takich jak mukowiscydoza, rak piersi. Możliwość diagnozy przed zapłodnieniem lub implantacją.

28 Prenatalna selekcja cech potomstwa - problemy etyczne Ustalanie płci płodu. Specyficzne problemy niektórych kultur (państwa muzułmańskie, Chiny). Sztuczne zapłodnienie. Przypadki kobiet samotnych, małżeństw, gdzie mąż jest bezpłodny, lesbijek, rodzenia na zamówienie bezpłodnych kobiet. Dawcy spermy w niektórych krajach szeroko rozpowszechnione (Dania). Pożądane cechy: szczupły, wysoki, blondyn, inteligentny, zdrowy, silny. Niebezpieczeństwo wybierania cech potomstwa. Spadek różnorodności genetycznej jako jeden ze skutków sztucznych zapłodnień. Sytuacja emocjonalna dzieci poczętych na zamówienie.

29 Diagnostyka prenatalna problemy etyczne Wykluczenie (lub potwierdzenie) obecności zmian genetycznych prowadzących do ciężkich uszkodzeń rozwojowych. Co zrobić, jeśli wiadomo, że płód zamrze, lub urodzi się ze zmianami uniemożliwiającymi życie? Te same problemy z ciężkimi uszkodzeniami nie genetycznymi. Co należy zrobić, gdy wcześnie wiadomo o ciężkim zaburzeniu rozwoju płodu? Kto ma prawo podjąć decyzję? Jakie decyzje są dozwolone?

30

31 Jednostka ludzka Każdy człowiek ma pełne prawo do życia. Od którego momentu zaczyna się człowiek chroniony prawem? Odpowiedzi bardzo różne w różnych kulturach i czasach. Już pierwsza komórka ma pełny zapis genetyczny danej jednostki. Kazda komórka ciała ma pełny zapis genetyczny osobnika. Zapis genetyczny to nie to samo, co osoba. Status bliźniąt jednojajowych? Problem wczesnych poronień samoistnych.

32 Kiedy zaczyna się życie psychiczne jednostki ludzkiej? Czy istnieje życie psychiczne bez układu nerwowego? Pierwsze neurony powstają około 6-8 tygodnia ciąży u ludzi. Pień mózgu a świadomość. Tomasz z Akwinu uważał, że dusza kształtuje zrodzenie i wzrost płodu. W nasieniu ojca jest sama dusza wegetatywna. W procesie, który prowadzi do poczęcia, ustępuje ona duszy, która jest i wegetatywna i zmysłowa. Następnie, gdy poczęcie człowieka osiągnie postać doskonałą, skończoną (forma perfecta), zastępuje ją dusza, która jest jednocześnie wegetatywna i zmysłowa i rozumna. Mężczyzna 8 tygodni, kobieta 10.

33 Diagnostyka prenatalna a poronienia sztuczne Czy jest jakiekolwiek uzasadnienie dla sztucznego poronienia? Zdrowie i życie matki contra życie dziecka Płody głęboko upośledzone Poczęcie z gwałtu Prawo świeckie contra postulaty religijne Uwarunkowania polityczne całkowitej swobody aborcji. Nazizm (Polki tak, Niemki nie). Tuż po wojnie zezwolenie na aborcje dla zgwałconych Niemek. Komunizm odrzucenie motywacji religijnych. Polska do lat 30-tych całkowity zakaz aborcji. Lata 30te i obecnie względy medyczne i gwałt.

34 Etyka wykorzystania narządów ludzi zmarłych Transfuzje krwi. Początkowe zastrzeżenia etyczne. Rozwój transplantologii Komórki HeLa do badań naukowych Przeszczepy szpiku kostnego Przeszczepy rogówki, nerek, serca wątroby od osób zmarłych Nielegalny handel narządami. Narządy osób straconych (Chiny). Kryminalne zabójstwa w Ameryce Południowej

35 Komórki HeLa HeLa linia komórkowa wywodząca się z komórek raka szyjki macicy, pobranych od 31-letniej Henrietty Lacks, afroamerykanki z Baltimore, bez jej zgody i przekazanych George'owi Geyowi, dyrektorowi centrum badań nad kulturami tkankowymi na Universytecie Johnsa Hopkinsa. Chora zmarła w 1951 roku. Hodowane są w wielu laboratoriach nieprzerwanie od momentu pobrania. Kariotyp linii jest zróżnicowany. Obecnie całkowita masa komórek HeLa znacznie przekracza wagę chorej, od której pobrano próbkę. Linia komórkowa HeLa służy do badań biologii komórek nowotworowych. Komórki różnią się znacznie od prawidłowych komórek nabłonkowych szyjki macicy. Uległy one transformacji nowotworowej na skutek zakażenia wirusem brodawczaka (HPV 18). Linia charakteryzuje się wybitnie szybkim wzrostem, przewyższającym inne linie komórek nowotworowych. Komórki HeLa uważane są za nieśmiertelne, ponieważ są zdolne do nieskończenie wielu podziałów mitotycznych.

36 Wykorzystywanie komórek i narządów płodowych pochodzących z aborcji Kliniki organizacji Planned Parenthood w USA osiągały wielkie zyski sprzedając organy płodów poddanych aborcji do celów badan naukowych i produkcji komórek macierzystych. Wywołało to w roku 2013 wielki skandal. Organizacja ta powstała z przekształcenia Towarzystwa Eugenicznego Aborcji dokonywano głównie u kobiet Afroamerykanskich i Latynoskich. Przeprowadzano aborcje nawet w 4-5 miesiącu ciąży.

37 Terapeutyczne i naukowe zastosowania komórek płodowych Wykorzystywanie komórek macierzystych z krwi pępowinowej Ludzkie łożyska są wykorzystywane w kosmetyce Czy wolno wykorzystywać komórki i tkanki samoistnie poronionych płodów do celów terapeutycznych? Czy wolno poddawać badaniom naukowym samoistnie poronione płody? Hodować komórki z nich pobrane?

38 Pytanie Opisz jakie dawniejsze poglądy obalił rozwój genetyki i jakie przyniósł nowe dylematy moralne.