Сюрприз з Шеньчженя. Перші генетично модифіковані люди вже народилися
У квітні 2015 р. китайські вчені вперше у світі успішно відредагували геном людського ембріона в лабораторних умовах. Тоді про створення генетично модифікованих людей заговорило все світове співтовариство, а деякі країни навіть повністю заборонили подібні експерименти. Але в Китаї продовжили працювати в цьому напрямку. І ось через три з половиною роки світове співтовариство осягнув ще більший шок.
25 листопада Цзянькуй Хе, який очолює лабораторію в Південному науково-технологічному університеті в Шеньчжені, заявив, що народилися перші в світі генетично модифіковані люди - дві дівчинки-близнючки. Експериментатор називає їх вигаданими іменами Лулу і Нана, щоб захистити недоторканність їх приватного життя. За його словами, вони народилися здоровими кілька тижнів тому.
Для такого важливого експерименту команда Хе спеціально відібрала кілька людей, які планували процедуру екстракорпорального запліднення. За допомогою редактора геному CRISPR вчені відключили ген CCR5, що має зробити потомство стійкими до віспи, холери та вірусу імунодефіциту людини. "Ген CCR5, який ми обрали, є одним з найбільш вивчених генів. Більше 100 млн людей мають природну генетичну варіацію, яка відключає CCR5, захищаючи їх від ВІЛ. Наша операція відтворює цей варіант, щоб відключити CCR5", - підкреслює лабораторія Хе.
Як зазначає MIT Technology Review, незважаючи на заяви про успіх, наявної інформації недостатньо, щоб говорити про те, що модифікація пройшла успішно і здоров'ю дітей нічого не загрожує. Також у деяких дослідників є питання до редагування гена CCR5. Вважається, що люди без робочих копій цього гена володіють імунітетом або високою стійкістю до ВІЛ-інфекції. Однак це відноситься до тих, хто спочатку не має цього гена. В даному ж випадку ми говоримо про генної інженерії. Так, створення резистентності до ВІЛ може бути досить вагомим мотивом для видалення гена CCR5, але вчені відзначають, що є і більш прості і менш дорогі способи профілактики ВІЛ.
Професор генетики Федір Урнов з Інституту біомедичних наук Алтиус в Сіетлі повідомив, що він вивчив оприлюднені Хе документи, в яких описується хід експерименту. "Дані, які я розглянув, узгоджуються з тим фактом, що редагування дійсно було. Але щоб це перевірити, потрібно самостійно вивчити їх ДНК", - зазначив професор. Він також підкреслив, що "зараз немає яскравої медичної необхідності в редагуванні генів ембріонів".
Як і у всіх спірних ситуаціях, світове наукове співтовариство розділилося. Поки одні з оптимізмом дивляться в майбутнє, інші вказують на потенційні небезпеки у створенні генетично модифікованих людей. "Технологія в принципі готова для використання на людських ембріонах. Але ми повинні розуміти, що внесені зміни будуть успадковані майбутніми поколіннями і можуть в кінцевому підсумку вплинути на весь генофонд. Ми ніколи не робили нічого, що змінить гени людської раси, і ніколи не робили нічого, що буде мати наслідки, які будуть тривати протягом поколінь", - попереджає лауреат Нобелівської премії по фізіології і медицині за 1975 р., колишній президент Каліфорнійського технологічного інституту Девід Балтімор.
Nature пише, що спочатку Хе працював з мишами і мавпами в спробах відключити ген CCR5, який кодує білок, що дозволяє ВІЛ проникнути в клітину. Про свій експеримент з людськими ембріонами Хе повідомив держава лише 8 листопада - набагато пізніше, ніж сам експеримент почався. При цьому його учасники знали лише те, що Хе розробляє вакцину від СНІДУ, - неочевидно, що вони дійсно розуміли всі ризики.
Пологи проводилися в Shenzhen HarMoniCare women's and children's Hospita. Але представники лікарні заявили, що не знають про експеримент. Зараз лікарня перевіряє справжність документів, які їй надав Хе. Південний науково-технологічний університет, де знаходиться лабораторія Хе, теж заявив, що експеримент проводився без його відома, і уточнив, що з лютого Хе перебуває в неоплачуваній відпустці. Зараз керівництво університету має намір провести власне розслідування цієї історії.
Багато вчені розкритикували Хе за проведення такого експерименту. Один з творців технології редагування геному CRISPR Фен Чжан заявив, що необхідно ввести глобальний мораторій на імплантацію відредагованих ембріонів і народження генетично модифікованих дітей.
Джойс Харпер, що займається вивченням жіночого та репродуктивного здоров'я в Університетському коледжі Лондона, заявила, що експеримент Хе - "передчасний, небезпечний і безвідповідальний". За її словами, необхідні ще роки досліджень, щоб показати, що втручання в геном не завдає шкоди ембріону. Має бути створене відповідне законодавство та проведено громадське обговорення, перш ніж редагування геному буде застосовуватися до ембріонам, призначеним для імплантації, каже Харпер.
Втім, нещодавні соціологічні дослідження, проведені в різних частинах світу, показують, що громадськість підтримує редагування геному у ембріонів, якщо воно оберігає від хвороб. Так, у грудні 2017 р. Наффилдсовский рада з біоетики (Великобританія) опублікував результати опитування 319 осіб. Майже 70% респондентів схвалюють редагування геному, якщо це дозволяє безплідним парам мати дітей або якщо це дозволяє подружній парі виправити хвороботворну мутацію у ембріона.
У липні 2018 р. Pew Research Center оприлюднив результати масштабного опитування, в якому взяли участь 2537 американців. З них 72% вважають прийнятним зміна генетичних характеристик ненародженої дитини для лікування серйозного захворювання або стани, що дитина буде мати при народженні. Дещо менша частка респондентів, 60%, підтримує редагування генів ембріона, щоб знизити ризик розвитку серйозного захворювання або стану протягом життя майбутньої дитини. Але лише 19% американців кажуть, що було б доцільно використовувати редагування генів, щоб зробити дитину більш розумним.
Схожу картину показав ще більш крупний опитування 4196 китайських громадян, результати якого оголосив Університет Сунь Ятсена три тижні тому. 65% опитаних хотіли б використовувати генне редагування, якщо генетичний тест скаже, що у них може розвинутися тяжкий або смертельне захворювання. І майже стільки ж, 62%, респондентів висловили згоду застосувати генне редагування до своєї власної дитини, якщо б у нього виявилося смертельне генетичне захворювання. При цьому більш ніж дві третини китайців вважають, що генна терапія повинна бути легалізована для лікування серцево-судинних захворювань, продовження тривалості життя, усунення мутацій, що викликають рак, зниження генетичних ризиків деменції і таласемії, а також профілактики ВІЛ. Але переважна більшість респондентів проти використання редагування геному для підвищення IQ, поліпшення спортивних здібностей або зміни кольору шкіри.
Можливості CRISPR розширилися уп'ятеро
Редактор геному CRISPR став дуже важливим інструментом в медичних дослідженнях і в кінцевому підсумку може мати значний вплив на різні галузі: від сільського господарства до лікування цілого оберемка спадкових захворювань. Правда, він поки ще далекий від досконалості, але все може змінитися завдяки новій модифікації.
Справа в тому, що зараз використовується зв'язка CRISPR-Cas9, в якій остання частина виступає в якості "системи наведення" на певний ділянку молекули ДНК. Cas9, або, якщо точніше, Streptococcus Руодепеѕ Cas9 (SpCas9), в силу своєї структури дуже сильно обмежений у кількості ділянок ДНК, на які він може орієнтуватися. Сумарно це менше 10% всього геному.
Група дослідників з Массачусетського технологічного інституту на чолі з професором Джозефом Джейкобсоном використовувала обчислювальні алгоритми, щоб визначити, чи існують які-небудь ферменти, аналогічні SpCas9, але з більш широкими можливостями. В результаті група виявила набагато більш цікавий фермент Streptococcus Сапіѕ Cas9. Його скорочена назва ScCas9 лише однією літерою відрізняється від SpCas9. На рівні нуклеотидів - букв генетичного алфавіту - головна відмінність між ними теж полягає лише в одній букві. Новий фермент ScCas9, на відміну від свого старого "брата" SpCas9, для прикріплення до ДНК потребує все в одному G-нуклеотиді замість двох. І це спрощення дає нового ферменту, а з ним і редактору CRISPR, доступ до майже половині геному. За словами авторів дослідження, завдяки новій модифікації CRISPR можна буде використовувати для боротьби з багатьма генетичними хворобами, проти яких цей метод раніше був безсилий.