Группа биологов из Колумбийского университета под руководством Дитера Эгли опубликовала результаты успешного эксперимента по точечному изменению ДНК в клетках человеческих эмбрионов. Работа размещена на сервере bioRxiv.
Генетики отредактировали ДНК эмбриона человека, но остаются вопросы
Группа ученых во главе с Дитером Эгли из Колумбийского университета применила метод редактирования оснований для изменения ДНК человеческих эмбрионов. Эта технология позволила с высокой точностью скорректировать три ключевых гена, с минимальным риском для разрушения хромосом, который был характерен для старого метода CRISPR. Но событие вызвало и огромный интерес, и серьезные этические споры в научном мире.
Четырехклеточный эмбрион человека. Science Photo Library
Наследие Хэ Цзянькуя. Обсуждение любых манипуляций с ДНК человека неизбежно возвращает ученых к событиям 2018 года, когда китайский биолог Хэ Цзянькуй впервые в истории тайно модифицировал эмбрионы с помощью инструмента CRISPR-Cas9, чтобы защитить их от ВИЧ. В результате на свет появились близнецы Лулу и Нана. Действия ученого вызвали международный скандал и жесткое осуждение мирового научного сообщества за неоправданный риск. Ученый был приговорен к трем годам лишения свободы за незаконную медицинскую практику, однако в своих недавних интервью он заявил, что по-прежнему очень гордится проделанной работой.
Хэ Цзянькуй.
Ученые применили передовой метод редактирования оснований, который позволяет осуществлять высокоточные замены единичных нуклеотидов, не разрезая обе цепи ДНК. В ходе работы исследователи успешно выключили ген PCSK9, отвечающий за уровень вредного холестерина, а также внесли защитные мутации в гены HBG1 и HBG2, связанные с выработкой фетального гемоглобина. Подобные изменения потенциально способны защитить будущего человека от инфарктов, инсультов и тяжелых заболеваний крови.
Прошлые попытки модификации эмбрионов при помощи стандартного инструмента CRISPR-Cas9 часто приводили к потере отредактированных хромосом, что делало технологию неприменимой в клиниках. Новый подход продемонстрировал концептуальный сдвиг в сторону большей безопасности и предсказуемости генетических манипуляций.
Тем не менее авторы признают, что говорить о клиническом применении технологии пока слишком рано. В ходе экспериментов проявился эффект мозаицизма, при котором нужные изменения закрепились лишь в части клеток эмбриона, а молекулы РНК, использованные для доставки генетического инструмента, временно блокировали деление клеток.
Сам руководитель работы Дитер Эгли настроен реалистично и осторожно. Оценивая текущее состояние технологии, он заявил: «Эти редакторы оснований могут оказывать повреждающее воздействие на эмбрион. Так зачем использовать технологию, если вы не понимаете этого полностью? В ее нынешнем виде вы не можете ее использовать. Это ясно как день».
Этические споры и коммерческое будущее
Схема процесса однонуклеотидной замены.
Публикация вызвала острую дискуссию о биоэтике и возможном злоупотреблении технологией. Ряд экспертов высказали опасения, что методика станет отправной точкой для создания коммерческих лабораторий, предлагающих услуги по улучшению качеств будущих детей для обеспеченных родителей.
Критики отмечают, что существующие методы экстракорпорального оплодотворения и генетического скрининга уже позволяют отбирать здоровые эмбрионы без прямого вмешательства в код ДНК, поэтому терапевтическая необходимость редактирования остается под вопросом. Существует также страх, что каждый подобный шаг нормализует опасные манипуляции в сознании общества. Однако сторонники исследования подчеркивают логичность исправления мутаций на самой ранней стадии развития, когда уязвимая копия гена всего одна, вместо попыток лечить миллиарды поврежденных клеток у взрослого человека.
Интерес к технологии уже проявляет бизнес. Эгли сотрудничает с компанией Nucleus Genomics, предлагающей услуги комплексного генетического моделирования эмбрионов. Руководство стартапа видит в редактировании ДНК логичный шаг на пути к предоставлению родителям возможности осознанного выбора ради рождения здорового потомства.
При этом специалисты признают, что изменение таких сложных признаков, как рост или интеллект, пока технически невозможно, так как они зависят от сотен генов сразу, поэтому в обозримом будущем технология останется нишевым решением для предотвращения тяжелых наследственных болезней.