Когда появятся "дизайнерские" дети
На протяжении последних двух лет в Великобритании активно обсуждается возможность редактирования генов эмбрионов человека. Похоже, британские исследователи наконец добьются своего, и туманный Альбион станет второй страной мира после Китая, где будет официально проводиться такая практика. Разрешение на эксперименты с эмбрионами готовятся получить ученые из лондонского Института Френсиса Крика, которые уже много лет занимаются исследованиями в области генетики. Если официальные органы, включая Британский комитет по этике, одобрят проект, первые опыты начнутся уже летом нынешнего года.
Китайские пионеры
Но все же первыми, кто отредактировал человеческий эмбрион, стали китайцы. В апреле прошлого года в журнале Protein&Cell появилась статья, в которой ученые из Университета Сунь Ятсена в Гуанчжоу описали успешный эксперимент по изменению генов человеческих эмбрионов с помощью методики CRISPR/Cas9, которая сейчас активно развивается. Для этого команда под руководством Цзюньцзю Хуана использовала нежизнеспособные человеческие эмбрионы, которые были получены из местных клиник. Ученые изменили ген, ответственный за развитие бета-талассемии — опасного генетического заболевания, ведущего к ранней смерти. Эмбрионам ввели ферментный комплекс CRISPR/Cas9, который связывается с ДНК в определенных ее участках.
В принципе систему можно запрограммировать на целевое редактирование любых генов, но в качестве эксперимента ученые из Университета Сунь Ятсена решили попробовать отредактировать ген, ответственный за развитие талассемии. Через два дня после введения ферментов CRISPR выяснилось, что у трети эмбрионов ферментный комплекс успешно связался с молекулой ДНК в нужном участке, хотя замещение генетического материала наблюдалось лишь у 20% подопытных эмбрионов. Но даже такой результат можно считать успешным, ведь технология доказала свою эффективность применимо к людям. Китайские ученые совершили мощный прорыв в генетике, показав, что CRISPR, которая до того использовалась только на животных, можно применять и на людях. Эта методика коррекции генов позволяет менять ДНК с максимальной точностью, задавая, по сути, любые желаемые программы: от лечения болезней до усовершенствования внешности и развития разнообразных талантов и способностей. Теперь китайские специалисты дорабатывают методику, чтобы достичь 100%-ного успеха. Лишь после этого, по словам Цзюньцзю Хуана, опыты будут проводиться на жизнеспособных человеческих эмбрионах.
Уже несколько лет китайцы также работают над идентификацией "гена гениальности", который поможет родителям получить "умного эмбриона". После необходимых тестов парам предложат лучшие из 10 или 50 возможных вариантов. Государственный банк развития Китая выделил BGI на эту разработку $1,5 млрд. Так что у китайцев есть все шансы стать нацией гениев. Над этим работают сразу несколько крупнейших лабораторий страны при активной поддержке государства.
Выживает сильнейший
Генетические эксперименты с целью создания здорового поколения уже давно в разработке у англичан. Ведущие медики страны стремятся легализовать соответствующие процедуры, позволяющие воздействовать на гены будущего ребенка. Уже практикуется зачатие при участии трех родителей (семейной пары и женщины-донора). Главная цель технологии — защитить ребенка от возможного развития наследственных заболеваний. Такую процедуру также рекомендуют парам, в которых возраст женщины превышает 40 лет.
В ближайшее время, как только будет получено соответствующее разрешение, ученые из лондонского Института Френсиса Крика начнут использовать CRISPR для контроля работы генов на этапе раннего развития человеческого организма. Методика будет применяться прежде всего для уменьшения количества выкидышей и улучшения эффективности лечения бесплодия. Как правило, нормально развиваются меньше половины предназначенных для экстракорпорального оплодотворения эмбрионов, а приживаются в организме женщины и того меньше. В ходе экспериментов с эмбрионами ученые рассчитывают понять, в чем причины таких сбоев и как их можно устранить. Для опытов планируется использовать "запасные" замороженные ЭКО-эмбрионы.
Возглавившая британскую научную группу Кэти Ниакан рассказывает, что в течение первой недели эмбрионального развития закладываются клетки, которые станут основой тела будущего человека. Уже выявлены некоторые гены, определяющие здоровье клеток. Однако единственный способ убедиться в правильности выводов —отключить эти гены и посмотреть, что в результате произойдет. С помощью технологии CRISPR ученые отключат гены в одноклеточных эмбрионах возрастом всего в один день. Через семь дней исследователи проанализируют, как это повлияло на развитие клеток. Так изучат несколько генов, которые считаются ответственными за здоровье человеческого организма.
По словам Кэти Ниакан, выявление таких генов существенно повысит эффективность ЭКО — для процедуры будут отбирать наилучшие эмбрионы. Полученная информация также поможет обеспечить оптимальные условия для выращивания эмбрионов в их первые дни. Методика позволяет пойти гораздо дальше и повлиять на пол будущего младенца. А там и до выбора внешности не далеко.
Заложники этики
Благодаря тому, что технология генетического редактирования CRISPR способна в корне изменить медицину, авторитетнейшее издание Science признало ее главным прорывом 2015 г. Несмотря на это, метод вызвал в околонаучных кругах немало споров. В частности, в декабре прошел Международный саммит по редактированию человеческих генов, на котором было принято решение, что CRISPR/Cas9 не должна использоваться для изменения человеческих эмбрионов, яйцеклеток или сперматозоидов, предназначенных для дальнейшей имплантации или зачатия будущих детей. В то же время специалисты не запрещают редактирование генов половых клеток и человеческих эмбрионов, предназначенных для фундаментальных медицинских исследований.
Комитет саммита состоял из 12 человек, сама встреча проходила в Национальной американской академии наук, инженерии и медицины при участии представителей академий США, Британского королевского сообщества и Китайской академии наук. Ученые сошлись во мнении, что, прежде чем исследователи начнут массово редактировать гены человеческих эмбрионов, необходимо урегулировать множество "технических и этических вопросов", обеспечить полную безопасность процедуры.
Суть технологии генетического редактирования состоит в том, что измененная оплодотворенная клетка-эмбрион затем начнет делиться, продуцируя дочерние клетки с "правильной" ДНК без дефектных генов. Но ученые опасаются, что в отредактированном участке генома могут возникнуть непредсказуемые мутации. Существует также опасность того, что потенциальный человек с отредактированным геномом будет иметь потомство, в генах которого могут опять же проявиться совершенно непредсказуемые дефекты на разных участках ДНК.
Опасения небезосновательные, но очевидно, что больше всего противников применения методики CRISPR/Cas9 беспокоит этическая сторона вопроса. Ведь все потенциальные проблемы можно выявить только в ходе экспериментов. Каждый раз, когда поднимается тема коррекции эмбриона человека, исследователей атакуют всевозможные мировые "этические" комитеты и организации, которые считают, что подобные эксперименты чисто медицинскими целями не ограничатся и все рано или поздно закончится созданием "дизайнерских" младенцев. А это неэтично.
Большие возможности
Несмотря на предельно осторожные высказывания экспертов Международного саммита по редактированию человеческих генов, они признали высокую научную ценность технологии CRISPR/Cas9. Очевидно, что у нее действительно большое будущее: методика позволяет вставлять нужный ген в четко заданное место, благодаря чему ДНК можно исправлять предельно точно, не воздействуя на соседние ее участки. О таком достижении всего несколько лет назад никто и мечтать не мог.
Технология уже применяется для лечения рака и других заболеваний, а также для выращивания донорских органов в организме животных. В 2015 г. также прошли успешные эксперименты по применению методики для борьбы с малярией и ожирением.
А в начале нынешнего года сразу три группы исследователей независимо друг от друга сообщили об успехах в лечении с помощью CRISPR генетических заболеваний. Точечно "исправляя" гены, мутации в которых ведут к тяжелым нарушениям развития мышечной ткани, ученые из Университета Дьюка, Мичиганского университета и группа специалистов под руководством одного из пионеров CRISPR-технологий Фэна Чзаня, восстановили ее функциональность у взрослых мышей, страдавших от распространенного генетического заболевания —миодистрофии.
То есть технология активно развивается и обещает совершенно невероятные перспективы. Как только она получит более широкое распространение, с помощью CRISPR будут не только лечить серьезные заболевания, но и "программировать" эмбрионы с заданными параметрами внешности, интеллекта, способностей и т. п. Перед столь заманчивой возможностью вряд ли кто-то устоит. Очевидно, что человечество стоит на пороге настоящей генетической революции.
