Дети редакции: зачем русский ученый хочет изменить ДНК эмбриона
Эксперименты по редактированию ДНК человеческого эмбриона до 2018 года заканчивались уничтожением небольшой группы клеток, полученной в результате деления самой первой. Следующий шаг сделал китайский генетик Хэ Цзянькуй: он пересадил эмбрион с отредактированной ДНК женщине, и осенью 2018 года она родила близнецов, Лулу и Нану. Девочки стали первыми людьми, несущими в каждой клетке след вмешательства в основу основ.
В апреле 2019 года американский научный журнал Nature опубликовал статью о намерениях российского биолога Дениса Ребрикова провести похожий эксперимент. Ребриков утверждает, что ему удалось то, что не удалось Хэ Цзянькую: найти этичный повод вмешаться в геном человека.
А стоило ли?
На автора китайского эксперимента сразу и со всех сторон обрушилась жесткая критика — коллеги ругали его за общую поспешность и за несовершенство методов. Но главная претензия к нему состоит в том, что у Хэ Цзянькуя не было настоящей причины что-то менять в генах Лулу и Наны.
Сам ученый объяснял, что дело в ВИЧ-положительном статусе отца девочек. Подвергшийся редактированию ген CCR5 кодирует белок, с помощью которого ВИЧ попадает в клетки; модификация гена дает устойчивость к заражению вирусом. Однако ВИЧ-положительные отцы крайне редко передают вирус детям, а в случае запланированной беременности абсолютно надежную защиту от передачи вируса обеспечивает обычное ЭКО. Поэтому специалистам мотивация Хэ Цзянькуя кажется как минимум странной.
В поисках повода
Если ВИЧ у отца не причина «чинить» ДНК, то что тогда? Найти применение для технологии оказалось не так-то просто. Вернее, сложно оказалось найти такой случай, в котором редактирование генома посчитали бы оправданным общественность, научное сообщество и регулирующие органы. Это должен быть такой случай, когда пара хочет завести ребенка и наверняка знает, что без вмешательства ребенок будет страдать от тяжелой наследственной болезни.
На все сто Рецессивные мутации проявляются у потомков двух носителей с вероятностью 25%. Но если такая мутация проявилась у обоих родителей, вероятность того, что ребенок унаследует заболевание, равна 100%. В этом случае единственный способ сделать будущего ребенка здоровым — отредактировать ДНК эмбриона.
Еще в апреле, давая интервью Nature, Ребриков предлагал только слегка отклониться от сценария Хэ Цзянькуя. Спасать надо детей ВИЧ-инфицированных матерей, считал он, риск передать вирус плоду у них намного больше, чем у отцов. Правда, в большинстве случаев антиретровирусная терапия позволяет таким матерям вынашивать здоровых детей. Модифицировать у будущего ребенка ген CCR5 имеет смысл только в случаях, когда мать плохо отвечает на лечение и сохраняет высокую вирусную нагрузку.
Этическая проблема редактирования человеческого генома встала особенно остро после эксперимента Хэ Цзянькуя. Этот эксперимент, в свою очередь, стал возможен благодаря появлению системы редактирования генома CRISPR. Впрочем, методики, позволяющие «включить» или «выключить», удалить или добавить нужный ген, успешно применяются уже больше 40 лет. Открытая лишь около 10 лет назад система редактирования генома на основе CRISPR значительно упростила вмешательство в геном: если раньше нужно было синтезировать белки-эндонуклеазы, которые разорвут цепь ДНК в нужном месте, то для редактирования с помощью CRISPR нужно синтезировать РНК, а это куда более простая задача, которую можно внедрить в клиническую практику.
Однако людей, не отвечающих на антиретровирусную терапию, не так много. Когда стало ясно, что подходящих пациентов с ВИЧ крайне мало и есть шанс вообще не найти ни одного нужного случая, Ребриков и его коллеги обратились к списку наследственных заболеваний. Выбирать предстояло из тех, что обусловлены мутацией в одном гене: те, в развитии которых играют роль несколько генов, современным технологиям редактирования генома пока не по зубам.
«Оказалось, что из известных нам примерно семи тысяч моногенных заболеваний редактирование генома показано лишь в нескольких случаях, — рассказывает Ребриков, — когда существует вероятность того, что два человека с наследственным заболеванием (гомозиготных по рецессивной мутации) встретятся и решат завести ребенка. Это такие заболевания, как фенилкетонурия, галактоземия, карликовость, наследственная тугоухость и несколько других. Причем некоторые из этих диагнозов часто сводят людей вместе. Например, наследственная тугоухость. Слабослышащие больше общаются друг с другом, чем с людьми с нормальным слухом, — образуют семьи, заводят детей… Больше 70% случаев наследственной тугоухости обусловлены одной и той же мутацией в одном гене». Сейчас коллеги Ребрикова ищут пары с наследственной тугоухостью у обоих родителей, которые хотят завести детей и готовы согласиться на исправление мутации у эмбриона.
Настройка инструментов
Основанная Ребриковым Лаборатория редактирования генома при НМИЦ АГП им. Кулакова уже три года занимается совершенствованием методов редактирования генома и контролем качества редактирования. Стандарты для клинического использования этой технологии еще не написаны, а влиять на судьбы людей она может очень серьезно, поэтому прежде, чем делать «отредактированных» детей, ученым нужно убедиться, что они бьют только по своей цели — мутантному гену — и не вносят никаких нецелевых изменений.
Денис Ребриков, генетик, специалист по методам молекулярной биологии, проректор по научной работе РНИМУ им. Пирогова: «Китайский эксперимент был основан на нелепой клинической модели, но он был очень смелым. Благодаря ему мы можем всерьез обсуждать применение этой технологии с чиновниками из Минздрава —, а ведь раньше никто и слушать не стал бы».
Проблема заключается в том, что ученым не с чем сравнивать результат редактирования, поскольку изменения вносятся на этапе появления самой первой клетки организма. Поэтому биоинформатикам приходится расшифровывать последовательности ДНК материнских и отцовских половых клеток и более-менее обоснованно предсказывать, как должна была выглядеть их объединенная цепочка до редакции. Тестировать нужно каждую методику в отдельности в условиях, максимально приближенных к условиям эксперимента, — на клетках, обязательно человеческих и обязательно половых: ДНК животных — даже приматов — слишком непохожа на нашу, а в соматических клетках ДНК упакована совсем иначе, и это может сказаться на результатах редактирования.
Но есть и хорошие новости: в процессе внесения изменений в геном очень много переменных, поэтому, когда нецелевые изменения обнаруживаются, всегда есть возможность изменить параметры и избавиться от «брака». В Лаборатории редактирования генома уже научились подбирать параметры процедуры индивидуально — под конкретную будущую мать. Если когда-нибудь с помощью этой технологии родятся дети, их «создатели» будут уверены в том, что изменили в них только то, что планировали изменить.
Теперь, когда выбрана цель и опробованы методы, Ребриков и его коллеги могут попытаться осуществить эксперимент. О сроках говорить, кажется, не имеет смысла: пока и клинические, и юридические перспективы довольно туманны. Если у Ребрикова все получится, технология редактирования генома первой клетки может из скандальной экзотики превратиться в еще один инструмент в арсенале специалистов по репродуктивной медицине. Такую же метаморфозу в свое время претерпели кесарево сечение, экстракорпоральное оплодотворение, многие методы дородовой диагностики. Все они ставят целью вмешаться в естественный ход вещей, чтобы на свет появился здоровый человек, —, а эту цель мало кто готов осудить.
Обсудить 0
