Jump to content
Последние новости игр Royal Battle
Sign in to follow this  

Стали известны подробности китайского эксперимента по созданию генетически модифицированных детей (спойлер: все плохо)

Sign in to follow this  
News bulletin

54 views


Хэ Цзянькуй во время выступления на конференции в Гонконге в ноябре 2018 года
Rex / Vida Press

Журнал Массачусетского технологического института MIT Technology Review опубликовал выдержки из статьи китайского биолога Хэ Цзянькуя, который в ноябре прошлого года сообщил о рождении первых в истории детей с целенаправленно измененным геномом. Искусственно введенная мутация должна была сделать этих детей невосприимчивыми к заражению ВИЧ. На ученого сразу же обрушился шквал критики от коллег, которые посчитали, что проводить эксперименты на людях сейчас, когда доказательств эффективности и безопасности процедуры для человека нет, недопустимо. При этом подробностей о том, как прошел эксперимент, до сих пор не было: ни один научный журнал не взял на себя смелость опубликовать рукопись. Из появившихся сейчас выдержек становится ясно, что в реальности результаты оказались вовсе не такими, на какие рассчитывал ученый. Да и сама мотивация эксперимента — использовать редактирование генома в качестве защиты от ВИЧ — уже не кажется вполне искренней. 

Сообщение о рождении первых людей, геном которых был искусственно отредактирован, стало одной из самых обсуждаемых тем в науке за последний год. Однако фактические результаты эксперимента до сих пор не были опубликованы. Рукопись статьи с подробностями работы имелась только у нескольких научных журналов, куда Хэ ее подавал на рецензирование, и, видимо, у самих рецензентов и близких коллег ученого.

В открытых источниках результаты эксперимента известны лишь по нескольким фото его слайдов из 20-минутной презентации, которую ученый провел в Гонконге в ноябре 2018 года. После этого китайское правительство начало расследование деятельности ученого и объявило его эксперимент незаконным. На публике он больше не появлялся. До сих пор неизвестной остается и судьба близнецов Лулу и Нана, которые родились после эксперимента. После доклада Хэ в прессе о них тоже ничего не писали.

Рукопись, которую теперь частично обнародовал MIT Technology Review, редакция получила от анонимного источника. Выдержки из работы Хэ она попросила прокомментировать четырех экспертов: юриста, специалиста по геномному редактированию, эмбриолога и врача, который специализируется на экстракорпоральном оплодотворении.

Нужную мутацию внести так и не удалось — вместо нее появились другие

Идея придания человеку устойчивости к заражению ВИЧ основана на исследовании определенной мутации в гене CCR5. Продукт этого гена — особый рецептор, встречающийся, например, на поверхности лимфоцитов, который вирус использует для проникновения внутрь клеток. У некоторых представителей европейской популяции в этом гене имеется мутация (CCR5 delta 30), приводящая к образованию укороченной формы рецептора. В клетках, имеющих только укороченную форму рецептора, процесс проникновения вируса в клетки нарушается. Поэтому человек, несущий такую мутацию, будет защищен от заражения ВИЧ — но только в том случае, когда обе копии гена — и материнская, и отцовская — будут мутированными.

Идея Хэ заключалась в том, чтобы внести такую же мутацию в геном детей китайской супружеской пары, в которой муж был инфицирован ВИЧ. Для этого он предполагал использовать метод «геномной хирургии» CRISPR/Cas9. Метод заключается в инъекции в яйцеклетку специального фермента, разрезающего ДНК в нужном месте, вместе с «правильной» копией нужного гена, которую клетка должна использовать для починки разреза. Слабость технологии заключается в том, что и первая стадия процесса — внесение разрыва в ДНК, — и вторая — починка разрыва — могут проходить недостаточно точно. Тогда могут появиться мутации в генах, не имеющих отношения к тому, который ученые собирались редактировать. Или же там, где произошел разрыв, его починка пройдет не так, как диктует предоставленная учеными «правильная» версия гена.

В случае с экспериментом Хэ произошло и то и другое — как появление сторонних мутаций, так и неправильные изменения в гене CCR5, который он пытался отредактировать. Из четырех жизнеспособных эмбрионов, о которых пишет ученый, всего в двух произошли изменения в гене CCR5. При этом только в одном случае изменились обе копии ДНК: и материнская, и отцовская. В другом эмбрионе изменения коснулись только одной из парных хромосом. Но даже в первом случае в ДНК возникла не хорошо изученная мутация CCR5 delta 30, а полная поломка гена, делающая его полностью нефункциональным. Как такая мутация может повлиять на здоровье носителя, пока не ясно. Во втором случае, где изменения коснулись только одной копии ДНК, возникла еще одна уникальная мутация — вырезание укороченного фрагмента гена. Хэ пишет, что у такого эмбриона должна возникнуть частичная устойчивость к ВИЧ, но никаких экспериментальных доказательств этого не предъявляет.

Отсутствие дополнительных мутаций тоже доказать не удалось

Появление нецелевых мутаций, вызванных недостаточной точностью «молекулярных ножниц» Cas9, является одной из основных опасностей, связанных с использованием редактирования генома. Результаты, которые приводит Хэ, говорят о том, что это вполне реальная проблема. Ученый установил последовательность ДНК для нескольких клеток, взятых из двух эмбрионов до имплантации, а также из пуповинной крови — и, как оказалось, по крайней мере один из эмбрионов точно содержит клетки с нецелевыми мутациями. Это, однако, не значит, что у второго эмбриона таких мутаций нет: невозможность узнать это наверняка возникает из-за другой проблемы — мозаицизма, то есть появления различий в ДНК у разных клеток одного и того же эмбриона. В норме такого быть не должно.

В разных клетках эмбрионов произошли разные изменения, но Хэ это проигнорировал

Проблема генетического мозаицизма при редактировании генома заключается в том, что разные клетки эмбриона после инъекции конструкции CRISPR/Cas9 могут получить разные мутации. В таком случае невозможно точно установить общее число нецелевых мутаций: для того чтобы это сделать, потребовалось бы прочитать ДНК каждой клетки эмбриона, что фактически означает его уничтожение, поскольку для этого геном нужно извлечь из клетки. Те результаты, которые приводит Хэ, говорят лишь о том, что нецелевые мутации присутствуют, однако их количество невозможно оценить.

То, что мозаицизм действительно затронул Лулу и Нана, было понятно еще из слайдов презентации Хэ, где приведены результаты прочтения ДНК. Сейчас, после публикации выдержек из рукописи, это предположение полностью подтвердилось. При этом выяснилось, что ученый в своей рукописи никак не обсуждает мозаицизм и его последствия. Привлеченные MIT Technology Review эксперты предполагают, что Хэ не считает его проблемой — хотя данные говорят о прямо противоположном.

Ученый не проверил, защищают ли от ВИЧ те «правки», которые он внес в геном детей

Работа, которую китайский ученый в своей статье позиционирует как важный шаг в борьбе с ВИЧ, не содержит ключевых экспериментов, в которых было бы показано, что вирус действительно не может проникнуть в измененные клетки. Как указывают эксперты, сделать это было несложно — для этого достаточно выделить клетки из крови близнецов и провести с ними стандартный эксперимент в лаборатории, — но это Хэ даже не обсуждает.

По мнению опрошенных редакцией MIT Technology Review специалистов, это говорит о том, что ученый, видимо, выбрал ВИЧ для своих экспериментов «лишь для того, чтобы найти оправдание использованию самой технологии CRISPR/Cas9».

Родители близнецов, по-видимому, не вполне понимали, ради чего соглашаются на эксперимент

В супружеской паре, с которой работал китайский ученый, отец был носителем ВИЧ. Из статьи и видеозаписи, которую еще в ноябре опубликовал Хэ, кажется, что редактирование генома — единственный способ для супружеской пары иметь здоровых детей. Но это не так: очистить от вируса половые клетки мужчины можно без какого-либо геномного редактирования, с помощью довольно простой процедуры — отмывки от семенной жидкости, в которой может содержаться вирус. Этот метод был многократно испытан, и сегодня существуют даже виртуальные банки спермы, донорами которых являются ВИЧ-положительные мужчины.

Хэ Цзянькуй рассказывает о своем эксперименте и близнецах. Видео ноября 2018 года
The He Lab

Из рукописи не ясно, понимали ли родители близнецов, зачем вообще им проводить эксперимент по редактированию генома, если передачу ВИЧ можно предотвратить другим, испытанным путем. По словам экспертов, возможным мотивом могла быть помощь с оплатой самой процедуры ЭКО, которая иначе была бы для них недоступна.

Геномное редактирование — неподходящий инструмент для борьбы с эпидемией ВИЧ

В самом начале своей статьи китайский ученый утверждает, что редактирование геномов по его методике могло бы стать эффективным инструментом борьбы с эпидемией ВИЧ и помочь миллионам людей. При этом не ясно, как использование этой трудоемкой и дорогой технологии (затрагивающей только новорожденных, а не взрослых людей) может что-то изменить в масштабах всей человеческой популяции — притом что уже сейчас для ВИЧ существует вполне эффективная антивирусная терапия и средства, защищающие от инфекции.

Молекулярный биолог, специалист по редактированию геномов Федор Урнов прокомментировал эти заявления следующим образом: «Утверждение, что редактирование эмбрионов поможет миллионам, в равной степени безумно и возмутительно и сродни утверждению, что лунная прогулка 1969 года приносит надежды миллионам людей, стремящихся жить на Луне».

Полный текст статьи до сих пор недоступен. Вот его краткое содержание

Традиционно каждая научная статья снабжается ее авторами кратким содержанием, или абстрактом. Оно открыто публикуется даже теми журналами, которые требуют подписки для прочтения полного текста. Вот перевод абстракта неотрецензированной и неопубликованной статьи Хэ и его соавторов:

Перевод:

Рождение близнецов после редактирования генома для придания устойчивости к ВИЧ

Миллионы детей ежегодно рождаются с наследственными генетическими заболеваниями или инфекционными заболеваниями, приобретенными от родителей. Недавно разработанная технология редактирования генома CRISPR-Cas9 может обеспечить эффективную и экономичную терапевтическую стратегию для лечения заболеваний с генетическим компонентом. Редактирование генома на эмбриональной стадии имеет потенциал перманентного излечения болезни и придания устойчивости к патогенным инфекциям. В этой работе мы сообщаем о первом случае рождения человека с отредактированным геномом: девочки-близнецы, которые подверглись редактированию генов CCRS5 в качестве эмбрионов, родились нормальными и здоровыми в ноябре 2018 года. Их отец был носителем ВИЧ. Мы использовали CRISPR-Cas9 для воспроизведения распространенного генетического варианта гена CCR5 в оплодотворенных яйцеклетках во время процедуры экстракорпорального оплодотворения с целью помочь близнецам родиться с собственной естественной защитой от ВИЧ-инфекции. Секвенирование генома во время предымплантационного генетического тестирования и после рождения подтвердило, что гены CCR5 близнецов были успешно отредактированы, и, таким образом, ожидается, что они будут обладать полной или частичной устойчивостью к ВИЧ. Никаких побочных эффектов, больших делеций или онкогенных мутаций не наблюдалось. В работе мы предлагаем новую терапию, которая позволит создать приобретенный иммунитет к ВИЧ и контролировать эпидемию ВИЧ. Мы ожидаем, что редактирование генома эмбрионов человека даст новую надежду миллионам семей, ищущих здоровых детей, свободных от наследственных или приобретенных опасных для жизни заболеваний.

Оригинал:

Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance

Jinzhou Qin, Yangran Chen, Xiaoging Zhou, Shuo Song, Kaijing Chen, Rui Chen, Yuanlin Chen, Hua Bai, Michael W. Deem, Jiankui He

Millions of children are born annually with inherited genetic diseases or infectious diseases acquired from parents. The recently developed CRISPR-Cas9 genome editing technique may provide an efficient and cost-effective therapeutic strategy to cure diseases with a genetic component. Genome editing at the embryonic stage has potential to permanently cure disease and confer resistance to pathogenic infections. Here, we report the first birth from human gene editing: twin girls who had undergone CCRS5 gene editing as embryos were born normal and healthy in November 2018. Their father was an HIV carrier. We used CRISPR-Cas9 to reproduce a prevalent genetic variant of the CCR5 gene in fertilized oocytes during in vitro fertilization procedure, with the aim of helping the twins to be born with their own natural protection against HIV infection. Genome sequencing during pre-implantation genetic testing and after birth confirmed that the twins» CCR5 genes were edited successfully and are thus expected to confer either complete or partial HIV resistance. No off-targets, large deletions or pathogenic cancer gene mutations was observed. We here bring a novel therapy to enable acquired immunity to HIV and to control the HIV epidemic. We anticipate that human embryo genome editing will bring new hope to millions of families seeking healthy babies free from inherited or acquired life-threatening diseases.

Александр Ершов

Sign in to follow this  


0 Comments


Recommended Comments

There are no comments to display.

Guest
Add a comment...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...