Сьогодні генні інженери легко можуть вивести люмінесціюючого щура, лису мишу або синій помідор. Всі відомі науці технології по редагуванню генома на рослинах і тваринах проходять досить успішно — а значить, вони потенційно можуть змінювати різні «якості» та характеристики людини. У майбутньому редагування генома ембріона — скажімо, для того, щоб позбавити малюка від синдрому Дауна — дозволить людям отримувати і моральні, і матеріальні переваги. Штука лише в тому, щоб урегулювати законодавчу базу між країнами та етичні питання, що стосуються подібних технологій.


13 вересня ми побували на науково-популярній конференції InScience, де послухали дискусію «Розвиток біотехнологій: етичні питання в генній інженерії». Спікерами виступили кандидат біологічних наук Оксана Півень, глава відділу космічної медицини в NASA Майк Хесс і доктор біологічних наук Нана Войтенко.

З Наною ми пізніше поговорили окремо, поставили їй 3 прості питання про редагування геному та з’ясували, як вже сьогодні вчені можуть «покращувати» гени, щоб люди були здоровішими й сильнішими.


1. Що взагалі знає наука про редагування ДНК ембріона людини?


Після розшифровки генома людини наука володіє відомостями про точкові мутації, коли хвороба, що передається у спадок, викликана заміною навіть одиночної азотистої основи в ланцюжку ДНК.


За останні роки розроблені різні методики зміни генома тварин. Вони досить успішно використовуються для виведення нових ліній лабораторних тварин, особливо мишей, для різних дослідницьких цілей. Однією з новітніх методик, яка на сьогоднішній день вважається найбільш перспективною, є методика CRISPR/Cas9. Вона використовується в дослідженнях для спрямованого редагування генома, і її застосування для зміни генома миші має 100% успіх. Втім, редагування генома людини виявилося набагато складнішим завданням — що цілком природно.

Нещодавно китайські вчені вперше у світі провели експеримент по редагуванню людського генома за допомогою CRISPR/Cas9, і успішно все пройшло тільки у 20% досліджених людських ембріонів. Китайським дослідникам вдалося усунути мутацію, яка призводить до важкого генетичного захворювання — бета-таласемії.


Це продемонструвало, що методика CRISPR/Cas9 може бути успішною для спрямованого редагування генома при такого роду захворюваннях. Однак, перш ніж говорити про клінічне застосування, потрібно провести додаткові дослідження: по-перше, для збільшення відсотка успішності редагування окремих основ ДНК, а по-друге, для вивчення і запобігання можливих побічних ефектів

 

 

За останні два роки кількість таких досліджень зростає лавиноподібно. Вони проводяться не тільки в Китаї: нещодавно дозвіл отримала й одна британська група, є роботи американських і південнокорейських вчених.

 

 

Однак експерименти, які проводяться на людських ембріонах, поки носять суто дослідницький характер, і всі зародки розвивалися не більше 14 днів — з етичних міркувань.


2. А в чому полягають основні складності редагування ДНК? Справа в питаннях етики або технологіях?


Якщо завдання стоїть у тому, щоб редагувати ген, який потім повинен передаватися у спадок, то потрібно проводити зміни в статевих клітинах батьків. Для цього треба знати, які мутації є в геномі матері та батька і з якою ймовірністю вони передадуться у спадок. У такій ситуації зрозуміло, що редагувати — яйцеклітину або сперматозоїд.


Але якщо мова йде про терапію захворювання вже народженої людини, то тут можливе редагування генома так званих соматичних клітин — такі зміни не будуть передаватися у спадок. Виникає проблема з доставкою генетичних конструктів у певний орган вже народженої людини. Наразі в дослідженнях лідирують технології, засновані на використанні вірусів — а точніше, їхніх оболонок, які «начиняються» необхідним генетичним матеріалом, і згодом ним «заражають» потрібні клітини організму. І тут головна складність якраз у доставці — зараз вчені працюють над цим питанням.

Етичні ж проблеми перш за все пов’язані з можливими помилками в редагуванні генома яйцеклітини. В результаті таких помилок народжена людина може бути приреченою на муки або ранню смерть — таке трапляється з генно-модифікованими лініями мишей. Саме з цієї причини заборонено виношувати генетично відредаговані людські ембріони.


Але є вже перші ластівки в просуванні даного питання. Вчені з незалежної британської біоетичної асоціації Nuffield Council офіційно визнали морально й етично допустимим редагування ДНК ембріонів людини. Головна причина їхнього рішення, яке в підсумку, безсумнівно, призведе до врегулювання даного етичного питання, полягає в тому, що технологія редагування генів людини допоможе позбавити майбутніх дітей від невиліковних спадкових хвороб.


3. Що саме ми зможемо міняти?


В принципі, відредагувати можна що завгодно — потенційно можна вибирати навіть колір очей, все це вже вийшло за межі наукової фантастики. Але у зв’язку з недостатніми фундаментальними дослідженнями та великими ризиками таких маніпуляцій поки ще рано говорити про те, що подібне редагування вже завтра увійде в наше життя і круто його змінить.

Перш ніж медицина прийме на озброєння методику редагування людського генома — неважливо, шляхом «реставрації» певного гена, внесення нового гена (gene knock-in) або деактивації «непотрібного» гена (gene knock-out) — потрібно провести масу досліджень, які знімуть усі технічні та етичні питання.

 


Але генна терапія вже існує. Не в сенсі маніпуляції із самим геном, а з впливом на його активність. За допомогою певних методик вчені можуть змусити ген припинити «працювати», або «замовчати» на певний час. Сам ген при цьому не змінюється, але зменшується, наприклад, кількість кодованого ним білка. Вчені дуже активно використовують даний метод для можливої терапії онкології, інфекційних і нейродегенеративних захворювань.