Научный мир был удивлен и шокирован тем, что новость, до недавнего времени считавшаяся слухами, официально оказалась правдой: группа китайских ученых провела генные эксперименты на живых эмбрионах человека. Результаты были опубликованы в научном журнале Protein & Cell, и это снова разожгло этические дебаты вокруг этой темы.
В опубликованном исследовании они попытались устранить этические соображения, проводя свои эксперименты на нежизнеспособных эмбрионах - эксперименты на жизнеспособных эмбрионах запрещены и неэтичны, так как это считается экспериментами над людьми.
Поскольку эксперименты по изменению генного набора человека ранее никогда не проводились, довольно сложно просчитать, что из них выйдет, неслучайно такие модификации не допускаются на здоровых эмбрионах. Поэтому исследовательская группа Университета Сунь Ятсена получила эмбрионы с «небольшими дефектами» из клиник по лечению бесплодия, которые не подходили для имплантации ЭКО, потому что они, безусловно, не привели бы к жизнеспособному новорожденному..
По словам китайцев, это не вызывает беспокойства, так как даже если их эксперименты не увенчаются успехом, от них никто не заболеет. Эмбрионы, использованные в их эксперименте, были живыми, но поскольку они были оплодотворены двумя сперматозоидами во время оплодотворения в клинике бесплодия, они имели двойной набор хромосом, и это приводит не к заболеванию, а скорее всего к недееспособности. Таким образом, им не нужно было опасаться, что жизнеспособные эмбрионы будут «повреждены» во время экспериментов.
По мнению некоторых исследователей, генная модификация эмбрионов - отличная идея и имеет большое будущее, так как можно вылечить плод от ряда наследственных заболеваний еще до рождения (разумеется, только тех, от которых мы знать, какой ген их вызывает).
В то же время метод имеет много противников, так как изменение генного набора эмбрионов может иметь непредвиденные последствия, причем изменяется не только генный набор человека, рожденного от данного эмбриона, но и генный набор всех их потомков, то есть эффект ощущается на несколько поколений.
Целевой ген кровотечения
В данном случае целью экспериментов с генами была модификация гена, ответственного за тип кровотечения. Другими словами, китайцы взяли нежизнеспособные эмбрионы и попытались модифицировать их ген под названием HBB. Этот ген отвечает за одно из наследственных, потенциально фатальных нарушений свертываемости крови, бета-талассемию. Если его название не знакомо, возможно потому, что, хотя это распространенное заболевание во всем мире, оно менее распространено в нашей стране, а поражает районы вокруг Азии, Африки и Средиземного моря, то есть этот тип наследственного кровотечения более распространен среди проживающих здесь народов.
Почему китайские исследователи попытались использовать именно этот ген? Потому что, если ген, ответственный за талассемию, можно модифицировать таким образом, чтобы он не вызывал заболевания, и при этом не повреждались другие гены эмбриона, то это наследственное заболевание можно было бы предотвратить. Однако китайские эксперименты не оправдали возложенных на них ожиданий.
Что именно сделала китайская исследовательская группа? Они использовали ферментный комплекс, который может связываться с ДНК и разрезать ее в определенных местах. Фермент можно запрограммировать, т.е. можно заранее решить, где внутри молекулы ДНК он должен связываться и что резать - в этом случае китайцы настраивают поведение фермента так, чтобы он связывался с геном, отвечающим за кровотечение. После того, как фермент разрезает ДНК в определенных местах, другой компонент ферментного комплекса одновременно восстанавливает ее (заменяет разрезанный, больной участок гена на очень похожий участок, но не несет болезни). Этот тип ферментного комплекса уже много изучен, так что это не новое изобретение: его экспериментировали на культурах клеток человека и животных, но до сих пор ни у кого не хватило смелости испытать его на живых эмбрионах человека.
Генетическое лечение нарушений свертываемости крови по-другому
Кстати, другие генетики тоже пытаются лечить гемофилию генной терапией, но в этих случаях генная модификация осуществляется в клетках организма уже родившихся детей или взрослых (в случае гемопоэтических клеток, в кроветворных клетках). Мы даже этого сделать не можем, но исследования таких методов не особо встречают сопротивления даже внутри научного сообщества, так как такие модификации затрагивают лишь отдельные, специфические клетки конкретного человека - по-венгерски они не могут передаваться по наследству. Таким образом, слово «генная терапия» может относиться ко многим различным методам - генная терапия живых человеческих эмбрионов является сегодня одной из самых спорных тем.
Плохая вероятность успеха, много случайных мутаций
Китайский профессор Хуанг и его коллеги теперь задавались вопросом, будут ли изменены гены очень крошечного одноклеточного эмбриона с использованием описанной выше процедуры, пока эмбрион продолжает делиться и расти, сохранится ли модификация.. В идеале модифицированный генофонд должен присутствовать в каждой клетке четырех-, восьми-, а затем все более и более клеточного эмбриона. Итак, команда взяла 86 нежизнеспособных, но все еще живых эмбрионов и ввела им ферментный комплекс, а затем подождала, пока эмбрионы вырастут от размера одной клетки до размера восьми клеток (которые все еще очень, очень крошечные).
К сожалению, успех не был обнадеживающим. К тому времени, когда они достигли восьмиклеточного размера, только 71 эмбрион был уже жив, из которых только 28 удалось разрезать ДНК, и только часть из них преуспела в репарации после разрезания. Это весьма прискорбно - согласно заявлению Хуанга, метод следует опробовать на нормальных, жизнеспособных эмбрионах только в том случае, если вероятность успеха составляет почти 100 процентов, а до этого им еще очень далеко.
Проблема заключалась не только в том, что целевой ген был плохо модифицирован: в удивительно многих случаях вводимый ферментный комплекс модифицировал не только целевой ген, но и ряд других генов, которые исследователи даже не хотели модифицировать. трогать. Главный риск метода заключается в том, что такие непредсказуемые генные изменения (мутации) могут нанести вред.
Такие непреднамеренные модификации генов уже были обнаружены в предыдущих экспериментах на животных и экспериментах на культурах клеток человека, но там они встречались гораздо реже. Кроме того, Хуан и его команда проверили только часть генофонда своих эмбрионов - непроверенная стадия, вероятно, обнаружила бы дополнительные непреднамеренные генные изменения. Конечно, многие мутации также могут быть частично связаны с тем, что они начались с нездоровых эмбрионов в первую очередь, но это пока неизвестно.
Ввод с человеческими генами может быть рискованным
На спорный характер темы хорошо указывает тот факт, что, хотя китайская исследовательская группа первой в мире попробовала подобное, два самых известных медицинских журнала, Nature и Science, отказались публиковать их результаты - отчасти из этических соображений. По мнению некоторых ведущих генетиков, такие эксперименты вообще не следует проводить до тех пор, пока среди мировых исследователей не будет согласия о том, в каком направлении им следует двигаться.
Однако китайская исследовательская группа во главе с Хуангом не планирует приостанавливать свои эксперименты: хотя сейчас они откладывают на время живые эмбрионы и возвращаются к животным моделям и культурам клеток человека, но только для усовершенствования метода. Они хотят разработать методы, которые могут снизить скорость непреднамеренных изменений генов с побочными эффектами.
Опасность мутаций, возникающих как побочный эффект процедур модификации генов, заключается главным образом в их непредсказуемости. Впрочем, не стоит сразу представлять себе двухголовых мутантов и апокалипсис, так как вполне вероятно, что многие такие мутации никак не влияют на функционирование человеческого организма.
Однако среди них могут быть и такие, которые изменяют физиологические процессы, возможно, вызывая заболевания, а так как эти изменения и заболевания происходят на уровне генов, то они также могут становиться наследственными (если, конечно, не вызывают бесплодия).
Другими словами, посредством генетической модификации живых и жизнеспособных эмбрионов некоторые наследственные заболевания можно предотвратить, но если мы не будем достаточно осторожны в этом вопросе, мы можем даже вместо этого создать другие наследственные заболевания.
Поэтому многие ведущие исследователи придерживаются мнения, что, хотя в теории модифицировать гены эмбрионов - неплохая идея, на практике науки просто еще нет: у нас недостаточно знаний, мы должны знать гораздо больше о функционировании набора генов человека, и должны быть разработаны более совершенные инструменты, прежде чем мы будем заниматься такими вещами.
Помимо непреднамеренных модификаций генов, у метода могут быть и другие этические риски: если эти эксперименты пройдут удачно, то в отдаленном будущем потенциально может быть изменен любой наследственный признак человека, от цвета глаз до роста к интеллекту, а это дальше, непредвиденно может таить в себе опасности - например, сдвиг общества в сторону, когда в богатых семьях будут здоровые, высокие, красивые, умные дети, а в более бедных останутся низкорослые, больные и глупые. Конечно, до этого еще далеко - такие генно-инженерные люди существуют пока только в фантастических романах.