Перша генномодифікована дитина. У китаї народилися перші генетично модифіковані діти. Чи це можливо

Вчений з Південного університету науки і технологій у Шеньчжені на ім'я Хе Цзянькуй оголосив про те, що вперше у світі імплантував у матку зародок, підданий геномному редагуванню. За його твердженням, вагітність призвела до народження двох здорових дівчат-близнюків, яких назвали Лулу та Нана.

Метою цієї роботи, за словами дослідника, було народження дітей, які мають стійкість до ВІЛ. Вчений використовував простий спосіб редагування генів CRISPR-cas9. Подальший аналіз ДНК показав, що редагування пройшло успішно, причому зміни торкнулися лише необхідний ген. Йдеться про ген CCR5: він кодує білок, що дозволяє вірусу імунодефіциту людини проникнути в клітину. Мутації у цьому гені, що забезпечують носієві стійкість до ВІЛ, з невеликою частотою є у деяких людських популяціях.

У ролику, опублікованому на Youtube, Хе Цзянькуй розповідає про те, як проходила робота: молекулярний апарат CRISPR-cas9 був уведений у яйцеклітину разом із батьківською спермою в момент штучного запліднення. За його словами, дівчатка абсолютно здорові та перебувають удома зі своїми батьками.

Деталі роботи не були опубліковані в науковій періодиці, що рецензується, а заяви вченого не підтверджені незалежною експертизою. Документи подано до китайського реєстру клінічних випробувань. Фахівець з геномного редагування Федір Урнов з Інституту біомедичних наук Альтіус у Сіетлі на прохання наукової преси ознайомився з поданими документами і дійшов такого висновку: «Дані, які я бачив, не суперечать заявою про те, що редагування справді мало місце». Проте, за його словами, для остаточних висновків слід здійснити незалежний аналіз ДНК дівчаток.

Повідомлення китайського дослідника викликає кілька запитань. По-перше, однією з невирішених проблем застосування технології CRISPR-cas9 залишається висока ймовірність небажаних змін у випадкових точках геному. Щоб переконатися в тому, що в даному випадку це не сталося, необхідно провести повну розшифровку геномів пацієнтів, а можливо, ще й додатково впевнитись у відсутності мозаїчності (тобто в тому, що небажані мутації не з'явилися лише у клітинах деяких тканин тіла). Заява лікаря Хе не містить вказівок на те, що така великомасштабна перевірка була проведена.

По-друге, при вирішенні питання про етичність застосування технологій генного редагування зазвичай розглядається баланс між можливими небезпечними наслідками самого втручання та тяжкістю захворювання, яке передбачається запобігти шляхом редагування генів. Якщо це захворювання смертельно або спричиняє важку інвалідність, то теоретично можна змиритися навіть із досить високим ризиком. Проте в даному випадку об'єктом втручання став здоровий ембріон.

В даний час розроблені медичні процедури, що практично повністю виключають можливість передачі ВІЛ від батька до дитини. Зокрема, якщо інфікована мати, то дитина з'являється на світ за допомогою кесаревого розтину, що зводить ризик інфекції до низького рівня. Однак у випадку з Лулу та Наною мати не була носієм ВІЛ. Інфікованим був батько, і в такому разі ризик зараження зводиться до нуля за дотримання найпростіших санітарних застережень. У будь-якому випадку, на думку експертів, не було жодної необхідності вдаватися до дорогого і небезпечного методу редагування генів за допомогою технології CRISPR-cas9.

Хе Цзянькуй і не стверджує, що метою роботи було запобігання зараженню ВІЛ. У своєму інтерв'ю Associated Press він заявив, що мав намір забезпечити іншим парам, де обидва батьки ВІЛ-інфіковані, можливість народити здорову дитину.

При цьому доктор Хе стверджує, що вважає редагування людського геному допустимим лише з метою запобігання загрозі захворювання. На його думку, редагування геному з метою змінити колір очей дитини або підвищити його IQ має бути найсуворіше заборонено. «Я усвідомлюю, що моя робота викличе суперечки, але я вважаю, що вона потрібна багатьом сім'ям, і тому я готовий прийняти на себе критику», - сказав Хе Цзянькуй журналу Nature.

Генетичне редагування людських зародків суперечить рекомендаціям, ухваленим Міністерством охорони здоров'я Китаю у 2003 році. Проте робота Хе Цзянькуя не порушує норми китайського законодавства.

Докладно про роботу китайського дослідника та думки різних експертів можна прочитати в

Вчені всього світу змагаються у своїх розробках, щоб стати першими, хто створить генетично модифіковану дитину. Їх хвилюють лише технології та особиста кар'єра, і вони продовжать боротьбу за зняття обмежень у своїй роботі».

Китаї, наприклад, оголосили, що створили нову породу генетично модифікованих собак із пробірки. По м'язової масі вони вдвічі перевершують своїх родичів, мають значно більшу силу і швидкість.

Вчені пояснили, що геном собаки важко піддається модифікації і дуже схожий на людський. А це означає, що у перспективі аналогічні маніпуляції можна здійснювати і з людьми.

У пресі відразу з'явилися припущення, що метою китайців було зовсім не виведення собак-чемпіонів, а розробка технології, яка дозволить створювати суперлюдей, солдатів, які мають нелюдську силу і не втомлюються на зразок героїв американських коміксів.

Директор організації Human Genetics Alert, яка об'єднує противників генетичних експериментів, Девід Кінг заявив:

У першому експерименті з клонування собак китайські вчені прибрали з них ген міостатин, що дозволило створити мускулистих монстрів. Не виключено, що комусь захочеться зробити на світ і суперхижаків чи надотруйних комах, які можуть бути використані як біологічна зброя.

Щоправда, єдиний публічний експеримент із клонування тварин у Європі закінчився провалом. Клонована британцями овечка Доллі часто хворіла та прожила лише шість років.

В Інституті біологічної медицини в Гуанчжоу експеримент із собаками називають науковим проривом, раніше лише корейцям вдалося клонувати собаку. Але в Китаї вперше клонували собаку із заданими властивостями.

Кінг вважає, що все частіше спостерігаються спроби зміни людських ембріонів. Це може призвести до конструювання дизайнерських немовлят. Батьки замовлятимуть медикам, яких саме дітей вони хочуть отримати. У США це вже відбувається — красивим та розумним жінкам там платять набагато більше за їхні яйцеклітини.

Інший фахівець із США Джеймс Гріфо став першопрохідцем у перенесенні клітинного ядра з яйцеклітин літніх жінок молодим. В результаті народжуються діти одразу з трьома генетичними батьками. Попит на цю послугу може збагатити генних інженерів.

По всій Америці проводять багатолюдні симпозіуми, на яких такі фахівці пропагують свої технології. Біолог з Прінстона Лі Сільвер визнає, що замовлення дитини із заданими властивостями буде доступне лише маленькій групі еліти, тобто згодом людство розділиться на правлячу генетично покращену расу і на звичайних смертних, що працюють на неї.

Весь науковий світ, та й не лише науковий, сколихнула новина з Китаю. Стало відомо, що на світ уперше у світі з'явилися генномодифіковані діти – це близнюки, дівчатка. Батько-прабатько, якщо так можна сказати, китайський учений редагував ембріони для того, щоб у новонароджених з'явився імунітет до ВІЛ. І стверджує, що це вдалося.

Поки що дітей цих ніхто не бачив, і результати не доведені нічим. Хоча ніде у світі такі досвіди з людьми не дозволені, всі розуміють, що рано чи пізно наука перейшла б цю межу. Виходить, що тепер можна буквально «зробити» нової надлюдини на замовлення.

«Дві маленькі красиві китайські дівчинки на ім'я Лулу і Нана з гучним плачем з'явилися на цей світ» – так доктор Хе, розчулюючись, розповідає про свій експеримент. Він стверджує, що йому вдалося відредагувати гени, і в майбутньому ці новонароджені дівчатка ніколи не захворіють на ВІЛ. Малят поки не показують, але доктор Хе вже заявив: все вийшло.

"Коли ембріони були ще зовсім маленькі, ми видалили ту лазівку в геномі, через яку ВІЛ інфікує організм", - пояснив дослідник Південного університету науки та технологій Шеньчжень Хе Цзянькуй.

Сім пар брали участь у експерименті. Кожен чоловік у цих парах заражений ВІЛ, тоді як жінки здорові. Усім провели процедуру штучного запліднення. Але виносити вдалося лише одній жінці. У неї народилися дві дівчинки. За словами вченого, в однієї ген змінено повністю, а в іншій частково.

«Світ просунувся у питаннях редагування генів. Завжди знайдеться той, хто цим займатиметься. Якщо не я, то хтось інший», – заявив вчений.

«Ми можемо тепер лікувати захворювання генетично - ось що важливо. Це допоможе людям із рідкісними захворюваннями, особливо з ВІЛ, більше не бути об'єктом для дискримінації», – наголосив адміністратор лікарні Лін Чжитун.

Так що це: прорив у медицині чи небезпечний експеримент? У світі генетики налаштовані скептично: поки що немає жодної публікації у спеціалізованому журналі - доктор Хе дослідження тримав у таємниці від наукової спільноти. Вчені вивчають людські клітини в пробірці, в тому числі і в Росії, але до цього ніхто не наважувався виносити та народити генномодифіковану дитину.

«Одне із завдань зробити ці молекулярні ножиці, які розрізають ДНК, настільки точними, щоб ймовірність якогось побічного там розрізання ДНК у неправильному місці, вона була мізерно мала. Мені здається, що ще пройде досить багато років, перш ніж десь з'явиться людина, яка в ембріоні за допомогою будь-яких методів генної інженерії щось змінювала», – сказав кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Інституту проблем передачі інформації РАН Олександр Панчін.

За океаном вже засудили цей досвід китайського лікаря, мовляв, навіщо відкривати скриньку Пандори?

«Має бути, як і раніше, багато працювати, щоб довести, що ця процедура безпечна. Я сказав би, що поки не можна допускати народження дітей у цьому експерименті, за цієї технології. На даний момент це передчасно», – висловив упевненість доктор з університету Пенсільванії Кіран Мусунуру.

«Я думаю, що це порушення того, що було рекомендовано у повідомленні, випущеному минулого року Національною академією наук. У ньому підтримувався відкритий та прозорий підхід до новин про клінічні експерименти з модифікації ембріонів. Хід цих досвідів повинен бути добре підготовлений і проходити відповідно до стандартів, запроваджених міжнародною асоціацією вчених. Я не думаю, що в цьому випадку всі вимоги було дотримано», – зазначила професор Каліфорнійського університету в Берклі Дженіфер Даудна.

Навіть рідний університет доктора Хе поспішив відхреститись від нього – мовляв, ми нічого й не знали. А влада КНР відреагувала так.

«Офіційна заява державного комітету КНР у справах охорони здоров'я та планового дітонародження: ЗМІ повідомили про народження генномодифікованих немовлят із імунітетом до ВІЛ. Комітет уважно стежить за цим фактом, вже дано доручення комітету з питань охорони здоров'я провінції Гуандун провести ретельне розслідування», – йдеться в офіційній заяві.

Сама технологія редагування геному, м'яко кажучи, не нова. Її давно використовують у селекції агрокультур. А в тому ж Китаї за допомогою цієї технології змінюють ДНК тварин. Експерименти з модифікацією генів у китайській республіці не заборонені, а навіть заохочуються. Поки невідомо, до чого приведе цей досвід доктора Хе, але вже зрозуміло: експеримент над людьми тут не останній.

Сенсаційна заява китайського вченого про народження перших генетично модифікованих дітей шокувала наукову спільноту та викликала шквал критики — як з боку його колег, експертів-генетиків, так і з боку офіційної влади країни та міжнародних організацій.

Його експеримент — здається цілком успішний — назвали шаленим і навіть жахливим. Хоча сам професор Хе стверджує, що лише зробив новонароджених близнючок стійкими до зараження ВІЛ.

При цьому з погляду науки, нічого особливого — і особливо революційного — не сталося. Вчені давно навчилися вносити зміни в ДНК рослин і тварин, щоб надати їм потрібні властивості, і ця технологія активно використовується в медицині та харчовій промисловості.

Більше того, саме за відкриття в області спрямованої еволюції цього року було вручено Нобелівську премію з хімії.

То що таке зробив професор Хе Цзянькуй? І чому його заява негайно викликала скандал та гнів у професійній спільноті?

У чому суть експерименту?

Як розповів сам професор Хе, він узяв яйцеклітину, запліднену ВІЛ-інфікованим батьком, і відредагував її ДНК, видаливши частину гена CCR5, через який до клітин приєднується вірус імунодефіциту.

Такий «укорочений ген» природно зустрічається приблизно у 10% європейців за рахунок природної мутації, що відбулася близько 700 років тому.

За однією з версій, його носії були менш сприйнятливими до зараження бубонною чумою — і мутація закріпилася еволюційно в результаті епідемії «чорної смерті», оскільки ті, хто вижив, передали ген-мутант своїм нащадкам.

Отже, якщо у близнюків, що народилися, дійсно відсутня частина CCR5, вони біологічно несприйнятливі до найпоширенішого виду ВІЛ-інфекції.

Чи це можливо?

Безперечно. У тому, що подібний експеримент можна здійснити практично, експерти не сумніваються.

Технологія CRISPR-Cas, розроблена кілька років тому, дозволяє дуже ефективно вносити зміни до ДНК, вирізаючи з генів потрібні дослідникам ділянки.

Вона досить проста у використанні і широко використовується в біологічних лабораторіях по всьому світу як з медичними, так і з промисловими цілями.

За словами Хе, в експерименті брало участь вісім подружніх пар (всі вісім чоловіків - носії ВІЛ-інфекції). Крім вже близьких, що народилися, найближчим часом має з'явитися на світ ще одна генетично модифікована дитина.

Чому тоді вчені сумніваються у словах професора?

По-перше, дуже дивно, що Хе Цзянькуй розповів про свій експеримент, виклавши відео на YouTube, а не традиційним чином – відправивши відповідну статтю до наукового журналу, де її могли б вивчити експерти-генетики.

По-друге, він відмовляється розкривати інкогніто учасників експерименту — світові досі не показали ні близнючок, що нібито народилися, ні їхніх батьків.

По-третє, у Південному університеті науки і техніки, де числиться професор Хе, заявили, що нічого не знають про експеримент, а сам учений із лютого перебуває у неоплачуваній відпустці.

По-четверте, якщо заявлена ​​мета експерименту, як заявляє сам учений, допомогти сім'ям позбавитися спадкових хвороб, дуже дивним виглядає вибір інфекції. ВІЛ не є генетичним захворюванням, а крім того, передачу вірусу ембріону і так можна запобігти добре відомим і широко застосовуваним клінічним методам, без редагування ДНК.

У чому небезпека редагування геному?

Загалом ідея позбавлення важких спадкових захворювань шляхом заміни «дефективного» ділянки ДНК звучить привабливо і дуже перспективної з погляду розвитку медицини. Щоправда, невідомо, як штучні мутації можуть позначитися на організмі у довгостроковій перспективі — наші знання про власний геном далеко не вичерпні.

Однак проблема подібного редагування генів лежить в основному в етичній площині.

Внесення змін до генетичного коду може у перспективі призвести до створення «дітей-конструкторів» — коли батьки зможуть заздалегідь вибрати характеристики майбутньої дитини. Не тільки підлога, колір волосся або розріз очей, а й очікувана тривалість життя, стійкість до тих чи інших хвороб або навіть підвищені розумові здібності. А той, своєю чергою, передасть усі ці ознаки своїм нащадкам.

Зрозуміло, що процедура «індивідуального конструювання» ДНК буде по кишені лише досить забезпеченим людям — і соціальна нерівність, як стверджують противники методу, ризикує закріпитися біологічно.

Саме тому експерименти у цій галузі заборонені у більшості країн.

І навіть там, де вони в принципі дозволені (наприклад, у Великій Британії — саме з метою вивчити можливість лікування важких спадкових захворювань), діють суворі правила, що наказують знищувати всі модифіковані ембріони на ранніх стадіях.

Саме тому народження перших генетично модифікованих дітей – якщо це справді сталося – може означати нову сторінку в історії не лише медицини, а й усього людства.

«Скриня Пандори відкрита. І можливо, ми ще маємо слабкий проблиск надії, що його вдасться закрити до того, як стане занадто пізно», — йдеться у відкритому листі, надісланому професору Хе його колегами.

Питання етичності подібного експерименту та його цінності для збереження здоров'я людей у ​​майбутньому активно обговорюється світовою спільнотою вчених, проте китайськими дослідниками, за їхніми словами, керувала не жага слави планетарного масштабу, а найгуманніші цілі – захистити людство від ВІЛ.

Ціль модифікації

Вчений Хе Цзянькуй (He Jiankui) розповів, що він змінив ДНК ембріонів для кількох подружніх пар, які лікувалися від безпліддя. Одна вагітність на цей час успішно завершилася.

Генетик пояснив, що його мета полягала не в тому, щоб вилікувати чи запобігти спадковому захворюванню, а у спробі наділити дітей можливістю, яку мало хто має від природи – здатністю протистояти ймовірній майбутній інфекції ВІЛ, вірусу СНІДу.

Суть експерименту

Китайський дослідник практикує модифікації генів мишей, мавп та людських ембріонів у лабораторії протягом кількох років. Вчений планує запатентувати свій метод.

Вибір саме ВІЛ для корекції генів Хе Цзянькуй пояснив тим, що це захворювання є серйозною проблемою в Китаї. Він шукав спосіб заблокувати ген CCR5, що дозволяє вірус імунодефіциту проникати в клітину.

Усі чоловіки у проекті були ВІЛ-інфіковані, а жінки – ні. Зміна генів не була спрямована на запобігання незначному ризику передачі вірусу - у батьків він вже був глибоко пригнічений стандартними ліками, до того ж є простіші та безпечніші способи уникнути зараження потомства, ніж корекція на рівні ДНК.

Задум полягав у тому, щоб запропонувати парам, що зіткнулися з ВІЛ, шанс ростити дитину, захищену від цього вірусу.

Вчений набирав учасників через пекінську групу під назвою "Байуалін". Її лідер, відомий під псевдонімом "Бай Хуа", зазначив, що для людей з виявленим ВІЛ не рідкість - втрата роботи або проблеми з отриманням медичної допомоги.

Алгоритм проведення модифікації

Зміна геному почалася під час ЕКЗ – екстракорпорального запліднення. Спочатку сперму "промивали", щоб знизити можливість занесення ембріонам ВІЛ. Один сперматозоїд помістили в одну яйцеклітину. Потім було додано речовину, що впливає гени.

На стадії розвитку ембріонів віком від 3 до 5 днів кілька клітин видалили та перевірили на зміни. У пар був вибір - використовувати модифіковані або уникнення стороннього втручання в структуру ДНК ембріони для зачаття. За словами Хе Цзянькуй, всього було модифіковано 16 із 22 ембріонів, 11 використано у шести спробах імплантації з досягненням подвійної вагітності.

Тести показали, що один близнюк мав пару модифікованих генів, інший - тільки один, без доказів впливу на інші. Люди з одним зміненим геном все ще схильні до зараження ВІЛ, хоча деякі дослідження дають привід припускати, що хвороба, ймовірно, буде розвиватися повільніше у разі інфікування такої людини.

Науковці проаналізували матеріали, які надав Хе Цзянькуй. Їхні висновки не були однозначними, тому що на даний момент інформації недостатньо, щоб сказати, наскільки модифікація буде корисною або шкідливою.

Етичність експерименту: думка вчених

Кіран Мусунуру з Пенсільванського університету поставив під сумнів етичність подібного використання ембріонів при спробі запліднення, оскільки китайські дослідники розповіли про те, що з великою часткою впевненості припускали - результат торкнеться лише однієї дитини.

Доктор Мусунуру зазначив, що у близнюка, який має часткові зміни, немає практично жодних додаткових механізмів захисту від ВІЛ, і все ж таки його наразили на невідомий ризик. Вчений вважає, що використання ембріона видає основне завдання дослідників – тестування модифікації, а не пошук можливості уникнення хвороби.

Навіть якщо генна корекція працює, люди без нормальних генів CCR5 стикаються з більш високим ризиком отримання деяких інших вірусів, таких як Лихоманка Західного Нілу, або різновиди грипу, здатні призвести до смерті. Оскільки існує багато способів профілактики ВІЛ-інфекції, то підвищений ризик отримання та розвитку інших смертельних захворювань не є проблемою, а, можливо, навпаки, наражає людину на ще більшу небезпеку.

Є також питання, чому керівник експерименту офіційно сповістив про нього вчене співтовариство Китаю вже після початку клінічних випробувань.

Не зовсім ясно, чи розуміють учасники досвіду повною мірою його мету, потенційні ризики та вигоди. Наприклад, документи, що підтверджують згоду на участь у випробуванні, називають експеримент "програмою розробки вакцини проти СНІДу".

Даний вид модифікації генів поза клінічними лабораторіями заборонено в Росії, Сполучених Штатах та інших країнах, тому що вони можуть викликати непередбачені зміни ДНК у майбутніх поколінь.

Думки вчених розділилися. Хтось вважає ризик виправданим, а експерименти над людьми етичними, але багато хто визнав такі випробування аморальними. Досвід назвали безсовісним, передчасним.

Проте знаменитий генетик Джордж Чеч із Гарвардського університету виступив на підтримку подібних вишукувань, оскільки вважає ВІЛ серйозною загрозою для суспільства. На захист співвітчизника виступив і голова гурту з етики. Він заявив: "Ми вважаємо, що це є етично".

Попередні експеримент дослідження

В останні роки вчені виявили відносно простий спосіб корекції генів. Речовина, яка називається CRISPR-cas9, дозволяє впливати на ДНК, щоб забезпечити роботу необхідного гена або придушити той, який викликає проблеми.

Цей метод нещодавно був випробуваний на дорослих у спробі вилікувати смертельні захворювання. Зміни у разі обмежені, їм піддається лише одне людина. Експерименти на яйцеклітинах та сперматозоїдах заборонені практично у всіх країнах, оскільки можуть спровокувати спадкові мутації.

Відповідальність вчених та поінформованість батьків

Хе Цзянькуй упевнений, що він ясно дав зрозуміти учасникам досвіду мети дослідження та повідомив, що зміна генів ембріонів ніколи не була випробувана раніше та несе потенційні ризики.

Вчений обіцяв забезпечити покриття страховки для всіх дітей, зачатих у рамках проекту, та планує медичне спостереження доти, доки їм не виповниться 18 років, а за умови згоди, і надалі. Частиною договору було безплатне лікування безпліддя залучених до експерименту жінок.

Подальші спроби такого запліднення призупинені доти, доки безпека процесу не буде проаналізована та підтверджена.