Комфортная антиутопия: как мир примиряется с генной модификацией людей
Двойняшки, которым запрограммировали иммунитет к ВИЧ на генетическом уровне, родились пять месяцев назад. Тогда научное сообщество раскритиковало подобные исследования. Теперь Всемирная организация здравоохранения призывает ученых поделиться опытом. За тем, как из антиутопии генная инженерия превращается в норму, наблюдают «Известия».
В ноябре 2018 Хэ Цзянькуй (He Jiankui), китайский ученый из Южного университета науки и технологий в Шэньчжэне, рассказал о рождении близняшек с измененным геномом. Чтобы защитить детей от ВИЧ, он был отредактирован во время беременности.
Задачей ученого было «отключить» ген CCR5, который связан с формированием белка, позволяющего вирусу попасть в клетку. Хэ работал с парами, в которых ВИЧ-положительными были только мужчины. Они принимали препараты и потому были незаразны. Геном был изменен в 16 эмбрионах, из них 11 были использованы для искусственного оплодотворения. Одна женщина в результате забеременела. Обе копии гена CCR5 удалось изменить лишь у одной из близняшек. У второй отредактирована одна копия, так что она может в будущем заразиться ВИЧ. Позже Хэ заявил, что еще одна женщина ждет ребенка с отредактированным геномом.
Об этой работе ученый рассказал на Втором международном саммите по генетическому редактированию человека в Гонконге. И хотя отдельные коллеги поддержали его исследования, большинство отнеслось к ним негативно.
Отредактированные дети
Ведущий конференции в Гонконге нобелевский лауреат Дэвид Балтимор (David Baltimore) назвал эксперимент безответственным. «Отключение» гена CCR5 повышает опасность заражения лихорадкой Западного Нила и другими вирусными заболеваниями, а также увеличивает вероятность смерти от гриппа. «Я не думаю, что в этом была медицинская необходимость. Список заболеваний [к которым в результате эксперимента снизилась сопротивляемость двойняшек], который был озвучен во время дискуссий, вызывает гораздо больше опасений», — заявил Балтимор.
Неприемлемым назвала эксперимент и Дженнифер Дудна (Jennifer Doudna), одна из создательниц технологии редактирования генома CRISPR/Cas9, которую, предположительно, использовал Хе. Коллега Дудны Фэн Чжан также поддержал мораторий на имплантацию отредактированных эмбрионов.
Вскоре от исследований Хэ открестился его университет. На сайте появилось объявление о том, что он не ставил руководство в известность о своей работе. И вообще с февраля 2018 года по январь 2021-го находится в неоплачиваемом отпуске. Раздел, посвященный работе с детьми, на сайте лаборатории самого Хэ недоступен. И он не выпустил ни одной статьи об исследовании в рецензируемом научном журнале, хоть и говорил на конференции, что статья передана в одну из редакций. Так что все сведения об успехе эксперимента основаны на выступлении в Гонконге и интервью Associated Press. В университете, как и в больнице, которая якобы одобрила исследования, отметили, что шокированы произошедшим и проводят собственные расследования.
Непонятно и на чьи деньги проводился эксперимент. На саммите Хэ отказался отвечать на этот вопрос. Позже в одном из интервью сказал, что работа финансировалась на частные средства.
Финалом скандала стало заявление правительства Китая о запрете редактирования генома эмбрионов. Подобный запрет до этого был введен во многих странах. Из-за этого Китай и был выбран местом эксперимента Хэ и его бывшим научным руководителем, физиком и биоинженером Майклом Димом (Michael Deem) из Университета Райса в Хьюстоне.
Сюй Нанпин, вице-министр Китая по науке и технологиям
Эксперимент перешел грань морали и этики, которых придерживается академическое сообщество, и оказался шокирующим и неприемлемым.
Ген на милость
За пять месяцев, прошедших с тех пор, отношение к редактированию генома в научном сообществе изменилось. Резкое осуждение превратилось в острожный интерес.
Сторонники китайских опытов были с самого начала, пусть и в меньшинстве. Например, гарвардский генетик Джордж Черч (George Church), обративший внимание на то, что ВИЧ — растущая угроза для человечества. Или заведующий лабораторией эпигенетики развития Института цитологии и генетики СО РАН Сурен Закиян. По его словам, если заявления Хэ правда, «то это колоссальный прорыв для фундаментальной науки».
Тут надо отметить, что вопрос о том, реально ли Хэ достиг успеха, остается открытым. Все личные данные участников эксперимента конфиденциальны.
Больше того, вскоре после скандала выяснилось, что подобными исследованиями занимаются ученые во многих странах. В том числе в России с 2017 года в Национальном медицинском исследовательском центре имени Кулакова.
Денис Ребриков, заведующий лабораторией редактирования генома Национального медицинского исследовательского центра имени Кулакова
В рамках нашей исследовательской работы, продолжающейся с начала 2017 года, мы вносим в геном зиготы такую же модификацию, что и Хэ, с той лишь разницей, что мы не подсаживаем полученные эмбрионы пациенткам.
Отказ от выращивания эмбрионов с отредактированным геномом заведующий лабораторией редактирования генома Денис Ребриков объяснил тем, что побочные эффекты не изучены. И этически эта технология оправдана только для планирующих беременность ВИЧ-положительных женщин с плохим ответом на антиретровирусную терапию.
В феврале 2019 года в американском рецензируемом журнале Cell вышла статья о позитивном побочном эффекте редактирования генома. Тесты показали, что удаление у мышей того самого гена CCR5 улучшает их когнитивные (познавательные) функции. Также ученые выяснили, что люди, у которых CCR5 отсутствует из-за естественной мутации, быстрее восстанавливаются после инсульта.
Одна из авторов статьи, Альчино Сильва (Alcino Silva) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, подчеркнула, что последствия от такого воздействия известны пока только для мышей. Так что ученые сконцентрировались на разработке препаратов, которые смогут блокировать этот ген у пациентов, проходящих реабилитацию после инсульта.
В апреле авторы другого исследования побочных эффектов редактирования генома отозвали статью из британского научного журнала Nature Methods. За год с момента публикации ее несколько раз критиковали за некорректную постановку эксперимента. Ученые из Стэнфордского и Колумбийского университетов сравнивали мышей с отредактированным геномом с другими мышами той же линии (так называют группы искусственно выведенных мышей). И пришли к выводу, что мутацию, приводящую к слепоте, можно вылечить с минимальным количеством побочных эффектов. Научное сообщество, среди прочего, указало на то, что сравнивать подопытных нужно было с их родителями. В таком случае в геноме после тестов обнаруживается более 100 крупных мутаций. В новой публикации ученые признают, что их начальные выводы ошибочны. Однако с отзывом статьи согласились только двое из шести авторов.
Редактирование генома отдельных клеток с помощью системы CRISPR/Cas9 по всему миру продолжается. В Китае, где запретили менять геном эмбриона, пациентам вводят модифицированные лимфоциты в качестве иммунотерапии рака. Тестировать технологию по борьбе с этим заболеванием на 18 добровольцах начали в США еще в январе 2018 года. А на 2019 год в Соединенных Штатах и Европе запланировано начало клинических испытаний по редактированию стволовых клеток крови для лечения бета-талассемии и серповидноклеточной анемии (связанных с гемоглобином заболеваний).
Кстати, в Великобритании, где в 2016 году было разрешено в исследовательских целях редактировать геном эмбрионов человека, запрет после истории с китайскими двойняшками так и не был введен. И там в том же 2016 году на свет появился ребенок, родителями которого можно считать трех человек. Исследования, которые к этому привели, очевидно, велись до официального разрешения.
Российские ученые планируют заняться редактированием генома у живого человека в ближайшие три-четыре года, сообщила в августе прошлого года «РИА Новости» сотрудник лаборатории мутагенеза ФГБНУ «Медико-генетический научный центр», кандидат медицинских наук Светлана Смирнихина.
Экономика против этики
Через несколько дней после того, как правительство Китая запретило редактировать геном эмбрионов, глава Всемирной организации здравоохранения Тедрос Адханом Гебрейесус призвал обсудить возможные последствия использования генной инженерии. И отметил, что надо начать обсуждение с того, стоит ли вообще подобное обсуждать, так как «есть большая часть населения, которая говорит: «Не надо это трогать».
И вот несколько дней назад эксперты ВОЗ пришли к выводу, что обсуждать, как и трогать, нужно. Они призвали создать регистр проводимых в мире исследований в сфере редактирования генов человека. И надеются на дискуссию с учеными, чтобы «лучше понять технические условия и нынешние мероприятия в сфере управления» исследованиями. Также ВОЗ будет проводить консультации с общественниками, группами пациентов, специалистами по этике и учеными в области социальных отношений.
По мнению профессора юриспруденции в Стэнфорде Хэнка Грили (Henry T. Greely), вопрос, когда ученым позволят улучшать людей, связан не столько с этикой, сколько с экономикой. Общественное мнение может измениться, если какая-нибудь крупная фармацевтическая компания начнет работать в этой сфере. И достаточно будет нескольких ярких маркетинговых кампаний под лозунгом «Мы изменим ваших детей», а также социологических опросов, посвященных праву родителей убирать возможные наследственные заболевания у потомков.
Правда, Грили полагает, что произойдет это нескоро. Пока технология CRISPR слишком сложна. И крупные игроки не будут заниматься незаконными исследованиями, чтобы спрогнозировать возможную выгоду.
Есть успехи с CRISPR и у сельского хозяйства. Так, в Китае удалось создать свиней с пониженным содержанием жира после замены части генов генами мышей. А американская компания Monsanto планирует использовать CRISPR, чтобы вывести новые сорта растений, более урожайные и устойчивые к экстремальным условиями среды.
CRISPR, или короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами, обнаружили в Японии еще в 1980-е годы. Но догадались, как использовать особенности генома этой бактерии, только в 2010-е французские генетики Филипп Хорват (Philippe Horvath), Эммануэль Шарпентье (Emmanuelle Marie Charpentier) и их американская коллега Дженнифер Дудна (Jennifer Doudna).
Отличие CRISPR/Cas9 от других способов генного редактирования в том, что изменения ДНК можно четко направлять. Раньше конструкцию клетки изменяли, не имея возможности предсказать, куда встанет новая последовательность. К тому же невозможно было изменить существующие свойства организма — только добавить новые.
В CRISPR/Cas9 есть специальный фермент, который разрывает нужно место в геноме. Cas в названии — это белок, участвующий в разрушении клеток. Когда организм начинает восстанавливать клетку, он ищет для этого нужные последовательности в соседних геномах. По технологии, клетка должна найти ее в ферментах, которые ввели в организм генетики.
Редактирование людей: как и зачем ученые проводят операции с геномом
Каждый из живых организмов на Земле носит в клетках наследственный материал своих предков. Эти данные называются геномами, и они нужны непосредственно для создания и поддержания деятельности организма. Генная инженерия работает над изменениями в наследственной информации. Рассказываем, что происходит с редактированием геномов прямо сейчас.
Читайте «Хайтек» в
Применение генной инженерии в научных исследованиях
Для изучения функции того или иного гена может быть применён нокаут гена. Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации.
Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, измененный так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Основные методы реализации: цинковый палец, морфолино и TALEN.
Для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а измененные клетки имплантируют в бластоцисту суррогатной матери. У плодовой мушки дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Сходным способом получают нокаут у растений и микроорганизмов.
Логичным дополнением нокаута является искусственная экспрессия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются.
Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортерным элементом, например, с геном зеленого флуоресцентного белка GFP. Этот белок, флуоресцирующий в голубом свете, используется для визуализации продукта генной модификации.
Хотя такая техника удобна и полезна, её побочными следствиями может быть частичная или полная потеря функции исследуемого белка. Более изощрённым, хотя и не столь удобным методом является добавление к изучаемому белку не столь больших олигопептидов, которые могут быть обнаружены с помощью специфических антител.
В таких экспериментах задачей является изучение условий экспрессии гена. Особенности экспрессии зависят прежде всего от небольшого участка ДНК, расположенного перед кодирующей областью, который называется промотор и служит для связывания факторов транскрипции.
Этот участок вводят в организм, поставив после него вместо собственного гена репортерный, например, GFP или фермента, катализирующего легко обнаруживаемую реакцию. Кроме того, что функционирование промотора в тех или иных тканях в тот или иной момент становится хорошо заметным, такие эксперименты позволяют исследовать структуру промотора, убирая или добавляя к нему фрагменты ДНК, а также искусственно усиливать его функции.
Зачем нужна генная инженерия человека
В применении к человеку генная инженерия могла бы применяться для лечения наследственных болезней. Однако, технически, есть существенная разница между лечением самого пациента и изменением генома его потомков.
Задача изменения генома взрослого человека несколько сложнее, чем выведение новых генноинженерных пород животных, поскольку в данном случае требуется изменить геном многочисленных клеток уже сформировавшегося организма, а не одной лишь яйцеклетки-зародыша. Для этого предлагается использовать вирусные частицы в качестве вектора.
Вирусные частицы способны проникать в значительный процент клеток взрослого человека, встраивая в них свою наследственную информацию; возможно контролируемое размножение вирусных частиц в организме. При этом для уменьшения побочных эффектов учёные стараются избегать внедрения генноинженерных ДНК в клетки половых органов, тем самым избегая воздействия на будущих потомков пациента.
Также стоит отметить значительную критику этой технологии в СМИ: разработка генноинженерных вирусов воспринимается многими как угроза для всего человечества.
С помощью генотерапии в будущем возможно изменение генома человека. В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах.
Долгое время генетическая инженерия обезьян сталкивалась с серьёзными трудностями, однако в 2009 году эксперименты увенчались успехом: в журнале Nature появилась публикация об успешном применении генноинженерных вирусных векторов для излечения взрослого самца обезьяны от дальтонизма. В этом же году дал потомство первый генетически модифицированный примат (выращенный из модифицированной яйцеклетки) — обыкновенная игрунка ( Callithrix jacchus).
Хотя и в небольшом масштабе, генная инженерия уже используется для того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с некоторыми разновидностями бесплодия. Для этого используют яйцеклетки здоровой женщины. Ребёнок в результате наследует генотип от одного отца и двух матерей.
Однако возможность внесения более значительных изменений в геном человека сталкивается с рядом серьёзных этических проблем. В 2016 в США группа учёных получила одобрение на клинические испытания метода лечения рака с помощью собственных иммунных клеток пациента, подвергаемых генной модификации с применением технологии CRISPR/Cas9.
В конце 2018 года в Китае родились двое детей, геном которых был искусственно изменён (выключен ген CCR5) на стадии эмбриона методом CRISPR/Cas9, в рамках исследований, проводимых с 2016 года по борьбе с ВИЧ. Один из родителей (отец) был ВИЧ-инфицированным, а дети, по заявлению, родились здоровыми.
Поскольку эксперимент был несанкционированным (до этого все подобные эксперименты на человеческом эмбрионе разрешались только на ранних стадиях развития с последующим уничтожением экспериментального материала, то есть без имплантации эмбриона в матку и рождением детей), ответственный за него учёный не предоставил доказательств своим заявлениям, которые были сделаны на международной конференции по редактированию генома.
В конце января 2019 года властями Китая были официально подтверждены факты проведения данного эксперимента. Тем временем учёному было запрещено заниматься научной деятельностью и он был арестован.
Как редактируют человеческий геном?
«Цинковые пальцы» встречаются и в составе человеческих белков. Благодаря этому методу можно сконструировать цепь ZFN так, что она будет узнавать определённый участок ДНК. Это дает возможность точечного воздействия на заданные участки в составе сложных геномов.
Домены «цинковые пальцы» встречаются в составе человеческих факторов транскрипции – белков, регулирующих процесс синтеза РНК с матрицей ДНК. При создании искусственных нуклеаз можно сконструировать цепочку из «цинковых пальцев» так, что она будет узнавать определенный участок ДНК.
Если такая цепочка будет достаточно длинной, она может распознавать относительно протяженные последовательности ДНК, состоящие из ряда тринуклеотидных фрагментов. Это означает реальную возможность точечного воздействия на заданные участки в составе больших сложных геномов.
Однако у метода «цинковых пальцев» обнаружились и серьезные недостатки: во-первых, это не вполне строгое распознавание тринуклеотидных повторов, что приводит к заметному числу расщеплений ДНК в «нецелевых» участках.
Во-вторых, метод оказался весьма трудозатратным и дорогостоящим, поскольку для каждой последовательности ДНК необходимо создать свою оптимизированную белковую структуру zinc-finger нуклеазы. Поэтому система «цинковые пальцы» широкого распространения не получила.
В 2011 году журнал Nature Methods назвал систему TALEN (Transcription Activator-like Effector Nucleases) «методом года» благодаря широкому спектру возможных применений в разных областях фундаментальной и прикладной науки.
TALEN — один из способов направленного внесения разрыва в ДНК с последующим его «залечиванием» — для выключения генов у мышей. Сразу после них эту технологию применили для внесения в мышиный геном мутации, приводящей к развитию одного из наследственных синдромов. Авторам метода моделирования генетически обусловленных болезней удалось не только «испортить» мышиный геном, но и исправить его обратно.
Метод обеспечивает точное воздействие на заданные участки ДНК и может быть использован практически в любой современной молекулярно-биологической лаборатории.
В основе этой системы — особые участки бактериальной ДНК — CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, или короткие палиндромные кластерные повторы). Разделяют эти повторы спейсеры — короткие фрагменты чужеродной ДНК. Последние встраиваются в геном после того, как ДНК рекомбинирует с её геномом.
Примеры редактирования человека
Заболевание 44-летнего жителя Аризоны Брайана Мадо проявилось еще в раннем детстве. Оно неизлечимо и наследуют его в основном мужчины. Мукополисахаридоз II типа — это метаболическое расстройство: у людей с ним есть мутация в гене, ответственном за производство фермента, который участвует в расщеплении сложных углеводов. В итоге они накапливаются в клетках и вызывают многочисленные патологии органов.
Мужчина решил принять участие в клиническом испытании нового метода — генной терапии. Это лишь первая фаза исследования, а всего до регистрации терапии (то есть до разрешения применять этот метод для всех больных с синдромом Хантера) их должно быть три.
Метод, который использовали в случае Брайана Мадо, позволяет редактировать геном прямо в теле человека — и при этом достаточно точно попадать в конкретный участок ДНК. Редактирование происходит с помощью так называемых «цинковых пальцев».
Китайский исследователь Хэ Цзянькуй отредактировал геномы человеческих эмбрионов перед процедурой искусственного оплодотворения, в результате чего на свет появились двое детей с измененной ДНК.
С помощью системы CRISPR/Cas9 исследователь отредактировал геномы эмбрионов семи пар во время репродуктивного лечения. В результате одной из беременностей от здоровой матери и ВИЧ-инфицированного отца родились две девочки-двойняшки с измененной ДНК. Хэ Цзянькуй пояснил, что удалил у детей ген CCR5, благодаря чему они получили пожизненный иммунитет к ВИЧ.
Для восстановления зрения можно использовать оптогенетические технологии, с помощью которых работой нейронов можно управлять с помощью светочувствительных белков бактерий и вспышек лазера.
Руководствуясь этой идеей, биологи создали вирус, который может проникать в ганглионарные нейроны. Эти нервные клетки отвечают за передачу сигналов из сетчатки в мозг человека. Попавший в ганглионарный нейрос вирус заставляет его производить подобные сигнальные молекулы. Однако эта процедура не возвращает зрение сама по себе, так как белки бактерий реагируют на свет не так, как палочки и колбочки сетчатки.
Чтобы решить эту проблему, профессор Базельского университета Ботонд Роска и профессор Питтсбургского университета Хосе Сахель создали специальные очки, которые преобразуют поступающие в них изображение в понятный мозгу формат и стимулируют ганглионарные клетки вспышками лазера. В результате пациент может видеть силуэты крупных предметов и объектов и совершать другие сложные действия
Эксперименты с геномом: Зачем редактируют людей?
В конце ноября мир облетела весть о том, что в Китае появились на свет трансгенные дети. О чем идет речь, были ли еще подобные эксперименты, и почему общество не всегда приветствует изменение генома человека?
Ученый Хе Цзянькуй (He Jiankui) из города Шэньчжэнь заявил, что создал генетически модифицированные эмбрионы, а женщина, которая их получила, забеременела и недавно родила двух девочек. Перед открытием научной конференции в Гонконге Хе Цзянькуй также рассказал коллегам, что подсаживал измененные эмбрионы семерым бесплодным женщинам, но выносила и родила только одна.
Каких-либо подтверждений в научной литературе этому факту пока нет, однако ученый подтвердил свои слова в интервью агентству Associated Press.
Доктор Хе сообщил журналистам, что им был создан эмбрион, геном которого отредактирован таким образом, что в случае попадания вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) в организм человек не будет носителем этой инфекции, и у него не разовьется СПИД.
Сообщается, что после широкой огласки этого факта собственный университет приостановил деятельность ученого, в руководстве научного учреждения заявили, что ничего не знают об эксперименте. Но эта информация спровоцировала очередную острую дискуссию о законодательном регулировании таких экспериментов и их моральной стороне.
Хе Цзянькуй. Фото: www.globallookpress.com
Это недобросовестная практика. эксперименты на людях — это аморально или этически необоснованно,
— заявил в интервью агентству AP доктор Киран Мусунуру (Kiran Musunuru) из Университета Пенсильвании, эксперт по генному редактированию и редактор журнала о генетике.
Это слишком преждевременно, — считает доктор Эрик Топол (Eric Topol), глава Научно-исследовательского института Скриппса в Калифорнии. — Тут мы, по сути, создаем «инструкцию по эксплуатации» человеческого существа. Это серьезная задача.
Другой известный ученый из Гарвардского университета Джордж Черч (George Church) встал на защиту генного редактирования как средства от ВИЧ. Он назвал вирус крупнейшей и растущей угрозой здоровью людей. Иными словами, ученый считает возможной модификацию человека для защиты от вируса уже на данном этапе развития медицины.
Другие наблюдатели задаются вопросом о том, насколько обоснованно вмешательство в геном в этом конкретном случае? Ученые давно работают над созданием вакцины против ВИЧ, но даже ее испытания — процедура небезопасная.
Однако китайский эксперимент на реальных людях — не первая попытка внесения изменений в геном человека.
Репродуктивная медицина
В конце прошлого века мир облетела сенсация: ученые из штата Нью-Джерси в США помогли родиться детям, имеющим ДНК трех родителей.
Действительно, в Медицинском центре Института репродуктивной медицины и репродуктологии Святого Варнавы благодаря методу так называемой ооплазменной трансплантации в 1997 году на свет появились 15 здоровых младенцев. Но речь шла о новом способе лечения бесплодия, чуть более усовершенствованном ЭКО. Цитоплазму (желеобразный материал, окружающий ядро клетки) трансплантировали из донорской яйцеклетки в яйцеклетку бесплодной женщины, которую уже затем оплодотворили и подсадили обратно в организм будущей матери. Таким образом, считают ученые, они помогли забеременеть женщинам, имеющим дефект яйцеклетки.
Споры о том, является ли эта технология недопустимым вмешательством в геном, продолжаются.
Противники эксперимента говорят о том, что с ооплазмой в яйцеклетку могут быть внесены донорские митохондрии. Эти компоненты клетки обеспечивают ее энергетический обмен и обладают собственными генами, то есть в данном случае генами третьего лица. Отсюда и возник вызвавший споры тезис: «две матери — один отец».
Модифицированные космонавты
Много лет ведутся дискуссии и о том, можно ли проводить генетический отбор среди людей тех или иных профессий. Или вообще как-то изменять их геном для повышения уровня их профессионализма, когда такое станет возможным.
Производить отбор по ДНК среди космонавтов предлагает известный генетик Крейг Вентер, руководивший проектом по расшифровке генома человека, апологет синтетической биологии и директор собственного института J. Craig Venter Institute. «Генные технологии могут оказаться очень полезными в процессе отбора космонавтов, производимом НАСА», — считает Вентер, которого несколько лет назад цитировал портал space.com. По его мнению, НАСА могло бы сканировать геномы кандидатов на полет, чтобы выбрать идеального космонавта. Если у человека обнаружатся гены, кодирующие восстановление костной ткани, то это будет фактором, влияющим на отбор, так как разрушение костей является самым типичным побочным эффектом пребывания в невесомости.
Фото: ESB Professional / Shutterstock.com
Вентер также заявил о возможности изменять геном космонавтов с тем, чтобы они легче справлялись со сложностями космического полета. Например, бактерия Deinococcus radiodurans выдерживает (ее ДНК восстанавливается) уровень радиации в семь тысяч раз выше того, который убивает человека. Если ученые смогут перенести ее ДНК в геном космонавта, люди, как он считает, забудут о проблеме сильной солнечной радиации в космосе.
Генная терапия
В последние годы большую популярность также набирает генная терапия, то есть лечение тяжелых заболеваний при помощи генной инженерии. И это напрямую связано с внесением направленных изменений в геном человека. В медицинской литературе описаны различные способы доставки «исправленных» генов в организм человека, если доказано, что какой-то ген, имеющий дефект, приводит к развитию заболевания. Специалисты используют для этого кровь самого человека, клетки других органов и даже аэрозоли.
Как правило, при разработке и подборе генной терапии для тяжелых болезней ученые среди прочего выясняют: будет ли безопасна экспрессия (преобразование информации в белок или РНК) нового гена, насколько безопасно попадание реконструированного гена в другие ткани, как долго будет функционировать модифицированная клетка, будут ли атакованы новые клетки иммунной системой организма хозяина.
Считается, что большие перспективы есть у лечения таким способом онкологических заболеваний, тяжелых иммунодефицитов, сахарного диабета и других серьезных недугов.
Однако особенностью генной терапии является экспериментальный подход. Это означает, что до конца не изученными являются последствия, которые влекут за собой манипуляции с генетическим материалом, отмечают юристы.
В последние два года большие надежды ученые возлагают на так называемый метод генного редактирования CRISPR/Cas9, который должен, как считается, значительно упростить встраивание нужного гена в ДНК любого организма или его удаление оттуда. Пока специалисты сомневаются, так ли безупречен метод: выяснилось, что его использование может привести к повреждению ДНК, а не исправить дефект, пишет британская Guardian.
В целом, по мнению исследователей, важно четко различать две разные цели генной терапии: коррекцию генетических дефектов в клетках уже родившегося человека и коррекцию в клетках зародыша или на самых ранних стадиях развития зиготы (клетки, образующейся в результате оплодотворения). До сих пор первая цель практически не вызывала сомнений, тогда как второй вариант большинство исследователей либо отвергают, либо относятся к нему весьма скептически.
Фото: totojang1977 / Shutterstock.com
Но ни предлагаемая модификация генома космонавта, ни китайский проект не имеют отношения к генной терапии, так как в этих случаях речь идет об изменении генома здорового и даже не предрасположенного к какому-то заболеванию человека или эмбриона.
В чем вопрос?
Большая часть замечаний к проектам изменения генома человека содержит одну основную мысль: любая модификация человеческого генома должна иметь серьезные обоснования и использоваться в том случае, когда другие способы неэффективны.
Вмешательство в геном человека, направленное на его модификацию, может быть осуществлено только в профилактических, терапевтических или диагностических целях и только при условии, что подобное вмешательство не направлено на изменение генома наследников данного человека,
— гласит международная Конвенция о правах человека и биомедицине, принятая Комитетом министров Совета Европы в 1996 году. Россия пока не присоединилась к этому документу.
Общественные организации, например, известная американская ETC и сотни тысяч ее единомышленников во всем мире считают, что такие модификации не должны быть уделом бизнес-компаний, и на них не должно распространяться патентное право.
Активисты также уверены, что если геном человека подвергается изменению, это должно происходить в рамках жесткого законодательного регулирования.
На этой неделе стало известно, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) наконец создает рабочую группу «по изучению генного редактирования и комплексных этических, социальных проблем и проблем безопасности, которые возникают в связи с ним». Панель экспертов предложит нормы и стандарты регулирования генного редактирования, сообщили журналистам CNN представители ВОЗ. Это заявление организация сделала через неделю после появления информации о возможном рождении трансгенных младенцев в Китае. А в Международном комитете по биоэтике ЮНЕСКО считают, что эксперименты с изменением генов человеческих зародышей должны быть запрещены до тех пор, пока не будет доказана их безопасность. Информация об этом была размещена на сайте организации также после заявления китайского ученого.