Det första genetiskt modifierade barnet. De första genetiskt modifierade barnen föddes i Kina. är det möjligt

He Jiankui, en vetenskapsman vid Southern University of Science and Technology i Shenzhen, meddelade att han hade implanterat ett genomredigerat foster i livmodern för första gången i världen. Enligt honom ledde graviditeten till att två friska tvillingflickor föddes, som hette Lulu och Nana.

Syftet med detta arbete, enligt forskaren, var födelsen av barn med resistens mot hiv. Forskaren använde den vanliga CRISPR-cas9 genredigeringsmetoden. Efterföljande DNA-analys visade att redigeringen var framgångsrik, och förändringarna påverkade endast den önskade genen. Vi pratar om CCR5-genen: den kodar för ett protein som låter det mänskliga immunbristviruset komma in i cellen. Mutationer i denna gen, som ger resistens mot HIV till bäraren, finns med låg frekvens i vissa mänskliga populationer.

I en video som lagts ut på Youtube berättar He Jiankui om hur arbetet gick till: molekylapparaten CRISPR-cas9 infördes i ägget tillsammans med faderns spermier vid tiden för artificiell insemination. Enligt honom är tjejerna helt friska och är hemma hos sina föräldrar.

Detaljerna i arbetet har inte publicerats i peer-reviewed vetenskapliga tidskrifter, och vetenskapsmannens uttalanden har inte bekräftats av en oberoende granskning. Dokument inlämnade till det kinesiska registret för kliniska prövningar. Genomredigeringsspecialisten Fedor Urnov från Altius Institute for Biomedical Sciences i Seattle granskade på begäran av den vetenskapliga pressen de inlämnade dokumenten och kom till följande slutsats: "Datan som jag har sett motsäger inte påståendet att redigeringen gjorde äga rum." Men enligt honom, för slutliga slutsatser, bör en oberoende analys av flickors DNA utföras.

Budskapet från den kinesiska forskaren väcker flera frågor. För det första är ett av de olösta problemen med att använda CRISPR-cas9-teknologi den höga sannolikheten för oönskade förändringar vid slumpmässiga punkter i genomet. För att säkerställa att detta inte hände i det här fallet, är det nödvändigt att genomföra en fullständig avkodning av patienternas genom, och eventuellt också se till att det inte finns någon mosaicitet (det vill säga att oönskade mutationer inte bara uppträdde i celler i vissa kroppsvävnader). Dr. Hes uttalande tyder inte på att en sådan storskalig inspektion genomfördes.

För det andra, när man beslutar om det etiska i användningen av genredigeringsteknik, övervägs vanligtvis en balans mellan de möjliga farliga konsekvenserna av själva ingreppet och svårighetsgraden av sjukdomen som antas förhindras genom genredigering. Om denna sjukdom är dödlig eller medför allvarlig funktionsnedsättning, så kan man teoretiskt stå ut med till och med en ganska hög risk. Men i detta fall var föremålet för interventionen ett helt friskt embryo.

För närvarande har medicinska procedurer utvecklats som nästan helt utesluter möjligheten av överföring av HIV från förälder till barn. I synnerhet om mamman är smittad föds barnet med kejsarsnitt, vilket minskar risken för infektion till en acceptabelt låg nivå. Men i fallet med Lulu och Nana var mamman inte en hiv-bärare. Fadern var smittad och i det här fallet reduceras smittorisken till noll om de enklaste sanitära försiktighetsåtgärderna iakttas. I vilket fall som helst var experternas allmänna uppfattning att det inte fanns något behov av att tillgripa den dyra och farliga metoden för genredigering med CRISPR-cas9-teknik.

He Jiankui hävdar inte att syftet med arbetet var att förhindra HIV-infektion. I en intervju med The Associated Press uppgav han att han hade för avsikt att se till att andra par där båda föräldrarna är hiv-positiva får möjlighet att föda ett friskt barn.

Samtidigt hävdar Dr. He att han överväger att redigera det mänskliga genomet endast för att förhindra hotet om sjukdomar. Enligt hans åsikt borde det vara strängt förbjudet att redigera genomet för att ändra färgen på ett barns ögon eller öka hans IQ. "Jag är medveten om att mitt arbete kommer att orsaka kontroverser, men jag tror att många familjer behöver det, och därför är jag redo att acceptera kritik", säger He Jiankui till tidningen Nature.

Genetisk redigering av mänskliga foster strider mot de rekommendationer som antogs av det kinesiska hälsoministeriet 2003. He Jiankuis arbete bryter dock inte mot kinesisk lag.

Detaljer om den kinesiska forskarens arbete och olika experters åsikter finns i

Forskare runt om i världen tävlar i sin utveckling om att bli de första att skapa ett genetiskt modifierat barn. De bryr sig bara om teknik och personliga karriärer och kommer att fortsätta kämpa för att ta bort restriktioner för deras arbete.”

Kina meddelade till exempel att de hade skapat en ny ras av genetiskt modifierade hundar "från ett provrör". Sett till muskelmassa är de dubbelt så stora som sina släktingar, de har mycket större styrka och snabbhet.

Forskare förklarade att hundens arvsmassa är svårt att modifiera och påminner mycket om människan. Och detta betyder att liknande manipulationer i framtiden kan utföras med människor.

Det dök omedelbart upp antaganden i pressen om att kinesernas mål inte alls var att föda upp championhundar, utan att utveckla teknik som skulle tillåta skapandet av övermänniskor, soldater med övermänsklig styrka och utan att känna till trötthet, som amerikanska seriefigurer.

Direktör för Human Genetics Alert, en organisation som förenar motståndare till genetiska experiment, sa David King:

I det första experimentet med kloning av hundar tog kinesiska forskare bort myostatingenen från dem, vilket gjorde det möjligt att skapa muskulösa monster. Det är möjligt att någon kommer att vilja producera superpredatorer eller supergiftiga insekter som kan användas som biologiska vapen.

Visserligen slutade det enda offentliga djurkloningsexperimentet i Europa i ett misslyckande. Fåren Dolly, klonad av britterna, var ofta sjuk och levde bara sex år.

På Institute of Biological Medicine i Guangzhou kallas experimentet med hundar för ett vetenskapligt genombrott, tidigare lyckades bara koreaner klona en hund. Men i Kina klonades för första gången en hund med önskade egenskaper.

King tror att det finns allt fler försök att modifiera mänskliga embryon. Detta kan leda till konstruktion av designade bebisar. Föräldrar kommer att beordra läkare vilken typ av barn de vill skaffa. I USA händer detta redan - vackra och smarta kvinnor får mycket mer betalt för sina ägg.

En annan amerikansk specialist, James Grifo, banade väg för överföringen av cellkärnan från äldre kvinnors ägg till unga. Som ett resultat föds barn med tre genetiska föräldrar samtidigt. Efterfrågan på denna tjänst kan mycket väl berika gentekniker.

Massiva symposier hålls över hela Amerika där sådana specialister främjar sin teknologi. Princeton-biolog Lee Silver medger att beställning av ett barn med de önskade egenskaperna endast kommer att vara tillgängligt för en liten grupp av eliten, det vill säga med tiden kommer mänskligheten att delas upp i en härskande genetiskt förbättrad ras och vanliga dödliga som arbetar för den.

Hela den vetenskapliga världen, och inte bara den vetenskapliga, blev upprörd av nyheterna från Kina. Det blev känt att för första gången i världen föddes genetiskt modifierade barn - det här är tvillingar, flickor. Pappan-farföräldern, så att säga, den kinesiska forskaren redigerade embryona så att de nyfödda skulle bli immuna mot hiv. Och påstår att allt löste sig.

Hittills har ingen sett dessa barn, och resultaten har inte bevisats av någonting. Även om sådana experiment med människor inte är tillåtna någonstans i världen, förstår alla att vetenskapen förr eller senare skulle passera denna gräns. Det visar sig att nu kan du bokstavligen "göra" en ny superman på beställning.

"Två vackra små kinesiska flickor vid namn Lulu och Nana kom till denna värld gråtande högt", berättar Dr. Han med känslor om sitt experiment. Han hävdar att han lyckades redigera generna, och i framtiden kommer dessa nyfödda flickor aldrig att få hiv. Bebisar är inte visade än, men Dr. Han har redan sagt: allt löste sig.

"När embryona fortfarande var väldigt unga tog vi bort kryphålet i genomet genom vilket HIV infekterar kroppen", förklarade He Jiankui, en forskare vid Shenzhen Southern University of Science and Technology.

Sju par deltog i experimentet. Alla män i dessa par är hiv-smittade, medan kvinnorna är friska. Alla genomgick konstgjord insemination. Men bara en kvinna klarade sig. Hon födde två flickor. Enligt forskaren är en gen helt förändrad, medan den andra är delvis.

"Världen har gått framåt i genredigering. Det kommer alltid att finnas någon som kommer att göra det. Om inte jag, så någon annan, sa vetenskapsmannen.

"Vi kan nu behandla sjukdomar på gennivå - det är det som är viktigt. Detta kommer att hjälpa människor med sällsynta sjukdomar, särskilt de med hiv, att inte längre diskrimineras”, säger Lin Zhitong, administratör på sjukhuset.

Så när allt kommer omkring, vad är det: ett genombrott inom medicinen eller ett farligt experiment? I genetikens värld är de skeptiska: även om det inte finns en enda publikation i en specialiserad tidskrift, höll Dr. Han studien hemlig för det vetenskapliga samfundet. Forskare studerar mänskliga celler in vitro, inklusive i Ryssland, men innan dess vågade ingen uthärda och föda ett genetiskt modifierat barn.

"Ett av målen är att göra dessa molekylära saxar som klipper DNA så exakt att sannolikheten för att någon sida klipper DNA på fel plats är försumbar. Det verkar för mig att det kommer att ta ganska många år innan en person dyker upp någonstans i vars embryo något har förändrats med hjälp av någon genteknik, säger Candidate of Biological Sciences, seniorforskare vid Institutet för informationsöverföringsproblem vid Ryska akademin. Vetenskaper Alexander Panchin.

Utomlands har redan fördömt denna erfarenhet av en kinesisk läkare, säger de, varför öppna Pandoras ask?

"Det finns fortfarande mycket arbete att göra för att bevisa att denna procedur är säker. Jag skulle säga att födseln av barn i detta experiment, med denna teknik, inte borde tillåtas ännu. För närvarande är detta för tidigt, ”Kiran Musunuru, en läkare från University of Pennsylvania, uttryckte förtroende.

"Jag tror att detta är ett brott mot vad som rekommenderades i ett meddelande som släpptes förra året av National Academy of Sciences. Den upprätthöll ett öppet och transparent förhållningssätt till nyheter om kliniska experiment i embryomodifiering. Förloppet för dessa experiment bör vara väl förberedda och utföras i enlighet med de standarder som fastställts av den internationella sammanslutningen av forskare. Jag tror inte att i det här fallet var alla krav uppfyllda, säger Jennifer Downa, professor vid University of California i Berkeley.

Till och med Dr. Hes hemuniversitet skyndade sig att förneka honom och sa att vi inte visste någonting. Och de kinesiska myndigheterna reagerade så här.

"Det officiella uttalandet från Folkrepubliken Kinas statliga kommitté för hälsa och planerad förlossning: media rapporterade födelsen av genetiskt modifierade barn med immunitet mot HIV. Kommittén övervakar detta faktum noga och har redan instruerat Guangdongprovinsens hälsokommitté att genomföra en grundlig undersökning”, heter det i det officiella uttalandet.

Genomredigeringstekniken i sig är inte ny, för att uttrycka det milt. Det har länge använts i urvalet av jordbruksgrödor. Och i samma Kina förändrar de med hjälp av denna teknik djurens DNA. Experiment med genmodifiering i Kina är inte förbjudna, men uppmuntras till och med. Det är ännu inte känt vad denna erfarenhet av Dr. Han kommer att leda till, men det är redan klart: experimentet på människor här är inte det sista.

Det sensationella uttalandet från en kinesisk vetenskapsman om födelsen av de första genetiskt modifierade barnen chockade forskarsamhället och orsakade en uppsjö av kritik - både från hans kollegor, genetiska experter och från landets officiella myndigheter och internationella organisationer.

Hans experiment - tydligen ganska framgångsrikt - kallades galet och till och med monstruöst. Även om professor He själv hävdar att han bara gjort nyfödda tvillingar resistenta mot HIV-infektion.

Samtidigt, ur vetenskapens synvinkel, hände inget speciellt – och ännu mer revolutionerande – inte. Forskare har länge kunnat ändra DNA hos växter och djur för att ge dem de önskade egenskaperna, och denna teknik används aktivt inom medicin och livsmedelsindustrin.

Dessutom var det för upptäckter inom området riktad evolution som Nobelpriset i kemi delades ut i år.

Så vad gjorde professor He Jiankui? Och varför orsakade hans uttalande omedelbart skandal och ilska i det professionella samhället?

Vad är kärnan i experimentet?

Enligt professor He själv tog han ett ägg som befruktats av en hiv-infekterad far och redigerade dess DNA, och tog bort en del av CCR5-genen, genom vilken immunbristviruset ansluter sig till cellerna.

Denna "stympade gen" förekommer naturligt hos cirka 10 % av européerna på grund av en naturlig mutation som inträffade för cirka 700 år sedan.

Enligt en version var dess bärare mindre mottagliga för infektion med böldpest - och mutationen fixerades evolutionärt som ett resultat av digerdöden-epidemin, eftersom de överlevande förde vidare den muterade genen till sina ättlingar.

Så om tvillingar verkligen saknar en del av CCR5, är de biologiskt immuna mot den vanligaste typen av HIV-infektion.

Är det möjligt?

Otvivelaktigt. Experter tvivlar inte på att ett sådant experiment kan genomföras i praktiken.

CRISPR-Cas-teknologin, utvecklad för flera år sedan, gör det möjligt att mycket effektivt göra förändringar i DNA genom att skära bort de sektioner som forskarna behöver från gener.

Det är ganska lätt att använda och används flitigt i biologiska laboratorier runt om i världen - för både medicinska och industriella ändamål.

Enligt He deltog åtta gifta par i experimentet (alla åtta män är bärare av HIV-infektion). Förutom de redan födda tvillingarna bör ytterligare ett genetiskt modifierat barn födas inom en snar framtid.

Varför tvivlar då forskare på professorns ord?

För det första är det väldigt konstigt att He Jiankui pratade om sitt experiment genom att lägga upp en video på YouTube, och inte på det traditionella sättet - genom att skicka in motsvarande artikel till en vetenskaplig tidskrift, där den kunde studeras av genetiska experter.

För det andra vägrar han att avslöja inkognitot för deltagarna i experimentet – världen har ännu inte visats varken de förmodat födda tvillingarna eller deras föräldrar.

För det tredje, vid Southern University of Science and Technology, där professor He är listad, sa de att de inte visste något om experimentet, och vetenskapsmannen själv hade varit tjänstledig utan lön sedan februari.

För det fjärde, om det uttalade målet med experimentet, som vetenskapsmannen själv hävdar, är att hjälpa familjer att bli av med ärftliga sjukdomar, så ser valet av infektion väldigt konstigt ut. HIV är ingen genetisk sjukdom, och dessutom kan överföringen av viruset till embryot hur som helst förhindras med välkända och allmänt använda kliniska metoder, utan DNA-redigering.

Vad är faran med genomredigering?

I allmänhet låter idén om att bli av med allvarliga ärftliga sjukdomar genom att ersätta ett "defekt" DNA-segment lockande och ser mycket lovande ut ur medicinutvecklingens synvinkel. Det är sant att det inte är känt hur artificiella mutationer kan påverka kroppen på lång sikt – vår kunskap om vårt eget genom är långt ifrån uttömmande.

Problemet med sådan genredigering ligger dock främst på det etiska planet.

Att göra ändringar i den genetiska koden kan i framtiden leda till skapandet av "konstruktörsbarn" - när föräldrar på förhand kan välja egenskaper hos det ofödda barnet. Inte bara kön, hårfärg eller ögonform, utan också förväntad livslängd, motståndskraft mot vissa sjukdomar eller till och med ökade mentala förmågor. Och han kommer i sin tur att vidarebefordra alla dessa tecken till sina ättlingar.

Det är klart att förfarandet med "individuell konstruktion" av DNA kommer att vara överkomligt endast för ganska rika människor - och social ojämlikhet riskerar, enligt motståndare till metoden, att få fotfäste på den biologiska nivån.

Det är därför som experiment på detta område är förbjudna i de flesta länder.

Och även där de är tillåtna i princip (till exempel i Storbritannien - just för att studera möjligheten att behandla svåra ärftliga sjukdomar) finns det strikta regler som kräver förstörelse av alla modifierade embryon i tidiga skeden.

Det är därför som födelsen av de första genetiskt modifierade barnen - om det verkligen hände - skulle kunna innebära en ny sida i historien om inte bara medicinen utan för hela mänskligheten.

"Pandoras ask är öppen. Och kanske har vi fortfarande ett svagt hopp om att det kan stängas innan det är för sent”, heter det i ett öppet brev som hans kollegor skickat till professor He.

Frågan om etiken i ett sådant experiment och dess värde för att bevara människors hälsa i framtiden diskuteras aktivt av världssamfundet av forskare, men kinesiska forskare, enligt dem, vägleddes inte av en törst efter berömmelse på en planet. skala, men med de mest humana målen - att skydda mänskligheten från HIV.

Ändringens syfte

Forskaren He Jiankui avslöjade att han ändrade DNA från embryon för flera par som behandlades för infertilitet. En graviditet har slutat framgångsrikt hittills.

Genetikern förklarade att hans mål inte var att bota eller förebygga en ärftlig sjukdom, utan att försöka ge barn en förmåga som få människor har naturligt – förmågan att stå emot en trolig framtida infektion med HIV, AIDS-viruset.

Kärnan i experimentet

Den kinesiska forskaren har praktiserat genmodifiering i möss, apor och mänskliga embryon i labbet i flera år. Forskaren planerar att patentera sin metod.

Valet av HIV för genkorrigering He Jiankui förklaras av det faktum att denna sjukdom är ett allvarligt problem i Kina. Han letade efter ett sätt att blockera CCR5-genen, som gör att immunbristviruset kan komma in i cellen.

Alla män i projektet var hiv-positiva, men kvinnorna var det inte. Genförändringen var inte avsedd att förhindra en liten risk för överföring av viruset – hos fäder var det redan djupt undertryckt av standardläkemedel, och det finns enklare och säkrare sätt att undvika infektion av avkomman än korrigering på DNA-nivå.

Avsikten var att erbjuda par som lever med hiv chansen att uppfostra ett barn skyddat från viruset.

Forskaren rekryterade deltagare genom en Peking-baserad grupp som heter Baiualing. Dess ledare, känd under pseudonymen "Bai Hua", noterade att det inte är ovanligt att personer med hiv förlorar sina jobb eller har problem med att få tillgång till sjukvård.

Modifieringsalgoritm

Förändringen i arvsmassan började under IVF – provrörsbefruktning. Först "tvättades" spermierna för att minska sannolikheten för att HIV introduceras i embryona. En spermie placerades i ett ägg. Sedan tillsattes ett ämne som påverkar generna.

Vid utvecklingsstadiet av embryon vid en ålder av 3 till 5 dagar togs flera celler bort och kontrollerades för förändringar. Paren hade ett val - att använda embryon modifierade eller undvikas av tredje parts inblandning i DNA-strukturen för befruktning. Enligt He Jiankui modifierades 16 av 22 embryon, 11 användes i sex implantationsförsök för att uppnå en dubbelgraviditet.

Tester visade att den ena tvillingen hade ett par modifierade gener, den andra bara en, utan några bevis för en effekt på de andra. Individer med en genförändring är fortfarande mottagliga för att smittas av hiv, även om viss forskning tyder på att sjukdomen sannolikt kommer att utvecklas långsammare om en sådan person blir smittad.

Forskarna analyserade materialet från He Jiankui. Deras slutsatser var inte entydiga, eftersom det för närvarande inte finns tillräckligt med information för att säga hur fördelaktig eller skadlig ändringen kommer att vara.

Experimentets etik: forskarnas åsikt

Kiran Musunuru från University of Pennsylvania ifrågasatte etiken kring sådan användning av embryon i ett försök till befruktning, eftersom kinesiska forskare sa att de med stor säkerhet antog att endast ett barn skulle drabbas.

Dr Musunuru noterade att den delvis förändrade tvillingen har lite eller inget ytterligare försvar mot HIV, och ändå exponerades han för en okänd risk. Forskaren anser att användningen av embryot förråder forskarnas huvuduppgift - att testa modifieringen och inte leta efter möjligheten att undvika sjukdomen.

Även om genfixen fungerar, har människor utan de normala CCR5-generna en högre risk att få vissa andra virus, såsom West Nile eller en dödlig variant av influensa. Eftersom det finns många sätt att förebygga HIV-infektion är den ökade risken att få och utveckla andra dödliga sjukdomar inte ett problem, utan tvärtom utsätter en person för en ännu större risk.

Det finns också frågor om varför ledaren för experimentet officiellt meddelade det vetenskapliga samfundet i Kina efter starten av kliniska prövningar.

Det är inte helt klart om deltagarna i upplevelsen till fullo förstår dess syfte, potentiella risker och fördelar. Till exempel hänvisar samtyckesdokumenten för försöket till experimentet som "AIDS Vaccine Development Program".

Denna typ av genmodifiering utanför kliniska laboratorier är förbjudna i Ryssland, USA och ett antal andra länder eftersom de kan orsaka oförutsedda DNA-förändringar i kommande generationer.

Forskare är splittrade. Någon anser att risken är motiverad och mänskliga experiment som etiska, men många har erkänt sådana tester som omoraliska. Upplevelsen kallades skrupellös, för tidig.

Den välkände genetikern George Chech från Harvard University har dock uttalat sig för att stödja sådan forskning, eftersom han ser hiv som ett allvarligt och växande hot mot samhället. Chefen för etikgruppen talade också till landsmannens försvar. Han sade, "Vi tycker att det är etiskt."

Förexperimentforskning

Under de senaste åren har forskare upptäckt ett relativt enkelt sätt att korrigera gener. Ämnet, som kallas CRISPR-cas9, låter dig påverka DNA för att få den nödvändiga genen att fungera eller undertrycka den som orsakar problem.

Denna metod har först nyligen testats på vuxna i ett försök att bota dödliga sjukdomar. Förändringar i detta fall är begränsade, endast en person utsätts för dem. Experiment på ägg och spermier är förbjudna i nästan alla länder, eftersom de kan provocera fram ärftliga mutationer.

Forskarnas ansvar och föräldrarnas medvetenhet

He Jiankui är säker på att han gjorde klart för deltagarna i experimentet syftet med studien och tipsade om att förändring av embryonens gener aldrig har testats tidigare och medför potentiella risker.

Forskaren lovade att tillhandahålla försäkringsskydd för alla barn som är avlade som en del av projektet, och planerar medicinsk övervakning tills de är 18 år gamla, och, med förbehåll för samtycke, därefter. En del av kontraktet var gratis infertilitetsbehandling för kvinnorna som var inblandade i experimentet.

Ytterligare försök till sådan befruktning avbryts tills processens säkerhet kan analyseras och bekräftas.