67 гостей
Замовити дитини у генетичного дизайнера
У США вперше підправили геном ембріона людини.
Знайшовши юридичну лазівку, вченим вдалося провести сенсаційний «заборонений» експеримент на 58 ембріонах з важким уродженим захворюванням - гіпертрофічною кардіоміопатією, аномальним потовщенням серцевого м'яза, смертність при якому при відсутності лікування може досягати 50% в рік. В результаті генетичної модифікації вдалося отримати 72% здорових ембріонів.
Через кілька днів зародки, звичайно, були знищені.
Це перший випадок редагування генома людського ембріона в США, що знаменує старт нової і, ймовірно, скандальної епохи в медицині.
Що це обіцяє
Експеримент американців виявився в центрі уваги, оскільки дослідники займалися редагуванням зародкової лінії - т. Е. Генів, які можуть передаватися наступним поколінням. Автори роботи називають кінцевою метою своїх зусиль створення методики коригування генів ембріона людини, які провокують різні захворювання.
Керівник команди - вчений казахського походження, етнічний уйгур Шухрат Міталіпов, професор Орегонського університету, перший в світі в 2009 р клонувати мавп, щиро сподівається, що нову технологію після удосконалення будуть застосовувати в терапії генетичних недуг найширшого спектра. Найближчим часом його команда має намір перевірити ефективність підходу на мутації гена BRCA, що викликає рак грудей.
Експерти визнають - лікувати ембріон набагато зручніше, ніж дорослої людини або навіть новонародженого. На самих ранніх стадіях ембріонального розвитку потрібно відкоригувати лише кілька клітин. А ось кількість клітин сформованого організму обчислюється трильйонами.
Крім лікування хвороб, технологія теоретично може застосовуватися і для створення організмів, в тому числі людей, із заданими параметрами, свого роду «дизайнерських моделей».
Як це працює
Минулий експеримент - найсвіжіша демонстрація можливостей лабораторного інструменту генетики CRISPR. «Молекулярні ножиці» дозволяють розсовувати межі можливостей в питанні маніпуляції життям, але навіть в науковому співтоваристві цей інструмент оцінюють по-різному: одні з захопленням, інші з неприхованим жахом.
Якщо дуже сильно спрощувати, то CRISPR - це відкрита зовсім недавно система захисту бактерій і деяких інших одноклітинних від інфекцій. Вона дозволяє їм обмінюватися «корисними» генами. Це свого роду фундамент швидко адаптується імунної системи, існування якої в чистому вигляді в одноклітинних вважалося неможливим - просто тому, що така система вимагає безлічі працюючих разом клітин. До речі, це відкриття саме по собі стало не поміченою широкими масами сенсацією і революцією в біології і розумінні еволюції.
Не в останню чергу завдяки механізму CRISPR, який представляє собою ряд генетичних повторів в ланцюжку ДНК, бактеріям вдається так стрімко адаптуватися до найсильніших антибіотиків - набагато швидше, ніж розраховували раніше медики. Крім того, молекулярна машина CRISPR дозволяє буквально різати гени вірусів, що вишикувалися в геном бактерії. Шматки вірусного ДНК переможеного ворога вставляються вже в потрібне місце геному, бактерія набуває імунітет проти конкретного ворога і передає його нащадкам.
У 2013 р вчені на основі нових даних змогли створити CRISPR-технологію, що дозволяє редагувати ДНК. Технологія виявилася порівняно дешевої, надзвичайно потужної і дуже багатообіцяючою.
Раніше для генетичних модифікацій доводилося вводити потрібні ДНК-конструкції в клітини, при цьому місце, куди в геном потрапить вводиться ділянку, було найчастіше випадковим. Старі методики дозволяли давати модифікуються організму нових властивостей (після відбору життєздатних зразків), але не коригувати поломки дефектних генів.
Технологія CRISPR працює інакше. Вона дозволяє розрізати геном точно в потрібному місці і вбудовувати вводиться послідовність з неймовірною точністю. Крім того, це свого роду універсальний інструмент - генетичним інженерам немає більше потреби винаходити для кожного завдання складний унікальний прийом, який більше ніколи і ніде не знадобиться.
Експерименти на тваринах тут же показали можливість корекції генетичних захворювань: вчені, наприклад, навчилися рятувати мишей від міодистрофії Дюшена, а компанія Editas Medicine оголосила про збір коштів на створення методики лікування за допомогою CRISPR сліпоти у людини, викликаної генетичним захворюванням сліпота Лебера десятого типу.
Але що ж зробила команда Шухрата Міталіпова? Американські вчені запліднили яйцеклітини 12 здорових жінок-донорів спермою волонтера - носія дефектного гена MYBPC3, провокуючого гипертрофическую кардиомиопатию. Було отримано 58 ембріонів, яких намагалися «лікувати», і 19 контрольних ембріонів. Як і пророкують шкільні підручники біології, половина контрольних ембріонів містила шкідливі мутації, половина була від них вільна.
Шухрат Міталіпов: найкраще вилікувати дитину, поки він не зачатий
Редагування експериментальних ембріонів проводилося під час запліднення - це дозволило уникнути важких побічних ефектів. В результаті 42 ембріона з 58 виявилися «здорові». Але 72,4% ефективності - це трохи лукава цифра, оскільки навіть без втручання половина ембріонів не несло б дефектного гена. Фактично успішна корекція ДНК сталася в 22,4% пошкоджених ембріонів.
Проте це значний успіх.
Тут варто визнати, що заради демонстрації успіху вчені з США пішли на невелику хитрість. Як захворювання було вибрано таке, яке викликається однією копією гена - тобто домінантне. Лагодити ДНК за допомогою гена-заплатки поки виходить - мутація виправляється за рахунок ДНК яйцеклітини, яка спочатку в даному випадку обрана «правильної».
Як тут же помітили критики, таке «лікування» не має практичного сенсу - адже можна просто відібрати здоровий ембріон, їх все одно виходить половина.
Але це, звичайно, лише відпрацювання технології, початок шляху. Причому шляху не тільки медичного.
Не зовсім перші
До того, як авторитетний науковий журнал Nature опублікував 2 серпня результати американського експерименту, було відомо всього про три подібні спроби генетичної модифікації людських ембріонів в світі - і всі вони проводилися в Китаї. Перший досвід датується 2015 р
Дослідники тоді намагалися за допомогою CRISPR-технології виправити мутацію в гені Я-глобіну, що приводить до розвитку важкого захворювання Я-таласемії (в клінічній картині - деформований череп, розумова і фізична недорозвиненість). Це захворювання, на відміну від обраного американцями, рецессивное - т. Е. Мутантний ген повинен бути успадкований від двох батьків. Китайцям вдалося продемонструвати лише 7,4% успішної лагодження генома. З 86 запліднених ембріонів вижив 71, а 54 були відібрані на аналіз. У 28 з 54 вдалося розрізати ДНК в потрібному місці, але тільки в чотирьох випадках в місце розриву вдалося успішно вставити латочку зі здоровим геном.
При цьому виявилося дуже велика кількість побічних ефектів, на зразок нецільових розривів в ДНК (вони викликають нові мутації) і так званого мозаїцизму - коли навіть з відредагованого матеріалу можуть виникнути ембріони, у яких в частині клітин (не у всіх!) Є дефектні гени.
Одна з найсерйозніших проблем, що стоять перед вченими, - заборона на генетичні експерименти з людськими ембріонами, який введений в багатьох країнах світу. Наприклад, перший звіт про китайських дослідах відмовився публікувати той же Nature - з етичних міркувань. Такі обмеження можуть призвести до величезного розриву в розробці новітніх медичних технологій з тими державами, де влада не настільки педантичні.
Загроза такого відставання настільки жахливо, що на початку цього року Національна академія наук США закликала дозволити редагування ембріонів для виправлення шкідливих мутацій.
Групі Міталіпова вдалося обійти формальну заборону експериментів з зародками людини. Юристи змогли так трактувати документи, що заборона поширюється лише на досліди, які проводяться із залученням державних коштів. Оскільки дослідження американських вчених фінансувалося через приватні структури, норма держрегулювання на нього ніби як не поширюється.
Шухрат Міталіпов, щоб не потрапити під хвилю критики дилетантів, особливо підкреслив, що команда «не редагував і нічого не модифікувала - мета нашої програми полягає тільки в коригуванні мутантних генів».
Комітет Національної академії наук США не тільки захищає вчених, але всіляко применшує можливості технології, стверджуючи, що «ні про яку зорі епохи« дизайнерських дітей »говорити поки не доводиться».
Проте навіть генетики застерігають, що безконтрольне використання генної інженерії небезпечно. Найбільш відомим стало опубліковане в 2015 р відкритого листа, підписаного одним з творців інструменту CRISPR Дженніфер Дудной, нобелівським лауреатом Дейвідом Балтімором і ще 16 авторитетними вченими. Вони попередили про те, що терапія генетичних захворювань в майбутньому загрожує різними непередбачуваними наслідками - для організму людини, для суспільства і навіть для екології.
А експерти американського «Центру генетики і суспільства» впевнені, що дослідження в Орегоні в результаті увінчаються появою в центрах планування сім'ї принципово нової послуги - «генетичного апгрейда для тих, хто в змозі собі це дозволити».
Втім, до подібного сценарію ще як мінімум десятиліття. Основна проблема навіть не в нинішньому недосконалість технології і не в тому, що її застосування можливе лише при «пробіркових зачатті». Навіть в кращому випадку з її допомогою можна буде виправляти дефекти, спричинені лише одним геном. У той же час більшість параметрів людського організму кодуються величезною кількістю генів, спільна робота яких все ще зовсім не відома.
Але поки людині все ще залишається доступний древній спосіб генетичного конструювання своїх майбутніх дітей - за допомогою правильного підбору партнера.
Шановні читачі, PDF-версію статті можна скачати тут ...
Але що ж зробила команда Шухрата Міталіпова?
