- 27,503
- 46
- 8 Ноя 2022
Одни говорят — прорыв. Другие — что это начало конца.
В США снова спорят о редактировании генома человеческих эмбрионов. Новый препринт группы из Колумбийского университета показал, что ученые смогли внести точечные изменения в ДНК зигот - эмбрионов на стадии одной клетки. Работа не прошла рецензирование, эмбрионы не использовали для беременности, но сама публикация уже вызвала тревогу: часть специалистов считает, что научная среда постепенно привыкает к идее наследуемого редактирования человека .
Исследование возглавил Дитер Эгли, специалист по клеточной биологии из Колумбийского университета. Команда использовала редактирование оснований - более точный вариант генетического редактирования, который меняет отдельные буквы ДНК без полного разреза обеих цепей. В отличие от классического CRISPR-Cas9, такой метод делает небольшой разрез в одной цепи ДНК и направляет клеточный механизм на замену конкретного основания.
Ученые выбрали два участка генома. Первый связан с геном PCSK9, который участвует в регуляции уровня холестерина. Второй находится рядом с генами HBG1 и HBG2, отвечающими за фетальный гемоглобин - форму белка гемоглобина, которая работает у плода до рождения. Авторы препринта подчеркивают, что эти участки взяли потому, что они хорошо изучены, а не ради готовой лечебной процедуры.
Это важная оговорка. В эксперименте эмбрионы не несли конкретную болезнетворную мутацию, которую нужно было исправить ради будущего пациента. Поэтому критики не видят здесь прямого медицинского сценария. Биомедицинский инженер Кришану Саха из Университета Висконсина в Мадисоне считает, что исследования с человеческими эмбрионами должны вести к понятной терапевтической цели. В этой работе такая цель, по его оценке, не просматривается.
Саха также предупреждает, что препринт нельзя считать доказательством готовности технологии к клинике. Эксперимент не показывает безопасность на уровне всего генома и не отвечает на главный вопрос наследуемого редактирования: что будет с ребенком, если эмбрион после такой процедуры перенесят в матку и беременность дойдет до рождения. Настоящая проверка безопасности в этом поле включает не только раннее развитие эмбриона, но и долгосрочное наблюдение за человеком.
Эгли защищает работу как фундаментальное исследование. По его позиции, первый смысл эксперимента - получить знания о том, как ранний человеческий эмбрион реагирует на новые инструменты редактирования. Такие данные могут позже помочь в медицине, но авторы сами признают: переход к клиническому применению сейчас преждевременен.
Спор вокруг препринта возник не на пустом месте. После появления CRISPR в 2012 году ученые получили сравнительно удобный способ менять ДНК. Почти сразу возник вопрос, где проходит граница между лечением тяжелых наследственных болезней и изменениями по желанию родителей. Если исправление опасной мутации еще можно обсуждать как медицинскую задачу, то выбор признаков будущего ребенка быстро выводит тему к генетическому улучшению и новой форме евгеники.
В 2020 году международная комиссия предложила условия, при которых общество вообще могло бы обсуждать редактирование зародышевой линии человека. Зародышевой линией называют клетки и изменения, которые могут передаваться следующим поколениям. В случае эмбриона любое успешное редактирование способно попасть не только в ткани будущего ребенка, но и в его половые клетки, а значит - перейти к потомкам.
Несмотря на развитие технологий, в академической среде долго держалось неформальное правило: не применять новые редакторы генома к человеческим эмбрионам без крайне веской медицинской причины и жесткого общественного контроля. В США этот запрет во многом держался не на одном прямом законе, а на сочетании ограничений финансирования, этических комиссий, правил журналов и негласного согласия между исследовательскими группами.
Самый известный пример нарушения границы произошел в 2018 году. Китайский исследователь Хэ Цзянькуй объявил о рождении девочек, геном которых он изменил на стадии эмбриона с помощью CRISPR . Позже суд сообщил о третьем ребенке. Хэ Цзянькуй получил три года тюрьмы и штраф в размере 3 млн юаней за нарушение медицинских правил.
Между тем случаем и работой Эгли есть принципиальная разница. В китайском эксперименте отредактированные эмбрионы перенесли для беременности, и на свет появились дети. В новом исследовании эмбрионы использовали только в лаборатории. Но часть ученых опасается другого эффекта: если подобные препринты начнут воспринимать спокойно, сама идея редактирования эмбрионов станет менее запретной.
В техническом плане результаты выглядят неоднозначно. По данным препринта, у отредактированных эмбрионов не нашли крупных хромосомных нарушений или больших удалений фрагментов ДНК, а мелких нежелательных изменений было немного. Но нормальное развитие сохранялось только тогда, когда редактор доставляли в виде белка. При доставке через молекулу РНК эмбрионы останавливались в развитии.
Еще одна проблема - мозаицизм. Так называют ситуацию, когда разные клетки одного эмбриона несут разные варианты генома. Для будущей терапии это серьезный риск: часть клеток может получить нужное изменение, а часть - остаться без него или получить другую правку. В препринте указано, что мозаицизм наблюдали у большинства отредактированных эмбрионов. Авторы считают, что для снижения этого риска редактирование нужно проводить раньше, примерно через 5-12 часов после оплодотворения.
Редактирование оснований действительно считают шагом к более аккуратной работе с ДНК. Классический CRISPR-Cas9 разрезает обе цепи ДНК и полагается на ремонтные механизмы клетки. Такой ремонт может дать крупные ошибки. Редактирование оснований меняет отдельную букву генетического кода без полного двойного разрыва, поэтому риск больших повреждений ниже. Но меньший риск повреждения ДНК не снимает вопросы о мозаицизме, ошибках вне цели, развитии эмбриона и последствиях после рождения.
Китайские группы используют редактирование оснований в эмбрионах с 2017 года, но такие эмбрионы не применяли для беременности. В некоторых работах участвовали американские соавторы. Поэтому новая публикация важна не как первое лабораторное редактирование эмбрионов вообще, а как заметный сигнал из США, где до сих пор сохранялась более осторожная академическая линия.
Отдельный блок вопросов связан с этическим контролем. В исследованиях с людьми или человеческими биоматериалами при федеральном финансировании обычно требуется проверка институциональным этическим комитетом, в США такую процедуру называют IRB review. После начала работ с эмбриональными стволовыми клетками многие университеты добавили еще один уровень проверки - комитеты по надзору за исследованиями стволовых клеток, SCRO или ESCRO.
Конгресс США уже около трех десятилетий запрещает использовать федеральные средства для большинства исследований, где человеческие эмбрионы создают или уничтожают. Но частное и зарубежное финансирование оставляет больше серых зон. В препринте указаны источники поддержки: Институт органической химии и биохимии в Праге, New York Stem Cell Foundation, компания Genomic Prediction и Korean Fund for Regenerative Medicine.
Биоэтик Меган Эллис из Университета Кейс Вестерн Резерв обращает внимание именно на эту конструкцию контроля. Университеты часто все равно проводят исследования через IRB и SCRO, даже когда закон прямо не требует такой процедуры, но обязательного единого механизма нет. В случае с работой Эгли остается важный вопрос: какие именно комиссии рассматривали проект и как исследование прошло через существующие ограничения.
Эгли утверждает, что независимый специалист по этике оценивал процедуру проверки. По его словам, доноры дали согласие, а работа прошла IRB и ESCRO. Более подробные сведения должны появиться в итоговой журнальной публикации. Для журналов этическая экспертиза обычно становится частью проверки перед публикацией, но препринт выходит раньше такой внешней оценки.
Алексис Комор из Калифорнийского университета в Сан-Диего видит в работе возможный переломный момент. По ее оценке, в американских академических лабораториях до сих пор действовало негласное соглашение не идти в сторону редактирования эмбрионов. Если научное сообщество примет препринт как обычный исследовательский шаг, граница может сдвинуться, а за фундаментальными работами быстрее придут проекты, нацеленные не только на лечение, но и на улучшение будущих детей.
Эгли с такой трактовкой не согласен. Он указывает, что эксперимент выявил токсичность подхода и не оправдывает применение без медицинской необходимости. Именно поэтому новый препринт выглядит не как готовый путь к редактированным детям, а как повод снова договориться о правилах: какие эксперименты с эмбрионами допустимы, кто их проверяет и где проходит граница между лечением болезни и изменением человека по желанию родителей.
В США снова спорят о редактировании генома человеческих эмбрионов. Новый препринт группы из Колумбийского университета показал, что ученые смогли внести точечные изменения в ДНК зигот - эмбрионов на стадии одной клетки. Работа не прошла рецензирование, эмбрионы не использовали для беременности, но сама публикация уже вызвала тревогу: часть специалистов считает, что научная среда постепенно привыкает к идее наследуемого редактирования человека .
Исследование возглавил Дитер Эгли, специалист по клеточной биологии из Колумбийского университета. Команда использовала редактирование оснований - более точный вариант генетического редактирования, который меняет отдельные буквы ДНК без полного разреза обеих цепей. В отличие от классического CRISPR-Cas9, такой метод делает небольшой разрез в одной цепи ДНК и направляет клеточный механизм на замену конкретного основания.
Ученые выбрали два участка генома. Первый связан с геном PCSK9, который участвует в регуляции уровня холестерина. Второй находится рядом с генами HBG1 и HBG2, отвечающими за фетальный гемоглобин - форму белка гемоглобина, которая работает у плода до рождения. Авторы препринта подчеркивают, что эти участки взяли потому, что они хорошо изучены, а не ради готовой лечебной процедуры.
Это важная оговорка. В эксперименте эмбрионы не несли конкретную болезнетворную мутацию, которую нужно было исправить ради будущего пациента. Поэтому критики не видят здесь прямого медицинского сценария. Биомедицинский инженер Кришану Саха из Университета Висконсина в Мадисоне считает, что исследования с человеческими эмбрионами должны вести к понятной терапевтической цели. В этой работе такая цель, по его оценке, не просматривается.
Саха также предупреждает, что препринт нельзя считать доказательством готовности технологии к клинике. Эксперимент не показывает безопасность на уровне всего генома и не отвечает на главный вопрос наследуемого редактирования: что будет с ребенком, если эмбрион после такой процедуры перенесят в матку и беременность дойдет до рождения. Настоящая проверка безопасности в этом поле включает не только раннее развитие эмбриона, но и долгосрочное наблюдение за человеком.
Эгли защищает работу как фундаментальное исследование. По его позиции, первый смысл эксперимента - получить знания о том, как ранний человеческий эмбрион реагирует на новые инструменты редактирования. Такие данные могут позже помочь в медицине, но авторы сами признают: переход к клиническому применению сейчас преждевременен.
Спор вокруг препринта возник не на пустом месте. После появления CRISPR в 2012 году ученые получили сравнительно удобный способ менять ДНК. Почти сразу возник вопрос, где проходит граница между лечением тяжелых наследственных болезней и изменениями по желанию родителей. Если исправление опасной мутации еще можно обсуждать как медицинскую задачу, то выбор признаков будущего ребенка быстро выводит тему к генетическому улучшению и новой форме евгеники.
В 2020 году международная комиссия предложила условия, при которых общество вообще могло бы обсуждать редактирование зародышевой линии человека. Зародышевой линией называют клетки и изменения, которые могут передаваться следующим поколениям. В случае эмбриона любое успешное редактирование способно попасть не только в ткани будущего ребенка, но и в его половые клетки, а значит - перейти к потомкам.
Несмотря на развитие технологий, в академической среде долго держалось неформальное правило: не применять новые редакторы генома к человеческим эмбрионам без крайне веской медицинской причины и жесткого общественного контроля. В США этот запрет во многом держался не на одном прямом законе, а на сочетании ограничений финансирования, этических комиссий, правил журналов и негласного согласия между исследовательскими группами.
Самый известный пример нарушения границы произошел в 2018 году. Китайский исследователь Хэ Цзянькуй объявил о рождении девочек, геном которых он изменил на стадии эмбриона с помощью CRISPR . Позже суд сообщил о третьем ребенке. Хэ Цзянькуй получил три года тюрьмы и штраф в размере 3 млн юаней за нарушение медицинских правил.
Между тем случаем и работой Эгли есть принципиальная разница. В китайском эксперименте отредактированные эмбрионы перенесли для беременности, и на свет появились дети. В новом исследовании эмбрионы использовали только в лаборатории. Но часть ученых опасается другого эффекта: если подобные препринты начнут воспринимать спокойно, сама идея редактирования эмбрионов станет менее запретной.
В техническом плане результаты выглядят неоднозначно. По данным препринта, у отредактированных эмбрионов не нашли крупных хромосомных нарушений или больших удалений фрагментов ДНК, а мелких нежелательных изменений было немного. Но нормальное развитие сохранялось только тогда, когда редактор доставляли в виде белка. При доставке через молекулу РНК эмбрионы останавливались в развитии.
Еще одна проблема - мозаицизм. Так называют ситуацию, когда разные клетки одного эмбриона несут разные варианты генома. Для будущей терапии это серьезный риск: часть клеток может получить нужное изменение, а часть - остаться без него или получить другую правку. В препринте указано, что мозаицизм наблюдали у большинства отредактированных эмбрионов. Авторы считают, что для снижения этого риска редактирование нужно проводить раньше, примерно через 5-12 часов после оплодотворения.
Редактирование оснований действительно считают шагом к более аккуратной работе с ДНК. Классический CRISPR-Cas9 разрезает обе цепи ДНК и полагается на ремонтные механизмы клетки. Такой ремонт может дать крупные ошибки. Редактирование оснований меняет отдельную букву генетического кода без полного двойного разрыва, поэтому риск больших повреждений ниже. Но меньший риск повреждения ДНК не снимает вопросы о мозаицизме, ошибках вне цели, развитии эмбриона и последствиях после рождения.
Китайские группы используют редактирование оснований в эмбрионах с 2017 года, но такие эмбрионы не применяли для беременности. В некоторых работах участвовали американские соавторы. Поэтому новая публикация важна не как первое лабораторное редактирование эмбрионов вообще, а как заметный сигнал из США, где до сих пор сохранялась более осторожная академическая линия.
Отдельный блок вопросов связан с этическим контролем. В исследованиях с людьми или человеческими биоматериалами при федеральном финансировании обычно требуется проверка институциональным этическим комитетом, в США такую процедуру называют IRB review. После начала работ с эмбриональными стволовыми клетками многие университеты добавили еще один уровень проверки - комитеты по надзору за исследованиями стволовых клеток, SCRO или ESCRO.
Конгресс США уже около трех десятилетий запрещает использовать федеральные средства для большинства исследований, где человеческие эмбрионы создают или уничтожают. Но частное и зарубежное финансирование оставляет больше серых зон. В препринте указаны источники поддержки: Институт органической химии и биохимии в Праге, New York Stem Cell Foundation, компания Genomic Prediction и Korean Fund for Regenerative Medicine.
Биоэтик Меган Эллис из Университета Кейс Вестерн Резерв обращает внимание именно на эту конструкцию контроля. Университеты часто все равно проводят исследования через IRB и SCRO, даже когда закон прямо не требует такой процедуры, но обязательного единого механизма нет. В случае с работой Эгли остается важный вопрос: какие именно комиссии рассматривали проект и как исследование прошло через существующие ограничения.
Эгли утверждает, что независимый специалист по этике оценивал процедуру проверки. По его словам, доноры дали согласие, а работа прошла IRB и ESCRO. Более подробные сведения должны появиться в итоговой журнальной публикации. Для журналов этическая экспертиза обычно становится частью проверки перед публикацией, но препринт выходит раньше такой внешней оценки.
Алексис Комор из Калифорнийского университета в Сан-Диего видит в работе возможный переломный момент. По ее оценке, в американских академических лабораториях до сих пор действовало негласное соглашение не идти в сторону редактирования эмбрионов. Если научное сообщество примет препринт как обычный исследовательский шаг, граница может сдвинуться, а за фундаментальными работами быстрее придут проекты, нацеленные не только на лечение, но и на улучшение будущих детей.
Эгли с такой трактовкой не согласен. Он указывает, что эксперимент выявил токсичность подхода и не оправдывает применение без медицинской необходимости. Именно поэтому новый препринт выглядит не как готовый путь к редактированным детям, а как повод снова договориться о правилах: какие эксперименты с эмбрионами допустимы, кто их проверяет и где проходит граница между лечением болезни и изменением человека по желанию родителей.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
