Geenitehnoloo?giline tootmine muutub tööstuse veduriks

Avalikkuse ette jõudev info geenitehnoloogia ühel või teisel elualal rakendamisest on peaaegu sada protsenti taunitav või kui öelda - isegi enam. Kui keegi juba kusagil geenidega tegeleb, olgu see siis skandaalihõnguga alustanud Eesti Geenivaramu või mõni Ameerika sojaoaaretaja, ju seal siis on peagi oodata, et midagi - mõni geneetiliselt muundatud (GM) põllukultuur või uus GM-lammas Dolly - jälle kokku vusserdatakse.

Siiski on teadlased, kes geneetika ja geenitehnoloogiaga süvitsi tegelemas, seda meelt, et kaugeltki ei tasu kõigesse, mis lähtub lühendist GMO (geneetiliselt monifitseeritud organism) suhtuda tõrjuvalt või halvakspanuga. Veelgi enam, Tartu Ülikooli tehnoloogiainstituudi direktor professor Mart Ustav lisab sellele küll intrigeeriva, ent Ustavi kinnitusel juba täiesti toimiva mõiste GMI - geneetiliselt muundatud inimene.

"Geenide muundumine on pidev protsess, mis toimub organismi arenedes," toob Ustav välja ühe evolutsiooni põhitõdedest tänapäeva teaduse käsitluses. "Eluslooduse põhireegel on: paljune ja kohane! Seda reeglit järgivad kõik organismid, nii viirused kui ka inimene."

TTÜ keemiainstituudi biotehnoloogia õppetooli juhataja professor Raivo Vilu on seda meelt, et kõik uued taimesordid ja loomatõud, mida inimene on aastatuhandeid loonud, on tegelikkuses GMO. Valdavalt on seejuures kasutatud aretamise tehnikaid, st geenid muudeti katse ja eksituse meetodil, näiteks kahe taimesordi ristamise teel.

Ent 1953. aastast, mil James D. Watson ja Francis Crick tegid kindlaks DNA struktuuri olemuse, on võimalik molekulidega manipuleerides GMOsid ehitada. Sellisel juhul on tegemist n-ö teadliku geenimuutmisega.

"Inimene peaks kasutama kõiki võimalusi, et oma elu paremaks muuta," leiab Raivo Vilu. "Geene on muundatud kogu aeg, küsimus on selle muundamise meetodites. Ja eks muidugi esineb ka tagasilööke, aga me peame sellega harjuma."

Inimese käitumuslikud harjumused ja keskkond määratlevad paljus selle, millistele viirusnakkustele ta märklauaks saab. Malaariaparasiidi näidet kasutades jõuab Mart Ustav tõdemuseni, et maailmas, täpsemalt Vahemeremaades, aga ka Kesk-Aafrikas ja India ookeani rannikul, elab miljoneid mutantse genotüübiga inimesi, kes kannavad endas pärilikku haigust, mis põhjustab neile küll vaegusi, kuid ei lase neil malaariasse surra.

Inimese geenide kallal manipuleerimiseks võib nimetada ka nn kaitsepookimist võitluses rõugetesse nakatumise vastu. Teadupärast on tegemist ühega vähestest võitudest, mille inimene on saavutanud tapluses viirustega.

Praegu tegelevad geenitehnoloogia ettevõtted üle maailma ambitsioonika, kuid hädavajaliku ülesandega - kuidas muuta inimese immuunsüsteem, mis peab pidevat võitlust viirustega, järjest tõhusamaks.

Immuunsüsteemi vastupidavus on võtmeküsimus võitluses selliste mastaapseid mõõtmeid evivate viirusinfektsioonist põhjustatud haigustega nagu AIDS, tuberkuloos, meningiit, kopsupõletik, diabeet, hepatiit, ateroskleroos, kuru ehk hullu lehma tõbi, suu- ja sõrataud jt.

Praegu suudame nende vastu kas vähem või rohkem edukalt võidelda vaktsiinidega. Viimaste "tööpõhimõte" seisneb ühe või teise haigustekitaja - viiruse - vastu suunatud antikehade tootmises ja nende saatmises organismi. Samas tuleb tõdeda, et klassikalised vaktsiinid ei tööta krooniliste haiguste vastu.

Mart Ustavi juhtimisel Eestis tehtud uuring näitas, et Eestis on õnnestunud ristata Lääne-Aafrikast pärit HI-viirus CRF06cpx ja Ukrainast pärit A-subtüübi viirus, mille tulemus on meie n-ö rahvusviirus tähisega CRF32. Ustav kinnitab, et fakt, kui sellised vormid on üldisel foonil nähtavad, viitab sellele, et tegu on Eestis tekkinud unikaalse viirusevormiga.

Professor Ustav hoiatab, et HIV alles hakkab inimkonnale probleeme tekitama, sest AIDSi põhjustaja on suur meister immuunsüsteemi petma. Praegu kasutusel olev kombineeritud AIDSi ravi ei kõrvalda viirust organismist täielikult, lisaks maksab see ühe patsiendi kohta keskmiselt 100 000 krooni. Pealegi on ravimitel väga tõsised kõrvalmõjud.

"Kardetavasti peame varsti tõdema, et on tekkinud nõrgenenud immuunsusega inimeste kogumid, kus levivad igat liiki veidrad mutantviirused," märgib Mart Ustav. "Need kogumid saavad reservuaariks paljudele nakkustele."

Üks tõenäolisemaid variante AIDSi tõhusaks ravimiseks seisneb Ustavi hinnangul geneetilise vaktsiini väljatöötamises.

"On vajalik vaktsiin, mis on suuteline kutsuma esile rakulist immuunsust viirusnakatatud rakkude vastu, sest HIV1 modifitseerib inimese genoomi - teeb inimesest GMI ja ainus võimalus sellest nakkusest lahti saada on hävitada organismis viirust kandvad rakud," selgitab Mart Ustav.

Samas tõdeb ta, et geneetiliste vaktsiinide väljatöötamine on keeruline, kusjuures peamine parameeter pole kulukus, vaid ohutus, sest vaktsiini tulemuslikkus selgub alles inimkatsete põhjal.

Biotehnoloogiafirma Quattromed arendusdirektor Tiit Talpsep tõdeb, et ravimitööstus on geenitehnoloogia arengust väga huvitatud, kusjuures just ravimitööstus on selle arengu teerajaja. Tänaseks on ravimiteadus jõudnud diabeedi ravis kasutatava insuliini GMO-bakteri ja hemofiilia raviks mõeldud GMO-raku loomiseni.

2006. aastal jõudis müügile insuliini aerosool, samal aastal saadi valmis esimene viiruskasvajate vaktsiin - papilloomiviiruse-vastane vaktsiin GMO-pärmirakkudes. Mullu jõudis Eesti turule vaktsiin emakakaelavähi tekitaja HP-viiruse vastu, vaktsiini tootmises kasutatakse GMO-rakkusid. Geenitehnoloogia tormilise arengu teel seisab Talpsepa sõnul aga tõsiasi, et veel ei osata geene n-ö otse elusorganismidesse viia.

"Ravimitööstus panustab suuresti sellele, et muuta häid valke veelgi paremaks," märgib Talpsep. "Rekombinantsete valkude osatähtsus ravimiarenduses üha suureneb, maailma farmaatsiafirmade müügikäive kasvab eelkõige vaktsiinide ja biomolekulaarsete ravimite tootmise arvel, ravimivalkudel põhinevate ravimite müük järjest hoogustub."

Ravimivalgud, näiteks EPO, insuliin jt on sisuliselt GMOd, mis on loodud DNA osiste - plasmiidide abiga. Piltlikult öeldes viiakse üks geen valgubakteri genoomi juurde ja midagi võetakse sealt ka välja.

Talpsepa sõnul on kõige kauem tegeldud diabeedi ravimisega. "Selleks, et tekiks diabeet, peab mängima terve orkester," tõdeb ta. "Insuliini puudumine on selles vaid üks soleeriv pill."

Talpsepa sõnul on GMO-põhiste vaktsiinide ja ravimite väljatöötamine ravimitööstustele suur väljakutse. Seda vaatamata sellele, et rahvusvaheliselt on kehtestatud ranged piirangud suundadele, mida mööda farmaatsiatööstus võib liikuda, et GMO-valke toota.

"Kunagi ütles Oxfordi Ülikooli professor Erasmus Wilson Pariisi maailmanäitusel elektri kohta, et kui see näitus siin suletakse, ei kuule keegi enam elektrivalgusest," räägib Talpsep. "Tänapäeval on kommentaarid sellele ütlusele ülearused. Aeg näitab, kuidas läheb geenitehnoloogiliste avastustega."

TTÜ professor Raivo Vilu on vaimustuses nanotehnoloogiast, nimetades seda uueks mõtlemiseks. Ta tutvustab Nobeli preemia laureaadi Richard Feynmani 1959. aastal väljaöeldud tulevikuideed: "Inimesele tuntud ja kasulikke asju tuleb teha aatomitest ja molekulidest - viimastest tehtud masinad ja muud tooted on väiksemad ja neid on võimalik rohkem teha. Eriti hea oleks teha isepaljunevaid masinaid."

Idee näitlikustamiseks demonstreerib Vilu animeeritud pilti aatomitest tehtud kuullaagritest. Isepaljunevate masinate idee aga tugineb tema sõnul sellistele rakkudele ehk mullreaktoritele, mis on ehitatud biopolümeerist, näiteks pagaripärmist ning suudavad ise paljuneda. Etanooli molekulist võiks sellisel moel ehitada "väiksemaid" hooneid.

"See on teoreetiliselt võimalik, aga kuna rakus on umbes miljard molekuli, siis on neid n-ö käsitsi väga raske konstrueerida - mõõtmed tuleksid tohutud. Näiteks tavaliselt kolme sentimeetrise läbimõõduga silm tuleks 3000 kilomeetri suurune," selgitab Raivo Vilu põhjust, miks me ikka veel betoonist ja kividest maju ehitame. Ent Vilu on kindel, et teadus nimega süsteemibioloogia võimaldab sel teel edasi liikuda.

Professor toob näiteks molekulide ja bakterite koostöö juustu tekkimisel - juustumassi sattunud bakterid kasvavad tahkes keskkonnas.

Muide, süsteemibioloogia kui teadus rakkude konstrueerimisest sai võimalikuks siis, kui inimene suutis ära lugeda oma genoomis oleva 3,3 miljardi nukleotiidi ehk tähe järjestuse.

"DNA lugemise tehnoloogia on veel kallis, aga nüüd me vähemalt oskame seda teha," märgib Vilu. "Tõsine probleem, mille kallal tasub töötada, on rakkude kultiveerimine ja seejuures nende käitumise jälgimine." Vilu usub, et mõne aasta pärast maksab inimese genoomi lugemine mitte rohkem kui 1000 dollarit.

Et GMOd meie toidulauale tuua, on kõigepealt tarvis täpselt mõista, mis toimub inimese seedetraktis.

Toidutehnoloogia ja toitumine on iseenesest kombinatsioon ensüümidest, rakkudest, bakteritest jne, kusjuures Raivo Vilu peab oluliseks, et seda tehnoloogiat peab tundma sellisel tasemel, et arvestada ka seedimise iseärasustega. TTÜs näiteks on selleks, et õppida tundma mao funktsioneerimist, kasutusel terve riiulitäis aparaate.

GM-põllukultuuride kasvatamist on viljeletud aastaid, pioneer selles vallas on USA, kus GMOdesse suhtutakse sootuks liberaalsemalt kui mujal maailmas ning näiteks GMO riis, mais, kartul, puuvill ja soja on seal juba eelisseisus muundamata kultuuride ees. Euroopa aga seisab GMOdele veel visalt vastu. Nii ei ole euroliidus lubatud veel tootmisse juurutada GMO-baktereid.

Raivo Vilu juhib tähelepanu, et näiteks ensüümid on juba praegu suures osas GMOd, mikroorganismid - probiootilised bakterid - on aga kasutusel funktsionaalsete ehk tervistavate toitude valmistamisel. GMOdeni pole sellelt tasemelt enam pikalt minna.

Lastehalvatuse levik ja hullu lehma taud on geenimuundumiste tulemus.

Kehvade sanitaarsete tingimuste tõttu olid lapsed varem varases eas eksponeeritud viirusele, näiteks oraal-fekaalsel teel levivatele polioviirustele, millest üks põhjustab näiteks lastehalvatust. Nakatumine ei toonud kaasa komplikatsioone, sest emapiimaga kaasa antud antikehad kaitsesid organismi ega võimaldanud viirusel siseneda kesknärvisüsteemi.

Möödunud sajandi jooksul paranes arenenud riikides (näiteks Põhjamaades) üldine sanitaarne seisund. See on praeguseks viinud selleni, et inimesed muutusid pärast emapiimast saadud antikehade kadumist polioviirusele n-ö avatuks. Viirus hakkas paljunema efektiivselt ja on võimeline sisenema kesknärvisüsteemi, kutsudes esile selle ulatuslikud kahjustused.

Teine näide: Inglismaal on levinud lambakasvatus ja nendel lammastel esineb scrapie, viirushaigus, mida tekitavad prionviirused (veiste analoogne haigus on hullu lehma tõbi).

Veistesööda valgusisaldust otsustati suurendada, lisades sellele lammaste subprodukte. Selleks, et sööda hinda madalamaks saada, otsustati, et neid subprodukte pole vaja eriliselt töödelda.

Lammaste scrapie-valk jäi söödas aktiivseks, lehma organismis kutsus see esile lehma normaalse valgu muutumise scrapie-prionivalguks ja sellega seoses haigestumise hullu lehma tõppe.

Euroliidus on geenitehnoloogia valdkonnas väga kohmakas ja ebakompetentne seadusandlik regulatsioon.

Näiteks on klassikalise sordiaretuse teel saadud sinine kartul - kas keegi on selleks tegevuseks luba küsinud. Samas, kui "kuldse riisi" saamiseks on tulnud täita ilmselt vagunitäis pabereid.

Kui klassikalise ristamisega kantakse üle kontrollimatu arv geene, siis teaduslik geenitehnoloogia transleerib vaid ühe, harva mitu geeni. See on molekulaarne ristamine - täppisteadus. Ristamisel teatakse täpselt, millist geeni kasutatakse ja suudetakse määrata selle geeni asukoht genoomis.

Kardetakse, et geenitehnoloogia "väljub kontrolli alt", hakatakse inimest kloonima või kasutatakse seda mingi massihävitusrelva loomiseks.

Jah - loomulikult saab kõike kurjasti kasutada. Ikka kirutakse heroiini tootvaid ravimitööstuseid narkomaania levikus. Sama loogika järgi võiks süüdistada kirve valmistanud tehast, kui hiljem keegi selle kirvega naabrimehele vastu pead lööb.

Aga tõsi on see, et kui 50 aasta pärast on maailma elanikkond kahekordistunud, siis praegune põllumajandus inimeste toitmise võrrandit enam lahendada ei suuda.