Foto: REUTERS / Stringer
Komunikat chińskiego naukowca Hae Цзянькуя o pomyślnym edycji genomu człowieka dzieli historię ludzkości na “przed” i “po”. Co wskazywało na jej atak, i jakie czekają nas konsekwencje?
W zeszłym tygodniu naukowiec z chińskiego Południowego naukowo-technologicznego uniwersytetu Hae Цзянькуй oświadczył, że udało mu się edytować geny człowieka. W tym miesiącu na świat przyszły bliźniaczki, i w wyniku modyfikacji jedna z nich stała się w pełni odpornościowego HIV.
W istocie, chińscy naukowcy zrobili to samo, co genetyki robią od dawna — technika otrzymywania modyfikowanych genetycznie zwierząt nie ma już pierwsze dekady. Naukowcy szczególnie lubią myszy, tak jak mają krótki cykl rozrodczy. Możemy za 1,5-2 miesiące uzyskać genetycznie zmodyfikowane myszy, które będą mieć mutację w genie, podobnym do ludzkiego, i używać ich jako wzorcowy obiekt do badania ludzkich chorób.
Co jest istotą eksperymentu chińczyków? Z punktu widzenia technologii, to zapłodnienie in vitro (IVF) plus modyfikacja genetyczna. Technologia ECO istnieje już od dawna. Ona polega na tym, że biorą spermy mężczyzny, komórki jajowej kobiety i prowadzą do zapłodnienia in vitro. W wyniku czego powstaje zygota — zapłodniona komórka jajowa. Następnie ta zygota zaczyna się dzielić. Bez modyfikacji genetycznej taka procedura nazywa się po prostu ECO. Ale w ten system można dodać edytowanie genomu na etapie zygoty. Jak tylko komórka jajowa оплодотворилась plemnikiem, produkują микроинъекцию, dostarczając w зиготу system edycji — CRISPR/Cas9, jak było w przypadku z bliźniakami, — aby zmienić jakiś odcinek w genomie.
Co zmieniałeś
Chińczycy wybrali gen CCR5, którego brak sprawia, że ludzie odporne na wirus upośledzenia odporności. Receptor ten nie jest aż tak potrzebny — jeden procent ludzi w Europie może obejść się w ogóle bez niego. Ci ludzie mają naturalną mutacji CCR5-Δ32 tego genu w obu chromosomach, więc są w naturalny sposób odporne na HIV. Na tym spostrzeżeniu opiera się wszystkie komórki terapii HIV-1, które łączą edytowanie genomu, np. ten. Firma SANGAMA, był pierwszym, który zaczął używać edycja genu CCR5, który potrzebuje T-komórek do migracji na organizm. Ponieważ człowiek ten receptor nie jest jedynym, który wykonuje podobną funkcję, jego brak prawie na nic nie wpływa, za wyjątkiem nieco większą wrażliwość na poszczególnych chorób zakaźnych.
Warto zauważyć, że mutacja Δ32 stosunkowo spokojna, i ma praktycznie nie ma szkodliwych skutków. Praca naukowa z tym genem obowiązuje od dawna, i ludzkość udało się zgromadzić wielką historię obserwacji znaczenie jego nieobecności. Wiele firm i naukowcy próbowali kierunkowo stworzyć tę mutację za pomocą edycji genomu w komórkach.
Co poprzedziło pojawienie się zmodyfikowanych genetycznie dzieci
Technologiczna część edycji genomu zarodka dobrze badano na myszach. Zespół badawczy z Chin pierwszymi klonował naczelnych — makaków. Szympansy, goryle i orangutany — następujące ewolucyjnie najbardziej zbliżone do człowieka rodzaje. A w 2015 roku inne chińscy naukowcy po raz pierwszy opublikowali artykuł na temat edycji zarodka człowieka. To był триплоидный genom zarodka, niezdolny się w dziecko. Takie zarodki dożywają tylko do pewnego etapu rozwoju, na którym je analizowali. Rok później amerykanie w obliczu naszego rodaka Шухрата Миталлипова wykazały, że też mogą edytować genom człowieka w fazie embrionalnej. Obie grupy dali rozwinąć się na dziecko w łonie matki do blastocysty i nie подсаживали zarodki do matki, a утилизировали ich. Oczywiście, ten powstał kolejny krok — założyć zarodek do matki i dać się w dziecko.
Chińczycy na razie nie udzielały naukowo-techniczny raport o tym, jak oni przeprowadzali eksperymenty. Mamy tylko ich oświadczenie dla prasy. W tej chwili to wygląda trochę gołosłownym, ale możliwe, że prędzej czy później dane będą prezentowane w высокоцитируемый magazyn, gdzie redaktorzy i recenzenci będą mogli dokładnie je sprawdzić.
Co mogło pójść nie tak
Zwykle regulatory — ministerstwo zdrowia federacji ROSYJSKIEJ lub FDA (USA) — proszą, aby cały zakres badań przedklinicznych został wstępnie zmontowany jeszcze przed tym, jak prace przejdą w fazę kliniczną. Ale ponieważ ta dziedzina nauki jest stosunkowo młoda, nie we wszystkich krajach są generowane ustawodawstwo lub nawet wskazówki. Tylko trzeba tworzyć. Jak to zrobić?
Po pierwsze, trzeba pokazać bezpieczeństwo mikroiniekcji systemu edycji genów do komórki jajowej człowieka — jest to częściowo już zrobione.
Jeśli oboje rodzice zarażone HIV, istnieje duże prawdopodobieństwo przeniesienia HIV na dziecko w łonie matki. Chińscy naukowcy wybrali się przypadek, w którym edytować genom zarodka miało sens, aby zapewnić narodziny wolne od choroby dziecka. To w dużej mierze uzasadnia to badanie przed społecznością naukową na całym świecie.
Oczywiście, możemy dyskutować, na ile jest to w zasadzie właściwe. Profesor MIT Suszarka do włosów Zhang (Feng Zhang) opowiedział się za moratorium na edytowanie genomu zarodka człowieka, ponieważ technologia jest jeszcze surowa i wymaga poprawy. Przy tym jego przewodniczący George Church (George Church), wręcz przeciwnie, wspiera badania, uzasadniając to tym, że HIV stała się poważnym problemem światowym, w tym w federacji ROSYJSKIEJ (w Rosji około 1%). Obecne metody leczenia, w tym wysokiej wydajności terapii antyretrowirusowej, już niewystarczające do walki z HIV-pandemią, więc potrzebne są bardziej radykalne podejście. Profesor Church uważa, że edytowanie genomu mogło by stworzyć barierę od tej choroby już na poziomie genetyki.
Jakie możliwości daje chiński eksperyment z bliźniakami
Z punktu widzenia wiedzy naukowej nic nowego ten eksperyment nie dał, ale on otworzył dla nas czasach “edycji ludzi”. Genetyczny edycja na poziomie zarodków się zaczęło, a pierwsi to zrobili chińczycy.
Dalej będzie kilka scenariuszy rozwoju wydarzeń. W niektórych krajach, zwłaszcza высокорелигиозных, na pewno spróbują zamknąć ten temat i ogłosić moratorium na edytowanie genomu ludzi. Takie kraje, jak Chiny i USA, najprawdopodobniej nie będą wprowadzać zakaz z powodu wysokiej handlowej i technologicznej wartości tego kierunku i stworzyć system prawny do rozwoju technologii. Mam nadzieję, że w naszym kraju również konstruktywnie podejdą do tej kwestii.
Już teraz widok Homo sapiens samodzielnie wpływa na własną ewolucję. W wielu krajach dozwolone aborcji. Jeśli mówimy o technologiach EKO, to w wielu klinikach para może wybrać zarodek, czyli decydować, kto ma żyć, a kto umrzeć. Innymi słowy, klienci EKO-klinik chcą mieć gwarancję zdrowego dziecka, więc dla nich zdrowych zarodków, a te, które mają mutacje genetyczne, usposobiony. Technologia edycji genomu — to na uniknięcie sytuacji niełatwego wyboru. Pozwala ona wyeliminować patologiczne mutację, i to istotny etyczny argument na rzecz edycji genomu zarodka.
Duża część ludzi uważa, że źle się wtrącać w proces własnej ewolucji. Edytorstwo genom, faktycznie zaczynamy sterować ewolucją samodzielnie. Takiej możliwości nie było ani jednej żywej istoty na tej planecie, w tym do niedawna i człowieka. Do tej publikacji żyliśmy w innej erze. Bliźnięta dzielili historii na epoki przed i po ich urodzeniu.
Walka z chorobą od urodzenia
Możemy polepszać genom z punktu widzenia zmniejszenia prawdopodobieństwa zachorowania na choroby — najpierw najbardziej masowych, a następnie i rzadkich. Postaramy się przedłużyć długość życia człowieka. Kiedy technologia będzie skuteczny, to może znaleźć zastosowanie nawet w kosmetologii. U kobiet świecą się oczy podczas wizyty w kosmetykach gabinetów i sklepów — i ta nisza na pewno również będzie pełna.
Już teraz jesteśmy w stanie świadomie zmniejszyć ryzyko wystąpienia chorób nowotworowych. Umownie mówiąc, jeśli główny szczyt rozwoju chorób nowotworowych przypada na 50-60 lat, to możemy wpływać na proces i opóźnić ten w wieku 70-80 lat. Hipotetycznie możemy również znacznie zmniejszyć ryzyko zawału serca i udaru mózgu. Technologia jest w stanie zrobić ludzi opornych do wielu aktualnych wirusowe i bakteryjne patogeny człowieka.
I, oczywiście, możemy pracować nad wzrostem długości życia, aby człowiek był sprytniejszy, bardziej społeczny. To, oczywiście, będzie inwazji na granice. Ale granicy w zasadzie nie ma.
Czy można to zrobić w polsce?
Z punktu widzenia technologii jest to naprawdę dostępne. W Rosji dosyć wysoko wykwalifikowanych klinik IVF, aby powtórzyć badania chiński. Są jednak i technologiczna złożoność.Ten sam Suszarka do włosów Zhang uważa, że technologia nie jest jeszcze wystarczająco skuteczne i specyficzny dla zastosowania w zarodków człowieka. Jest ona na tyle dobrze wypracowana dla zwierząt, bo w tym przypadku możemy pozwolić sobie na jakiś ilość małżeństwa. Ale czy możemy dopuścić do małżeństwa w edycji człowieka? Tutaj błędy są nie do przyjęcia. Przy tym należy rozumieć, że nie ma systemów w 100% sprawności, i jak byśmy nie ulepszali technologię, jakiś ilość błędów będzie występować.
Dla chińczyków zasadniczo było stać się pierwszymi. To swoisty ciąg dalszy wyścig: CHRL nie udało pierwszej polecieć w kosmos, ale kraj chce stać się pierwszym w biomedycznych kierunkach. I rzeczywiście, biomedycyny w Chinach rozwija się w zawrotnym tempie — ilość środków publicznych, która wejdzie w branżę, a liczba zaangażowanych naukowców z Ameryki, Europy, Australii i Rosji są imponujące.
Chiny stosuje znaczne wysiłki, które są wyrażone w konkretnych wynikach. Warto zauważyć, że teraz i rząd federacji ROSYJSKIEJ rozpatruje i zatwierdza program rozwoju technologii genetycznych do 2027 roku. Mamy szanse włączyć się do technologicznego wyścigu, który odmieni jeśli nie świat, to z pewnością system opieki zdrowotnej.