Сегодня генные инженеры легко могут вывести люминесцирующую крысу, лысую мышь или синий помидор. Все известные науке технологии по редактированию генома на растениях и животных проходят довольно успешно — а значит, они потенциально могут менять разные «качества» и характеристики человека. В будущем редактирование генома эмбриона — скажем, для того, чтобы избавить малыша от синдрома Дауна — позволит людям получать и моральные, и материальные преимущества. Штука лишь в том, чтобы урегулировать законодательную базу между странами и этические вопросы, касающиеся подобных технологий.


13 сентября мы побывали на научно-популярной конференции InScience, где послушали дискуссию «Развитие биотехнологий: этические вопросы в генной инженерии». Спикерами выступили кандидат биологических наук Оксана Пивень, глава отдела космической медицины в NASA Майк Хесс и доктор биологических наук Нана Войтенко.

С Наной мы позже побеседовали отдельно, задали ей 3 простых вопроса о редактировании генома и выяснили, как уже сегодня учёные могут «улучшать» гены, чтобы люди были здоровее и сильнее.


1. Что вообще знает наука о редактировании ДНК эмбриона человека?


После расшифровки генома человека наука владеет сведениями о точечных мутациях, когда болезнь, передающаяся по наследству, вызвана заменой даже одиночного азотистого основания в цепочке ДНК.


За последние годы разработаны разные методики изменения генома животных. Они довольно успешно используются для выведения новых линий лабораторных животных, особенно мышей, для различных исследовательских целей. Одной из новейших методик, которая на сегодняшний день считается наиболее перспективной, является методика CRISPR/Cas9. Она используется в исследованиях для направленного редактирования генома, и её применение для изменения генома мыши имеет 100% успех. Впрочем, редактирование генома человека оказалось гораздо более сложной задачей — что естественно.

Недавно китайские учёные впервые в мире провели эксперимент по редактированию человеческого генома с помощью CRISPR/Cas9, и успешно всё прошло только в 20% исследованных человеческих эмбрионов. Китайским исследователям удалось устранить мутацию, которая приводит к тяжёлому генетическому заболеванию — бета-талассемии.


Это продемонстрировало, что методика CRISPR/Cas9 может быть успешной для направленного редактирования генома при такого рода заболеваниях. Однако, прежде чем говорить о клиническом применении, нужно провести дополнительные исследования: во-первых, для увеличения процента успешности редактирования отдельных оснований ДНК, а во-вторых, для изучения и предотвращения возможных побочных эффектов.

 

 

З а последние два года количество таких исследований растёт лавинообразно. Они проводятся не только в Китае: недавно разрешение получила и одна британская группа, есть работы американских и южнокорейских учёных.

 

 

Однако эксперименты, которые проводятся на человеческих эмбрионах, пока носят чисто исследовательский характер, и все зародыши развивались не более 14 дней — по этическим соображениям.


2. А в чём заключаются основные сложности редактирования ДНК? Дело в вопросах этики или технологиях?


Если задача стоит в том, чтобы редактировать ген, который потом должен передаваться по наследству, то необходимо производить изменения в половых клетках родителей. Для этого нужно знать, какие мутации есть в геноме матери и отца и с какой вероятностью они передадутся по наследству. В такой ситуации понятно, что редактировать — яйцеклетку или сперматозоид.


Но если речь идёт о терапии заболевания уже родившегося человека, то тут возможно редактирование генома так называемых соматических клеток — такие изменения не будут передаваться по наследству. Возникает проблема с доставкой генетических конструктов в определённый орган уже родившегося человека. Пока в исследованиях лидируют технологии, основанные на использовании вирусов — а точнее, их оболочек, которые «начиняются» нужным генетическим материалом, и впоследствии им «заражают» нужные клетки организма. И тут главная трудность как раз в доставке — сейчас учёные работают над этим вопросом.

Этические же проблемы прежде всего связаны с возможными ошибками в редактировании генома яйцеклетки. В результате таких ошибок родившийся человек может быть обречён на мучения или раннюю смерть — такое случается с генно-модифицированными линиями мышей. Именно по этой причине запрещено вынашивать генетически отредактированные человеческие эмбрионы.


Но есть уже первые ласточки в продвижении данного вопроса.

Учёные из независимой британской биоэтической ассоциации Nuffield Council официально признали морально и этически допустимым редактирование ДНК эмбрионов человека.

Главная причина их решения заключается в том, что технология редактирования генов человека поможет избавить будущих детей от неизлечимых наследственных болезней. Но необходимо помнить: редактировать человеческие гены можно при соблюдении двух условий. Во-первых, модификации должны гарантировать улучшение жизни человека, который разовьется из эмбриона. Во-вторых, редактирование ДНК обязано подчиняться принципам социальной справедливости и равенства: оно не должно провоцировать социальное расслоение или дискриминацию.


3. Что именно мы сможем менять?


В принципе, отредактировать можно что угодно — потенциально можно выбирать даже цвет глаз, всё это уже вышло из рамок научной фантастики. Но в связи с недостаточными фундаментальными исследованиями и большими рисками таких манипуляций пока ещё рано говорить о том, что подобное редактирование уже завтра войдёт в нашу жизнь и круто её изменит.

Прежде чем медицина примет на вооружение методику редактирования человеческого генома — неважно, путём «реставрации» определённого гена, внесения нового гена (gene knock-in) или деактивации «ненужного» гена (gene knock-out) — нужно провести массу исследований, которые снимут все технические и этические вопросы.


Но генная терапия уже существует. Не в смысле манипуляции с самим геном, а с воздействием на его активность. С помощью определённых методик учёные могут заставить ген прекратить «работать», или «замолчать» на определённое время. Сам ген при этом не меняется, но уменьшается, к примеру, количество кодируемого им белка. Учёные очень активно используют данный метод для возможной терапии онкологий, инфекционных и нейродегенеративных заболеваний.