Что такое редактирование генома человека, от каких заболеваний оно может спасти и почему современное общество выступает против этой технологии?

В ноябре 2018 года в Китае родились первые в мире дети, девочки-близнецы, с отредактированной ДНК. Их отец был ВИЧ-положительным, а мать — ВИЧ-отрицательной. Биолог Хэ Цзянькуй отредактировал геномы эмбрионов перед процедурой ЭКО, чтобы сделать их устойчивыми к ВИЧ. Он сообщил, что девочки родились здоровыми, однако его эксперимент проводился тайно, а когда был обнародован, широко подвергся критике.

О том, какие возможности и опасности открывает новый метод в генетике, «Свидетелю» рассказал Нариман Баттулин, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН.

— Редактированием генома называют изменение последовательности букв в ДНК, в которых кодируется информация о том, какие свойства и признаки имеются у организма. В принципе, раньше тоже можно было это делать, но это было гораздо сложнее чисто технически, в последние же годы появились инструменты, которые позволяют это делать проще, быстрее и точнее. Собственно, бум редактирования генома связан как раз с их появлением.

Речь идёт о белке, ферменте, который называется CRISPR-Cas9. Его можно запрограммировать таким образом, что он будет находить специфическое место в геноме. Если мы хотим изменить конкретный ген, то точно знаем последовательность букв в нём и можем направить CRISPR-Cas9 туда, чтобы сделать необходимые изменения.

Редактирование генома является одним из видов генной инженерии, в котором может быть проведено включение, удаление или перемещение фрагментов ДНК в геноме организма, с использованием специфически спроектированных эндонуклеаз, или «молекулярных ножниц». Ru.wikipedia.org

— Какие исследования в этом направлении ведутся?

— Всё это появилось относительно недавно, в 2012 году, когда впервые опубликовали результаты исследования, показавшего возможность менять геномы любых организмов с помощью CRISPR-Cas9. И с тех пор редактирование генома начали активно использовать, в первую очередь в исследовательских целях — на мышах или лабораторных растениях. В нашем институте, например, есть мышь, которая потеряла тучные клетки — клетки, отвечающие за развитие аллергических реакций.

— Какие возможности и перспективы с точки зрения избавления человечества от заболеваний эти технологии открывают?

— Существует две принципиальные возможности, как это делать. Первая — можно лечить взрослого человека, который имеет какое-то генетическое заболевание. Для этого нужно взять часть его клеток и отредактировать проблемный участок ДНК. Например, гемофилия развивается, потому что в организме не хватает белка, который ответственен за свёртываемость крови. В принципе, в организме совсем немного клеток, которые должны его вырабатывать. Мы можем поменять у больного геном совсем небольшого количества клеток и научить их производить этот белок, что полностью компенсирует функцию свёртываемости.

Вторая возможность — попытаться отредактировать все клетки человека. Например, есть пара с генетическими заболеваниями, которые передадутся детям. Теоретически этот инструмент позволяет сделать так, что на самой ранней стадии, сразу после оплодотворения, можно отредактировать эмбрион и полностью выкинуть из его генома проблемный участок, тем самым освободив будущего человека от болезни. Но это вызывает самые большие сложности, потому что такое редактирование точно передаётся следующим поколениям. И сложность тут не техническая, а скорее этическая: в обществе далеко не все согласны с тем, что это можно делать.

Проблема с китайским учёным была в том, что он это сделал без разрешения общественности. Допустим, многие согласятся с тем, что избавить человека от заболеваний — это хорошо, но когда это дойдёт до «сделайте моему ребёнку голубые глаза», будет совсем другая история.

— Почему нельзя остановиться на первом способе и вообще не трогать эмбрионы?

— Потому что есть возможность. Принципиальная разница в том, что если у человечества есть возможность это делать, то мы не можем просто про неё забыть. Более того, первым способом можно поправить далеко не всё, точнее даже очень немногие заболевания.

Часто болезнь начинается именно в раннем развитии. Например, нет белка, который должен обеспечить рост нервных клеток в эмбрионе, и это приведёт к тому, что будет мало клеток, которые потом превратятся в мозг —возникнет микроцефалия, а это инвалидность на всю жизнь, во взрослом состоянии это уже никак не поправить.

Или когда патология затрагивается сразу большое количество клеток. Наши клетки каждый день сталкиваются с тем, что их ДНК рвётся, и это очень большая проблема, потому что порванная ДНК — это прямой путь в том числе к раку. В клетках есть система, которая постоянно отыскивает эти разрывы и зашивает их. Но если возникает проблема в каком-нибудь гене, который участвует в этом процессе, то риск возникновения рака становится очень высоким. И тут надо править все клетки в организме, а такой технической возможности не существует. Это можно сделать только в эмбрионе.

— Это единственный способ победить рак?

— Нет, одного рецепта тут быть не может. Например, есть ещё такой вариант. У нас в организме есть клетки, которые могут убивать другие клетки — у них такая профессия. Их можно выделить из организма, поменять их геном таким образом, чтобы научить распознавать специфические раковые клетки, и вернуть обратно. Это одна из очень перспективных технологий, которая активно сейчас развивается, так называемая CAR-T-клеточная терапия рака.

 

Заноза надолго

Очевидно, что технология редактирования генома будет развиваться и всё шире применяться в будущем, но действительно ли она может быть опасной?

— Если вспомнить китайского учёного, который говорил, что своим экспериментом он спасает детей от заражения ВИЧ, то это не так, — продолжил Нариман Баттулин. — Есть отработанные негенетические способы, гарантировано избавляющие детей от получения ВИЧ от родителей. Если бы он хотел просто помочь детям, он бы использовал их, а не подвергал их неоправданному риску. А риск есть. Технология редактирования генома новая, про неё известно, что она может ошибаться, редко, но может. В конце концов все эти исследования проводятся на деньги общества, и оно имеет право контролировать их.

В перспективе, конечно, этот метод будут применять в медицине, но далеко не во всех странах и в ограниченном объёме. Согласия же в обществе по этому вопросу не будет в ближайшие десятилетия точно — эта заноза — надолго.

— Какие негативные последствия мы можем получить в перспективе?

— При редактировании генома эмбриона след останется не только в человеке, но и во всём его потомстве. В большинстве случаев это не будет иметь никаких последствий, потому что мутации в генах происходят всегда. Беда в том, что при редактировании эти изменения будут не случайными, а запланированными, и это людей пугает. С точки зрения биологии, если грамотно продумать эксперимент, то большую часть рисков можно отсеять, а вот с точки зрения общественного мнения — рисков может быть море.

  Екатерина Шрейбер  

Фото автора