Генно-модифицированные люди (made in China)

Лулу и Нана – запомните эти имена! Вряд ли кто-то может похвастать тем, что с первых дней жизни имеет собственную страницу в Википедии (если, конечно, это не чадо какого-нибудь монарха). Правда, пока я писал пост, отдельную страничку убрали, и теперь она ведёт на возмутителя спокойствия в учёном мире, с которого вся история и началась. Эти девочки-близняшки – первые в истории генно-модифицированные дети. Когда они были ещё одноклеточными эмбрионами, в их генетический код внесли определённые правки (с благими намерениями, естественно). Однако появление младенцев на свет взбаламутило научное сообщество, ведь подобные опыты практически во всём мире запрещены.

Можно провести параллель с освоением космоса. Уже давно ведущие космические державы заявляют, что собираются отправить человека на Марс. Однако, понимая все предстоящие трудности – долгий перелёт, радиацию, непригодную для жизни атмосферу, суровый климат, марсианскую пыль и т. д. – никто пока не торопится с полётом. Сперва тщательно изучают условия на красной планете, отправляют туда спутники, зонды, марсоходы. Моделируют поведение человека, длительно пребывающего в замкнутом пространстве. Планируют промежуточную цель – высадку на Луну. Все марсианские программы рассчитаны на много лет вперёд. И тут, представьте, Илон Маск ~~обкурившись марихуаны~~ вдруг сядет в свою Big Fucking Rocket и, не особо афишируя, отправится в путь. А потом скажет:

Ребята, я тут на Марс слетал. За здоровье не волнуйтесь, я был в скафандре.

Про Илона, я, конечно, утрирую, но эксперимент китайского исследователя Хэ Цзянькуй стал настоящей бомбой.

С чего всё началось

В 2013 году генные инженеры разработали технологию CRISPR/Cas9 для редактирования генома. Точнее, подсмотрели её у бактерий – и это хорошо: значит, механизм рабочий и миллионы лет оттачивался природой. Но чем он лучше давно известных и успешно применяемых способов создания ГМО растений и животных? Процитирую хорошую вводную статью:

Раньше, чтобы добиться появления нового нужного свойства у организма биоинженеры просто встраивали ДНК-конструкцию в клетки. При этом место в геноме, куда эта конструкция попадет, предсказать было невозможно (за исключением отдельных случаев вроде пекарских дрожжей). Это приводило к тому, что, во-первых, природная версия гена в геноме сохранялась (если она там, конечно, была) и только дополнялась новой, искусственной версией.
...
В отличие от старых методов технология CRISPR/Cas9 позволяет не просто встроить новую последовательность в ДНК, а заменить ее старую версию на новую.

Таким образом, CRISPR хорош тем, что позволяет направленно модифицировать цепочку ДНК в нужном месте: вырезать вредоносный участок и вставить вместо него другой. Да, звучит так же просто, как операция "вырезать-вставить" в текстовом редакторе. Точность, правда, не стопроцентная: вставка иногда происходит не там, где надо – цепочка ДНК всё-таки невероятно длинная и может содержать похожие участки.

Настоящая процедура, конечно, сложнее, чем нажать Ctrl+C и Ctrl+V но вполне выполнимая в лаборатории. Да что там в лаборатории – уже продаётся набор начинающего биохакера, позволяющий применить CRISPR к бактериям в домашних условиях. Кстати, на этом же сайте можно заказать 6 милых живых лягушек в клетках вместе с кормом, шприцами и генетической сывороткой, которая превратит их в мутантов-качков за счёт избыточного синтеза гормона роста. И это всего за $299 – любопытный магазинчик.

Итак, у биологов всего 5 лет назад появился простой, недорогой и мощный, хоть и не всегда надёжный, инструмент. Где бы его использовать? Нужно отдать должное биоинженерам, они быстро взяли направили технологию на медицинские рельсы и сейчас готовят клинические испытания, направленные на излечение наследственных болезней.

3D-модель Т-лимфоцита

Как это может выглядеть на практике, показала компания Novartis, предлагающая первую в истории официально разрешённую генную терапию (основанную не на CRISPR, а на вирусном векторе). Лечат они одну из разновидностей лейкоза – рака костного мозга. Идея проста: научить иммунную систему пациента самостоятельно находить и уничтожать опасные клетки. Для этого у больного берут образец крови, перепрограммируют его иммунные клетки (Т-лимфоциты) и возвращают обратно. Теперь Т-лимфоциты способны сами истреблять врага. Более того, они делятся и передают свою улучшенную ДНК новым Т-лимфоцитам – в этом вся прелесть генной терапии. Лечение обходится в $475000, но даёт довольно высокий процент ремиссии.

На волне успешных разработок в области биотехнологий, в воздухе давно уже витает другая заманчивая идея: а почему бы не искоренять наследственные болезни уже в зародыше? Описанная выше процедура лечения рака хороша, но ведь у взрослого человека триллионы клеток и в каждой из них целиком продублирована ДНК со всеми своими дефектами. Починить их во всех нужных клетках – задача нереальная. Вот если бы заняться ремонтом в самом начале, когда весь организм – ещё эмбрион – состоит всего из одной клетки! Дальше клетка будет делиться, естественным образом копируя уже "хорошую" исправленную ДНК.

Однако такие опыты пока что вне закона в большинстве развитых стран: технология несовершенна и может привести к непредвиденным мутациям. Точнее разрешается редактировать человеческие эмбрионы, но они должны быть уничтожены на раннем сроке развития – счёт идёт на дни. И уж тем более запрещено его имплантировать и доводить дело до беременности.

А вот в Китае правила сформулированы довольно расплывчато, поэтому многие ожидали, что именно китайцы станут первопроходцами, но не так же быстро!

И тут грянул гром

В конце ноября в Гонконге состоялся Второй Международный Саммит по Редактированию Человеческого Генома, где собрались ведущие эксперты по данному вопросу. Заметьте, саммит всего второй, а значит мы стоим в начале пути. Собирались обсуждать как технические, так и морально-философские вопросы а-ля как подготовить общество к новой революционной технологии. Среди спикеров был заявлен и Хэ Цзянькуй – доцент Южного Научно-Технологического Университета Шэньчжэня. Естественно, план его выступления и слайды были согласованы с организаторами, которые не нашли в них ничего необычного. И вдруг за пару дней до события просочилась информация о его сенсационной работе (совпадение? не думаю!). Тему презентации и слайды пришлось менять. Теперь учёному предстояло защищаться перед публикой, жаждущей узнать детали.

Предвидя шквал вопросов и негодования, Хэ Цзянькуй опубликовал позитивное видео, где рассказал, что и зачем он сделал:

Целью генетических манипуляций было привнести мутацию в ген CCR5, которая предотвращает возможность заражения вирусом ВИЧ. Данная мутация известна уже давно: около 1% счастливых её обладателей никогда не подхватят страшный вирус. Дело в том, что у них не производится белок, который необходим ВИЧ для проникновения в клетку. Таким образом, китайцы решили искусственно сломать ген CCR5 с помощью CRISPR, подарив девочкам редкое качество на всю жизнь.

Для участия в эксперименте подбирали пары, где будущий отец является носителем ВИЧ. В своём видео Хэ Цзянькуй особо подчёркивает остроту проблемы для выбранной пары, рассказывает про дискриминацию инфицированных людей, как им сложно устроиться на работу, получить медицинскую помощь, завести детей. Поэтому родители Лулы и Наны благодарны учёным за эту возможность создать полноценную здоровую семью.

Вообще говоря, звучит не слишком убедительно, ведь ВИЧ и так не передаётся по наследству от отца ребёнку. Кроме того, была проведена стандартная процедура "отмывки спермы", которая устраняет последние риски, что вирус поразит плод. Поэтому с медицинской точки зрения, наличие ВИЧ у родителя нельзя считать обоснованием проведённых манипуляций.

В итоге CRISPR сработал частично: если у Наны обе копии родительского гена поломаны, тогда как Лулу повезло меньше: у неё одна копия осталась нетронутой. В дальнейшем исследователи планируют протестировать устойчивость к ВИЧ на образцах их клеток. По результатам двух генетических секвенирований (до имплантации и после рождения) значительных побочных эффектов не обнаружено. Хотя сам учёный признаёт, что на сегодняшний день возможно проверить лишь до 80-85% генома, так что полной уверенности в отсутствии посторонних мутаций нет.

Как отреагировала публика

После выступления на саммите был задан ряд неудобных вопросов. В основном они касались организационных моментов. Кто дал добро на эксперимент? Кто проводил экспертную оценку? Почему о его деталях стало известно уже после того, как дети появились на свет? Откуда столько секретности? Как выбрали участников? Понимали ли они, на что идут? Осознают ли организаторы свою ответственность?

Участники саммита черпают информацию из первых уст

Ответы получились не слишком вразумительными. Если вкратце, то Хэ Цзянькуй высказывал свои идеи на паре конференций и консультировался с американскими экспертами по этике. Финансировалось всё за свой счёт. С выбранными участниками дважды провели беседу, объяснив все нюансы и полагаясь на их образованность, после чего будущие родители подписали документ – добровольное информированное согласие. Свою работу Хэ Цзянькуй оправдывает тем, что, согласно опросам в США, Китае и Великобритании, большинство населения поддерживают генное редактирование человека, в том числе для предотвращения ВИЧ.

Как и ожидалось, Хэ Цзянькуй был подвергнут жесточайшей, но справедливой критике. Его авантюра был названа безответственной и неприемлемой, а риски – неоправданными. Эксперты, с которыми китайский экспериментатор обсуждал свои планы, не ожидали, что он так скоро начнёт действовать. Университет тут же отрёкся от его опытов, а государство немедленно приказало остановить любую его исследовательскую активность, назвав эксперимент "чрезвычайно отвратительным по своей природе".

Что будет дальше

Прогнозы пессимистичны. Лула и Нана имеют все шансы вырасти здоровыми, да ещё и с бонусом против ВИЧ, однако мы вряд ли об этом достоверно узнаем – здесь должна соблюдаться конфиденциальность. Хоть экспериментаторы и обещают наблюдать девочек до 18-летия, к их отчётам наверняка будут относиться скептично. Серьёзные журналы не захотят публиковать у себя сомнительные результаты.

Эксперты в один голос твердят, что своими поспешными опытами китайцы могут затормозить развитие всего направления: правила ужесточат, манипуляции с ДНК эмбрионов могут запретить. Ведь если не контролировать подобную деятельность лабораторий, пока ещё "сырые" технологии могут привести к рождению нездоровых детей с поломанной генетикой. Кто будет нести за это ответственность? Ведь это не испорченная партия товара, которую производитель может отозвать обратно на склад. Кто будет решать, в каких случаях допустимо рискованное вмешательство? Кто посмеет запретить жертвам неудачного эксперимента иметь собственных детей, передавая им бракованную ДНК? Многие до сих пор в штыки принимают ГМО-продукты, а тут живые люди!

Вопросов больше, чем ответов. Но, я уверен, рано или поздно процедура генной модификации эмбрионов станет общепринятой, какой сегодня является искусственное оплодотворение. И всё же кто-то должен будет сделать первый шаг, выдать первое разрешение, взять на себя ответственность. Возможно, именно китайские учёные и решительные родители ускорят научный прогресс.

Источники картинок: