Заказать ребенка у генетического дизайнера

№32(829) 11—17 августа 2017 г. 08 Августа 2017 5

В США впервые подправили геном эмбриона человека.

Найдя юридическую лазейку, ученым удалось провести сенсационный «запрещенный» эксперимент на 58 эмбрионах с тяжелым врожденным заболеванием — гипертрофической кардиомиопатией, аномальным утолщением сердечной мышцы, смертность при котором при отсутствии лечения может достигать 50% в год. В результате генетической модификации удалось получить 72% здоровых эмбрионов.

Через несколько дней зародыши, конечно, были уничтожены.

Это первый случай редактирования генома человеческого эмбриона в США, что знаменует старт новой и, вероятно, скандальной эпохи в медицине.

Что это сулит

Эксперимент американцев оказался в центре внимания, поскольку исследователи занимались редактированием зародышевой линии — т. е. генов, которые могут передаваться следующим поколениям. Авторы работы называют конечной целью своих усилий создание методики корректировки генов эмбриона человека, которые провоцируют различные заболевания.

Руководитель команды — ученый казахского происхождения, этнический уйгур Шухрат Миталипов, профессор Орегонского университета, первый в мире в 2009 г. клонировавший обезьян, искренне надеется, что новую технологию после усовершенствования будут применять в терапии генетических недугов самого широкого спектра. В ближайшее время его команда намерена проверить эффективность подхода на мутации гена BRCA, вызывающей рак груди.

Эксперты признают — лечить эмбрион гораздо удобнее, чем взрослого человека или даже новорожденного. На самых ранних стадиях эмбрионального развития нужно откорректировать лишь несколько клеток. А вот количество клеток сформированного организма исчисляется триллионами.

Кроме лечения болезней, технология теоретически может применяться и для создания организмов, в том числе людей, с заданными параметрами, своего рода «дизайнерских моделей».

Как это работает

Прошедший эксперимент — самая свежая демонстрация возможностей лабораторного инструмента генетики CRISPR. «Молекулярные ножницы» позволяют раздвигать границы возможностей в вопросе манипуляции жизнью, но даже в научном сообществе этот инструмент оценивают по-разному: одни с восхищением, другие с нескрываемым ужасом.

Если очень сильно упрощать, то CRISPR — это открытая совсем недавно система защиты бактерий и некоторых других одноклеточных от инфекций. Она позволяет им обмениваться «полезными» генами. Это своего рода фундамент быстро адаптирующейся иммунной системы, существование которой в чистом виде у одноклеточных считалось невозможным — просто потому, что такая система требует множества работающих вместе клеток. Кстати, это открытие само по себе стало не замеченной широкими массами сенсацией и революцией в биологии и понимании эволюции.

Не в последнюю очередь благодаря механизму CRISPR, который представляет собой ряд генетических повторов в цепочке ДНК, бактериям удается так стремительно адаптироваться к самым сильным антибиотикам — намного быстрее, чем рассчитывали ранее медики. Кроме того, молекулярная машина CRISPR позволяет буквально резать гены вирусов, выстроившиеся в геном бактерии. Куски вирусного ДНК побежденного врага вставляются уже в нужное место генома, бактерия приобретает иммунитет против конкретного врага и передает его потомкам.

В 2013 г. ученые на основе новых данных смогли создать CRISPR-технологию, позволяющую редактировать ДНК. Технология оказалась сравнительно дешевой, необычайно мощной и очень многообещающей.

Ранее для генетических модификаций приходилось вводить нужные ДНК-конструкции в клетки, при этом место, куда в геном попадет вводимый участок, было чаще всего случайным. Старые методики позволяли давать модифицируемому организму новые свойства (после отбора жизнеспособных образцов), но не корректировать поломки дефектных генов.

Технология CRISPR работает иначе. Она позволяет разрезать геном точно в нужном месте и встраивать вводимую последовательность с невероятной точностью. Кроме того, это своего рода универсальный инструмент — генетическим инженерам нет больше нужды изобретать для каждой задачи сложный уникальный прием, который больше никогда и нигде не пригодится.

Эксперименты на животных тут же показали возможность коррекции генетических заболеваний: ученые, например, научились избавлять мышей от миодистрофии Дюшена, а компания Editas Medicine объявила о сборе средств на создание методики лечения с помощью CRISPR слепоты у человека, вызванной генетическим заболеванием амавроз Лебера десятого типа.

Но что же сделала команда Шухрата Миталипова? Американские ученые оплодотворили яйцеклетки 12 здоровых женщин-доноров спермой волонтера — носителя дефектного гена MYBPC3, провоцирующего гипертрофическую кардиомиопатию. Было получено 58 эмбрионов, которых пытались «лечить», и 19 контрольных эмбрионов. Как и предсказывают школьные учебники биологии, половина контрольных эмбрионов содержала вредные мутации, половина была от них свободна.

Шухрат Миталипов: лучше всего вылечить ребенка, пока он не зачат

Редактирование экспериментальных эмбрионов проводилось во время оплодотворения — это позволило избежать тяжелых побочных эффектов. В результате 42 эмбриона из 58 оказались «здоровы». Но 72,4% эффективности — это немного лукавая цифра, поскольку даже без вмешательства половина эмбрионов не несла бы дефектного гена. Фактически успешная коррекция ДНК произошла в 22,4% поврежденных эмбрионов.

Тем не менее это значительный успех.

Тут стоит признать, что ради демонстрации успеха ученые из США пошли на небольшую хитрость. В качестве заболевания было выбрано такое, которое вызывается одной копией гена — то есть доминантное. Чинить ДНК с помощью гена-заплатки пока получается — мутация исправляется за счет ДНК яйцеклетки, которая изначально в данном случае выбрана «правильной».

Как тут же заметили критики, такое «лечение» не имеет практического смысла — ведь можно просто отобрать здоровый эмбрион, их все равно получается половина.

Но это, конечно, лишь отработка технологии, начало пути. Причем пути не только медицинского.

Не совсем первые

До того, как авторитетный научный журнал Nature опубликовал 2 августа результаты американского эксперимента, было известно всего о трех подобных попытках генетической модификации человеческих эмбрионов в мире — и все они проводились в Китае. Первый опыт датируется 2015 г.

Исследователи тогда пытались с помощью CRISPR-технологии исправить мутацию в гене Я-глобина, приводящую к развитию тяжелого заболевания Я-талассемии (в клинической картине — деформированный череп, умственная и физическая недоразвитость). Это заболевание, в отличие от выбранного американцами, рецессивное — т. е. мутантный ген должен быть унаследован от двух родителей. Китайцам удалось продемонстрировать лишь 7,4% успешной починки генома. Из 86 оплодотворенных эмбрионов выжил 71, а 54 были отобраны на анализ. В 28 из 54 удалось разрезать ДНК в нужном месте, но только в четырех случаях в место разрыва удалось успешно вставить заплатку со здоровым геном.

При этом обнаружилось очень большое количество побочных эффектов, вроде нецелевых разрывов в ДНК (они вызывают новые мутации) и так называемого мозаицизма — когда даже из отредактированного материала могут возникнуть эмбрионы, у которых в части клеток (не во всех!) имеются дефектные гены.

Одна из серьезнейших проблем, стоящих перед учеными, — запрет на генетические эксперименты с человеческими эмбрионами, который введен во многих странах мира. Например, первый отчет о китайских опытах отказался публиковать тот же Nature — по этическим соображениям. Такие ограничения могут привести к огромному разрыву в разработке новейших медицинских технологий с теми государствами, где власти не столь щепетильны.

Угроза такого отставания столь устрашающа, что в начале этого года Национальная академия наук США призвала разрешить редактирование эмбрионов для исправления вредоносных мутаций.

Группе Миталипова удалось обойти формальный запрет экспериментов с зародышами человека. Юристы смогли так трактовать документы, что запрет распространяется лишь на опыты, которые проводятся с привлечением государственных средств. Поскольку исследование американских ученых финансировалось через частные структуры, норма госрегулирования на него вроде как не распространяется.

Шухрат Миталипов, чтобы не попасть под волну критики дилетантов, особо подчеркнул, что команда «не редактировала и ничего не модифицировала — цель нашей программы состоит только в корректировке мутантных генов».

Комитет Национальной академии наук США не только защищает ученых, но всячески преуменьшает возможности технологии, утверждая, что «ни о какой заре эпохи «дизайнерских детей» говорить пока не приходится».

Тем не менее даже генетики предостерегают, что бесконтрольное использование генной инженерии опасно. Наиболее известным стало опубликованное в 2015 г. открытое письмо, подписанное одним из создателей инструмента CRISPR Дженнифер Дудной, нобелевским лауреатом Дейвидом Балтимором и еще 16 авторитетными учеными. Они предупредили о том, что терапия генетических заболеваний в будущем чревата самыми разными непредсказуемыми последствиями — для организма человека, для общества и даже для экологии.

А эксперты американского «Центра генетики и общества» уверены, что исследования в Орегоне в итоге увенчаются появлением в центрах планирования семьи принципиально новой услуги — «генетического апгрейда для тех, кто в состоянии себе это позволить».

Впрочем, до подобного сценария еще как минимум десятилетия. Основная проблема даже не в нынешнем несовершенстве технологии и не в том, что ее применение возможно лишь при «пробирочном зачатии». Даже в лучшем случае с ее помощью можно будет исправлять дефекты, вызванные лишь одним геном. В то же время большинство параметров человеческого организма кодируются огромным количеством генов, совместная работа которых все еще совершенно не известна.

Но пока человеку все еще остается доступен древний способ генетического конструирования своих будущих детей — с помощью правильного подбора партнера.

Уважаемые читатели, PDF-версию статьи можно скачать здесь...


Загрузка...
Загрузка...
Комментарии 0
Войдите, чтобы оставить комментарий
Пока пусто

Получить ссылку для клиента
Блоги

Авторские колонки

Маркетгид
Загрузка...
Ошибка