Вопрос больше не в том, «можем ли мы», а в том, «должны ли мы» редактировать человеческие эмбрионы.
Технологии, окружающие человеческий эмбрион, перешли из области научной фантастики в реальность трудных решений. Клинические эмбриологи оплодотворяют человеческие яйцеклетки, чтобы помочь парам зачать ребенка.
Генетический состав этих эмбрионов проверяется на регулярной основе. И сегодня мы больше не спрашиваем «можем ли мы», а скорее «должны ли мы» редактировать человеческие эмбрионы с целью имплантации и рождения ребенка?
Как репродуктолог-эндокринолог, я часто сталкиваюсь с парами, которые сталкиваются со сложными репродуктивными проблемами. Если один или оба родителя страдают от нарушений одного гена, у этих пар есть возможность сначала протестировать свои эмбрионы, а затем решить, следует ли перенести эмбрион, несущий мутацию, вместо того, чтобы выяснять генетический риск для их ребенка во время беременности. В некоторых случаях они могут принять решение не переносить эмбрион, несущий мутацию, в рамках процедуры экстракорпорального оплодотворения.
Эти проблемы кажутся простыми, но влекут за собой серьезные последствия для пациентов. «Должны ли мы перенести эмбрион, пораженный нашим генетическим заболеванием?» «Что нам делать с нашими пораженными эмбрионами, если мы не будем их переносить?» Некоторые пациенты предпочтут вообще пропустить тестирование.
Клинические испытания ГМ-эмбрионов запрещены в США
Демократы Палаты представителей в этом году рассмотрели, а затем отказались от отмены запрета, прописанного в бюджете Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, который запрещает одобрение любых клинических испытаний или исследований, «в которых человеческий эмбрион намеренно созданные или модифицированные для включения наследуемой генетической модификации. Нынешний запрет на редактирование генов запрещает редактировать гены внутри ядра клетки, как это сделал китайский ученый Хэ Цзянькуй. Он использовал инструмент редактирования генов CRISPR, чтобы модифицировать ген CCR5 у девочек-близнецов, чтобы дать им иммунитет от ВИЧ.
Текущий запрет также запрещает так называемую митохондриальную заместительную терапию или детей от трех родителей.
Митохондриальная заместительная терапия, при которой митохондрии, несущие дефектные гены, заменяются здоровыми митохондриями от третьего лица, более приемлема для некоторых, поскольку митохондриальная ДНК несет лишь несколько генов, обеспечивающих выработку клеточной энергии.
Эти сценарии ребенка от трех родителей включают перенос ядра, содержащего 23 хромосомы, из яйцеклетки матери с дефектными митохондриями в яйцеклетку, из которой было удалено ядро, но здоровая митохондрии остаются. Фактический генетический материал изменен, потому что есть ДНК двух женщин. Однако ДНК не вырезали, не вставляли и не модифицировали каким-либо иным образом. Хотя в некоторых странах, таких как Великобритания, будет разрешено тестирование безопасности детей от трех родителей, запрет США включает эту процедуру.
Что такое редактирование зародышевой линии?
23 пары хромосом, которые состоят из ДНК, хранятся в ядре клетки. Митохондрии производят энергию для клетки и имеют собственную ДНК.
В основе проблемы лежит внесение генетических изменений в клетки, которые могут быть переданы следующему поколению. Они называются клетками зародышевой линии, а их изменение называется редактированием зародышевой линии. Это поднимает эти вопросы на следующий уровень, и мало информации для обоснования этих душераздирающих решений.
Редактирование зародышевой линии может происходить на разных этапах оплодотворения. Если мы изменим генетический состав человеческой яйцеклетки или спермы, оплодотворим ее и перенесем получившийся эмбрион в матку, результатом будет наследуемая генетическая модификация. Точно так же генетические изменения самого эмбриона в течение первых нескольких дней после оплодотворения будут унаследованы потомством эмбриона. Оба этих действия в настоящее время запрещены.
Есть ли ДНК, которую можно редактировать?
Иногда ДНК внутри митохондрий несет мутации, вызывающие заболевание. При заместительной митохондриальной терапии нездоровые митохондрии заменяются сторонними или «родительскими».
Наш генетический материал состоит из ДНК. Эта ДНК находится в двух местах внутри наших клеток - в ядре и митохондриях. ДНК, из которой состоят наши 23 пары хромосом, находится внутри ядра каждой клетки и представляет собой комбинацию ДНК яйцеклетки биологической матери и спермы биологического отца. Гены, состоящие из этой ядерной ДНК, составляют основу большинства наших биологических функций и внешнего вида, включая наш рост, цвет глаз и нашу общую предрасположенность к таким заболеваниям, как диабет, болезни сердца и рак. Эти черты часто являются продуктом совместной работы нескольких генов. Продукты этих генов работают вместе на протяжении всей нашей жизни, поэтому влияние редактирования на эмбриональном уровне невозможно предсказать.
Хэ Цзянькуй провел редактирование генов ядерной ДНК. Это действие спровоцировало призывы к регулирующему надзору за методами редактирования генов. Беспокойство заключается в долгосрочных последствиях. Помимо постоянного взаимодействия, большинство генов в ядре клетки выполняют несколько функций. Таким образом, «исправление» одного аспекта функции гена может привести к непредвиденным последствиям.
Заболевания, вызванные мутацией одного гена в ядерной ДНК, являются более очевидными кандидатами на редактирование генов, потому что они с большей вероятностью приведут к излечению. К ним относятся муковисцидоз, мышечная дистрофия и серповидноклеточная анемия.
Различаются ли дети от трех родителей?
Митохондриальная ДНК находится вне ядра клетки и передается непосредственно от женской яйцеклетки к эмбриону. Гены, состоящие из ДНК митохондрий, позволяют митохондриям производить энергию для всей клетки. Мутации в митохондриальных генах связаны с тяжелыми заболеваниями, такими как синдром Лея и дефицит митохондриального комплекса III, которые могут поражать мозг, почки и сердце.
Точно так же, как модификация ядерной ДНК может устранить риск заболеваний одного гена, заместительная митохондриальная терапия заменит эти мутировавшие митохондриальные гены митохондриями из донорской яйцеклетки - изменение, которое будет передано будущим поколениям.
На протяжении всего обсуждения я стараюсь сохранять чувство сопереживания тем семьям, для которых это может быть единственной надеждой на рождение здорового биологически родственного ребенка. Я также пытаюсь донести, что мы находимся в начале долгого пути, который потребует вдумчивого подхода ко всему, что мы делаем. Технология уже есть, но мы знаем о ее эффектах гораздо меньше, чем следовало бы.
Эти методы редактирования навсегда изменят всех потомков пары. В некоторых случаях это могло избавить семью от генетического заболевания. В других непреднамеренные последствия могут быть хуже, чем сама болезнь. Это цель этически приемлемого исследования под тщательным контролем. Запрет не отменяет необходимости обсуждения. Во всяком случае, это возвращает дискуссию к реальности пациентов, обращающихся за помощью по поводу болезней, которые в настоящее время неизлечимы.
Мари Менке, доцент кафедры акушерства, гинекологии и репродуктивных наук Университета Питтсбурга.
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.