Коли з'являться "дизайнерські" діти
Протягом останніх двох років у Великобританії активно обговорюється можливість редагування генів ембріонів людини. Схоже, британські дослідники нарешті доб'ються свого, і туманний Альбіон стане другою країною світу після Китаю, де буде офіційно проводитися така практика. Дозвіл на експерименти з ембріонами готуються отримати вчені з лондонського Інституту Френсіса Кріка, які вже багато років займаються дослідженнями в області генетики. Якщо офіційні органи, включаючи Британський комітет з етики, схвалять проект, перші досліди почнуться вже влітку нинішнього року.
Китайські піонери
Але все ж першими, хто відредагував людський ембріон, стали китайці. У квітні минулого року в журналі Protein&Cell з'явилася стаття, в якій вчені з Університету Сунь Ятсена в Гуанчжоу описали успішний експеримент щодо зміни генів людських ембріонів за допомогою методики CRISPR/Cas9, яка зараз активно розвивається. Для цього команда під керівництвом Цзюньцзю Хуана використовувала нежиттєздатні людські ембріони, які були отримані з місцевих клінік. Вчені змінили ген, відповідальний за розвиток бета-таласемії — небезпечного генетичного захворювання, що веде до ранньої смерті. Ембріонам ввели ферментний комплекс CRISPR/Cas9, який зв'язується з ДНК у певних її ділянках.
В принципі систему можна запрограмувати на цільове редагування будь-яких генів, але в якості експерименту вчені з Університету Сунь Ятсена вирішили спробувати відредагувати ген, відповідальний за розвиток таласемії. Через два дні після введення ферментів CRISPR з'ясувалося, що у третини ембріонів ферментний комплекс успішно зв'язався з молекулою ДНК в потрібній ділянці, хоча заміщення генетичного матеріалу спостерігалося лише у 20% піддослідних ембріонів. Але навіть такий результат можна вважати успішним, адже технологія довела свою ефективність застосовно до людей. Китайські вчені здійснили потужний прорив у генетиці, показавши, що CRISPR, яка до цього використовувалася лише на тварин, можна застосовувати і на людях. Ця методика корекції генів дозволяє змінювати ДНК з максимальною точністю, задаючи, по суті, будь-які бажані програми: від лікування хвороб до удосконалення зовнішності і розвитку різноманітних талантів і здібностей. Тепер китайські фахівці допрацьовують методику, щоб досягти 100%-ного успіху. Лише після цього, за словами Цзюньцзю Хуана, досліди будуть проводитися на життєздатних людських ембріонах.
Вже кілька років китайці також працюють над ідентифікацією "гена геніальності", який допоможе батькам отримати "розумного ембріона". Після необхідних тестів парам запропонують кращі з 10 або 50 можливих варіантів. Державний банк розвитку Китаю виділив BGI на цю розробку $1,5 млрд. Так що у китайців є всі шанси стати нацією геніїв. Над цим працюють відразу кілька найбільших лабораторій країни при активній підтримці держави.
Виживає найсильніший
Генетичні експерименти з метою створення здорового покоління вже давно в розробці у англійців. Провідні медики країни прагнуть легалізувати відповідні процедури, що дозволяють впливати на гени майбутньої дитини. Вже практикується зачаття за участю трьох батьків (сімейної пари і жінки-донора). Головна мета технології — захистити дитину від можливого розвитку спадкових захворювань. Таку процедуру також рекомендують парам, в яких вік жінки перевищує 40 років.
Найближчим часом, як тільки буде отримано відповідний дозвіл, учені з лондонського Інституту Френсіса Кріка почнуть використовувати CRISPR для контролю роботи генів на етапі раннього розвитку людського організму. Методика буде застосовуватися насамперед для зменшення кількості викиднів та покращення ефективності лікування безпліддя. Як правило, нормально розвиваються менше половини призначених для екстракорпорального запліднення ембріонів, а приживаються в організмі жінки і того менше. У ході експериментів з ембріонами вчені розраховують зрозуміти, в чому причини таких збоїв і як їх можна усунути. Для дослідів планується використовувати "запасні" заморожені ЕКО-ембріони.
Очолила британську наукову групу Кеті Ниакан розповідає, що протягом першого тижня ембріонального розвитку закладаються клітини, які стануть основою тіла майбутньої людини. Уже виявлені деякі гени, що визначають здоров'я клітин. Проте єдиний спосіб переконатися в правильності висновків —відключити ці гени і подивитися, що в результаті відбудеться. За допомогою технології CRISPR вчені відключать гени в одноклітинних ембріонах віком все в один день. Через сім днів дослідники проаналізують, як це вплинуло на розвиток клітин. Так вивчать кілька генів, які вважаються відповідальними за здоров'я людського організму.
За словами Кеті Ниакан, виявлення таких генів істотно підвищить ефективність ЕКО — для процедури будуть відбирати найкращі ембріони. Отримана інформація також допоможе забезпечити оптимальні умови для вирощування ембріонів у перші дні. Методика дозволяє піти набагато далі і вплинути на стать майбутньої дитини. А там і до вибору зовнішності не далеко.
Заручники етики
Завдяки тому, що технологія генетичного редагування CRISPR здатна докорінно змінити медицину, авторитетне видання Science визнало її головним проривом 2015 р. Незважаючи на це, метод викликав у навколонаукових колах чимало суперечок. Зокрема, у грудні пройшов Міжнародний саміт по редагуванню людських генів, на якому було прийнято рішення, що CRISPR/Cas9 не повинна використовуватися для зміни людських ембріонів, яйцеклітин або сперматозоїдів, призначених для подальшої імплантації або зачаття майбутніх дітей. У той же час фахівці не забороняють редагування генів статевих клітин людських ембріонів, призначених для фундаментальних медичних досліджень.
Комітет саміту складався з 12 чоловік, сама зустріч проходила в американської Національної академії наук, інженерії та медицини за участю представників академій США, Британського королівського співтовариства і Китайської академії наук. Вчені зійшлися на думці, що, перш ніж дослідники почнуть масово редагувати гени людських ембріонів, необхідно врегулювати безліч "технічних і етичних питань", забезпечити повну безпеку процедури.
Суть технології генетичного редагування полягає в тому, що змінена запліднена клітина-ембріон потім почне ділитися, продукуючи дочірні клітини з "правильної" ДНК без дефектних генів. Але вчені побоюються, що у відредагованому ділянці геному можуть виникнути непередбачувані мутації. Існує також небезпека того, що потенційний чоловік з отредактированным геномом буде мати потомство, в генах якого можуть знову ж проявитися абсолютно непередбачувані дефекти на різних ділянках ДНК.
Побоювання небезпідставні, але очевидно, що найбільше противників застосування методики CRISPR/Cas9 турбує етична сторона питання. Адже всі потенційні проблеми можна виявити тільки в ході експериментів. Кожен раз, коли піднімається тема корекції ембріона людини, дослідників атакують всілякі світові "етичні комітети і організації, які вважають, що подібні експерименти суто медичними цілями не обмежаться і все рано чи пізно закінчиться створенням "дизайнерських" немовлят. А це неетично.
Великі можливості
Незважаючи на гранично обережні висловлювання експертів Міжнародного саміту з редагування людських генів, вони визнали високу наукову цінність технології CRISPR/Cas9. Очевидно, що у неї дійсно велике майбутнє: методика дозволяє вставляти потрібний ген в чітко задане місце, завдяки чому ДНК можна виправляти гранично точно, не впливаючи на сусідні її ділянки. Про таке досягнення всього кілька років тому ніхто і мріяти не міг.
Технологія вже застосовується для лікування раку та інших захворювань, а також для вирощування донорських органів в організмі тварин. У 2015 р. також пройшли успішні експерименти по застосуванню методики для боротьби з малярією та ожирінням.
А на початку нинішнього року відразу три групи дослідників незалежно один від одного повідомили про успіхи в лікуванні за допомогою CRISPR генетичних захворювань. Точково "виправляючи" гени, мутації в яких ведуть до важких порушень розвитку м'язової тканини, вчені з Університету Дьюка, університету Мічігану і група фахівців під керівництвом одного з піонерів CRISPR-технологій Фена Чзаня, відновили її функціональність у дорослих мишей, які страждали від поширеного генетичного захворювання —миодистрофии.
Тобто технологія активно розвивається і обіцяє абсолютно неймовірні перспективи. Як тільки вона отримає більш широке поширення, з допомогою CRISPR будуть не лише лікувати серйозні захворювання, але і "програмувати" ембріони з заданими параметрами зовнішності, інтелекту, здібностей і т. п. Перед настільки привабливою можливістю навряд чи хто встоїть. Очевидно, що людство стоїть на порозі цієї генетичної революції.
