Chiński naukowiec Jiankui ogłosił w poniedziałek, że pierwsi w historii genetycznie zmodyfikowani ludzie już żyją wśród nas: mówimy o narodzinach bliźniaczek, które za pomocą technologii CRISPR sztucznie zmieniły gen odpowiedzialny za podatność na HIV. W tej sensacyjnej historii wciąż wiele jest niejasnych. Przede wszystkim autor zapowiedział sam eksperyment nie w ogólnie przyjęty sposób - poprzez publikację w czasopiśmie naukowym, ale w filmie na YouTube.
Uniwersytet, na którym pracował Jiankui He, wyrzekł się projektu, koledzy potępili eksperymentatora, a chińskie władze rozpoczęły dochodzenie. N + 1 poprosił naukowców, aby opowiedzieli, jak realistyczna jest historia opowiedziana przez chińskiego naukowca, jak przystępna jest metoda modyfikacji genetycznej ludzkich embrionów, jakie ryzyko i niebezpieczeństwa mogą się wiązać z takimi eksperymentami, dlaczego takie eksperymenty są zabronione w większości krajów zachodnich i czy możemy czekać w najbliższej przyszłości. genetycznie zmodyfikowani sportowcy, intelektualiści lub „ludzie usług”.
Co się stało?
W skrócie: Jiankui He z Południowego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Shenzhen CRISPR / Cas9 zredagował zygotę uzyskaną przez zapłodnienie komórki jajowej matki nasieniem ojca zakażonego wirusem HIV (z niewykrywalnym obciążeniem wirusem), modyfikując w niej gen CCR5. Ta mutacja sprawia, że osoba jest mniej podatna na ryzyko zarażenia się wirusem HIV. Zarodek został następnie wszczepiony matce standardowymi metodami stosowanymi w zapłodnieniu in vitro (IVF), w wyniku czego powstały bliźniaczki Lulu i Nana.
Twierdzi, że inna kobieta jest teraz w ciąży z genetycznie zmodyfikowanym dzieckiem, a siedem innych par bierze udział w eksperymencie, który jest obecnie zawieszony „z powodu obecnej sytuacji”.
Dlaczego Jego wyniki są wątpliwe?
Wątpliwości zrodziła forma, w jakiej ogłoszono nowy wynik. Po pierwsze, nie opublikował swojej pracy w czasopiśmie naukowym, naruszając zwykłą procedurę ogłaszania wyników eksperymentów. Artykuł w czasopiśmie jest zwykle czytany i oceniany przez kilku recenzentów i redaktora przed publikacją.
Zamiast tego nagrał wideo na YouTubie, w którym zapowiedział nie tylko sukces, ale także, że nie widać urodzonych dziewcząt, a informacje o ich rodzinie zostały utajnione. Southern University, gdzie naukowiec jest formalnie wymieniony, dolał oliwy do ognia - powiedzieli, że był na bezpłatnym urlopie od sześciu miesięcy i nic nie wiedzieli o tej pracy.
Po drugie, istnieją wątpliwości natury bardziej ogólnej: dlaczego, pyta słynny dziennikarz naukowy Leonid Schneider, do tak epokowego eksperymentu wybrano HIV, a nie jakąś śmiertelną wrodzoną chorobę genetyczną?
Paul Kalinichenko, profesor na Moskiewskim Uniwersytecie Prawa im. Kutafina (MSLA), który bada światową praktykę regulacji legislacyjnych eksperymentów genetycznych, zgadza się ze Schneiderem. „To bardzo dziwny przykład. HIV nie jest chorobą genetyczną, to znaczy edycja genomu nie prowadzi do leczenia, a jedynie do zmniejszenia ryzyka zakażenia. Ale HIV to bardzo dobrze znana choroba. Ponieważ wady serca czy hemofilia są rzadkie, nie podniecają ludzi tak bardzo, wielu w ogóle o nich nie słyszało. Nie można z nimi stworzyć sensacji, ale z HIV jest to możliwe, jest to pandemia, rodzaj trybuny. Z tego powodu wątpiłem w prawdziwość twierdzeń [He]”- mówi Kalinichenko.
Czy narodziny ludzi zmodyfikowanych genetycznie są w ogóle możliwe?
Tak, całkiem - i większość ekspertów zgadza się z praktyczną możliwością takiej pracy. Ponadto znajduje się w jednej z najlepszych lokalizacji do takich badań.
„Trudno zweryfikować to, co zostało powiedziane, ale oceniając hipotetyczną możliwość, można oprzeć się na historii lat poprzednich. I wiemy, że to chińscy naukowcy zredagowali pierwszy genom ludzkiego embrionu - eksperyment ten przeprowadzono w 2015 roku. Tam chodziło o nieżywotne zygoty, to znaczy, że zarodek nie został wszczepiony matce. Rok później nasz słynny rodak Szukhrat Mitalipow, który obecnie pracuje na Uniwersytecie Zdrowia i Nauk w Oregonie, rozwinął i utrwalił to doświadczenie”- mówi Pavel Volchkov, szef laboratorium inżynierii genomicznej w Moskiewskim Instytucie Fizyki i Technologii (MIPT).
Mitalipov opublikował swój artykuł w Nature zgodnie ze wszystkimi kanonami. Świadczy o możliwości edycji ludzkiego genomu na etapie embrionalnym w celu uniknięcia przejawów choroby genetycznej - kardiomiopatii przerostowej, na którą obecnie prowadzi się jedynie leczenie objawowe. Lek edytujący gen został wstrzyknięty do zygoty - zarodka na etapie rozwoju jednokomórkowego. Następnie pozwolono zygocie rozwinąć się w blastocystę, pierwszy etap wielokomórkowy. Analizując genom komórek, wykazano, że edycja miała miejsce. W tym momencie eksperyment został przerwany.
„Jak widać, cała podstawowa praca została wykonana, pozostało tylko przeszczepienie tej blastocysty z powrotem matce - czyli wykonanie całkowicie rutynowej operacji, powszechnej w IVF, z której korzystają np. Kobiety przy niedrożności jajowodów. Dlaczego wcześniej eksperyment zawsze był przerywany? Aby nie przeprowadzać nielegalnego eksperymentu na ludziach. Faktem jest, że eksperymenty na embrionach są legalne, ponieważ w różnych krajach nie jest on uważany za osobę do pewnego wieku. Aż do tego wieku przewidzianego przez prawo podnieśli etap wielokomórkowy”- wyjaśnia Wołczkow.
Czy to jest trudne?
Podobno nie jest trudno wyhodować osoby zmodyfikowane genetycznie - oczywiście w warunkach nowoczesnego laboratorium zajmującego się edycją genomu i najlepiej pracującego w dużej klinice reprodukcyjnej.
„Technologia mikroiniekcji do zapłodnionej zygoty, za pomocą której edytuje się genom, nie jest trudna” - mówi Pavel Volchkov. - I pracował w laboratorium, gdzie wykonuje się zapłodnienie in vitro. W takim laboratorium zawsze jest pod ręką duża liczba zapłodnionych komórek jajowych od rodziców, którzy starają się o poród - zwykle do IVF pobiera się więcej jaj niż to konieczne w przypadku niepowodzenia i pozostają one w klinice. Oznacza to, że zawsze istnieje możliwość wbicia narzędzi edycji genetycznej w zygoty, pozwolić im rozwinąć się do pewnego etapu i ocenić skuteczność tej procedury."
„Technika składa się z kilku procedur. Procedury embriologiczne - zarodek, zygota, mikromanipulator, wstrzyknięcie - mogą się różnić w zależności od laboratorium. On, przynajmniej według niego w filmie, przeprowadził je w taki sam sposób, jak robimy to w naszej pracy”- mówi genetyk, prorektor Rosyjskiego Narodowego Badawczego Uniwersytetu Medycznego im. Pirogowa (RNRMU), kierownik laboratorium edycji genomu w Centrum Naukowym w Kulakowie Denis Rebrikov. Wcześniej grupa naukowa pod jego kierownictwem przeprowadzała prawie ten sam eksperyment z ludzkimi embrionami, z tą tylko różnicą, że edytowane jaja nie były wszczepiane matce.
Według Rebrikova jest to standardowa procedura leczenia niepłodności męskiej zgodnie z protokołem ICSI (Intracellular Sperm Injection Protocol), który jest stosowany, gdy plemniki są zbyt unieruchomione, aby można je było począć: „Równocześnie z plemnikami używamy mikromanipulatora do wprowadzania mieszaniny do edycji genów do komórki jajowej, uzyskując w ten sposób zygotę”- mówi naukowiec.
„Do edycji zwykle używane są standardowe komercyjne enzymy, takie jak Cas9. Obecnie istnieje wiele opcji enzymów, więc nie można powiedzieć, którego enzymu użył. Ale pozostałe składniki mieszaniny reakcyjnej: przewodnik prowadzący enzym RNA, oligonukleotydy i specjalny „plaster DNA” (fragment DNA, który działa jako szablon podczas procesu szycia) - z reguły każde laboratorium robi to niezależnie”- wyjaśnia Rebrikov.
Mutacja, która została wprowadzona do embrionów, również nie jest zupełnie nowa. Co więcej, nie jest też sztuczny - około 1% Europejczyków jest wrodzonych opornych na HIV, to znaczy mają dwa allele tego zmutowanego genu, a 10% - jeden allel.
„Ta modyfikacja odpowiada wariantowi genu obecnemu w populacji, który jest allelem ewolucyjnym, wariantem genu bez 32 liter. I jest w tym pewien rodzaj ulgi etycznej, ponieważ nie mówimy, że stworzyliśmy nowy allel, nowy wariant genu, którego nie ma u ludzi. Tysiące ludzi urodziło się w całkowicie naturalny sposób i żyje z takim właśnie wariantem genu”- podkreśla Rebrikov.
Jak niebezpieczne to jest?
Technika została już przetestowana, ale przejście z laboratorium do praktyki klinicznej to zupełnie inna sprawa, a firmom farmaceutycznym potrzeba lat, jeśli nie dziesięcioleci, aby to zrobić. Z czysto technicznego punktu widzenia, aby zapewnić bezpieczeństwo, musisz być pewien dwóch rzeczy: metoda skutecznie edytuje docelowy region DNA, a dzieje się to na statystycznie istotnej próbce z niskim odsetkiem odmów (edycja docelowego locus), a inne części genomu nie są edytowane (brak edycji niespecyficznego locus).
„Biorąc pod uwagę wielkość ośrodka, w którym pracował, technika ta była prawdopodobnie praktykowana przez trzy do czterech lat. Zebraliśmy informacje o embrionach i na podstawie naszych danych statystycznych pozwoliliśmy sobie na tego rodzaju eksperyment”- sugeruje Volchkov.
Sama terapia genetyczna HIV również nie jest zupełnie nowa. Songamo testuje tę metodę w leczeniu wirusa, ale tylko na somatycznych, „normalnych” komórkach, a nie na embrionalnych komórkach macierzystych. Doszedł do badań klinicznych, co oznacza, że na temat problemu zgromadzono wiele danych. Są to zarówno dane firmowe, jak i otwarte dane w publikacjach naukowych.
„Ten gen i system celowania są dobrze zbadane, Chińczycy nie zrobili tego na ślepo, przenieśli tę technologię tylko do edycji embrionu, a nie komórek somatycznych” - zauważa Volchkov.
Nie ma jednak pewności co do 100% poprawności wykonanego zabiegu.
„Co chciałbym zobaczyć, aby upewnić się, że działa poprawnie? Przede wszystkim są to wstępne eksperymenty na liniach komórkowych (embrionalne komórki macierzyste). Statystycznie znacząca liczba eksperymentów na embrionach z przerwanym rozwojem - powiedzmy, 25-50 przypadków, w których wyraźnie pokazano, że gen docelowy jest edytowany i nie ma lub prawie nie ma niespecyficznego ukierunkowania na inne allele, które mogłyby mieć negatywny wpływ na stan przyszłej osoby. Dopiero potem mogliśmy przejść do następnej fazy”- mówi Wołczkow.
Ale według niego pojawia się pytanie o prawne uregulowanie takich eksperymentów. „Jedynie regulator, w tym przypadku chiński odpowiednik FDA, może ustalić kryterium tego„ prawie nieobecnego”. Dopóki nie ma żadnego kryterium, trudno jest wnioskować o tym, co jest dopuszczalne, a co nie do przyjęcia”- argumentuje naukowiec.
„Ale wyobraźmy sobie, że ten etap już minął. Następnie chciałbym zobaczyć testy na modelu zwierzęcym. Najbardziej spokrewnionym z człowiekiem modelem jest małpa. Gdyby po raz pierwszy zademonstrowano edycję genetyczną na nich, a nie na ludzkich bliźniakach, byłoby to bardziej poprawne - kontynuuje Volchkov. „Co więcej, prace w tej dziedzinie już trwają: w tym roku chińscy naukowcy opublikowali artykuł w Nautre, że sklonowali makaka (małpę nie będącą człowiekiem), a inny, że zmodyfikowali jego genom”.
Z drugiej strony, on i jego grupa nie chcą tracić czasu na eksperymentowanie z małpami. „Fakt, że pominęli ten ważny etap i przeszli do eksperymentów na ludziach, nie jest na ich korzyść” - podsumowuje Wołczkow.
Jednocześnie embriogeneza człowieka jest systemem wysoce samoregulującym się, a jeśli coś w nim pójdzie nie tak, następuje zatrzymanie rozwoju embrionalnego (poronienie następuje na jednym lub drugim etapie ciąży). Jednak ten mechanizm niestety nie zawsze działa - zauważa naukowiec. Ale jeśli polegasz na wysokim prawdopodobieństwie jego pracy, oznacza to, że sam fakt urodzenia się dziewczynki potwierdza nienaruszony genom.
Profesor Uniwersytetu Skoltech and Rutgers Konstantin Severinov zauważa, że ściśle mówiąc, wnioski na temat bezpieczeństwa można wyciągnąć tylko poprzez doprowadzenie eksperymentu do logicznego zakończenia: po genetycznej manipulacji jajkiem dziecko musi się urodzić, dorosnąć, urodzić własne dzieci, żyć mniej więcej normalnie życie. - Tak było z owcą Dolly. Sukces eksperymentu z nią polegał w szczególności na tym, że urodziła kolejną owcę. Ale u ludzi długość życia jest porównywalna z długością badaczy. W tym sensie bardzo trudno jest przeprowadzić eksperyment, aby osiągnąć taki poziom dowodów, jaki chce się mieć przed zastosowaniem procedury”- powiedział naukowiec.
Porównanie oryginalnego i zredagowanego kodu genetycznego Lulu i Nana / Sean Ryder.
Czy to jest etyczne?
Eksperci uważają, że nie. Co więcej, z kilku powodów jednocześnie.
Według Oksany Moroz, profesora nadzwyczajnego Wydziału Kulturologii i Komunikacji Społecznej Rosyjskiej Akademii Gospodarki Narodowej i Administracji Publicznej (RANEPA), istnieją dwa podejścia, które uzasadniają moralność pewnych działań - deontologia i konsekwencjalizm.
„Deontologia proponuje podejmowanie decyzji dotyczących moralności na podstawie reguł przyjętych w społeczeństwie. Jeśli przestrzegamy zasad, to postępujemy moralnie, jeśli nie, to jest to niemoralne. Cała opowieść, że eksperymentowanie z embrionami i nie niszczenie ich po pewnym czasie jest aktem niemoralnym, dobrze wpisuje się w podejście deontologiczne. Konsekwencjalizm ocenia moralność działania poprzez jego wynik. Jeśli konsekwencje są dobre, użyteczne, to jest dobre. I do tego podejścia odwołuje się chiński naukowiec. Nie ma znaczenia, jak mówi, że wyszedłem z przesłanek moralnych, które nie są akceptowane przez wszystkich. Ważne jest, aby konsekwencje moich działań były wspaniałe”- wyjaśnia Oksana Moroz.
Ale kwestia globalnych konsekwencji w tym przypadku wykracza poza troskę o zdrowie konkretnych ludzi. Mówimy o integralności podstawy genetycznej populacji ludzkiej - zauważa naukowiec.
„Kiedy edytujemy genom i niejako konstruujemy nową osobę, nie możemy być pewni, czy dokonaliśmy edycji dokładnie tego, co należało naprawić, i nie uszkodziliśmy czegoś innego, co jest ważne na dłuższą metę. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że takie manipulacje nie przynoszą żadnych szkód, ale ponieważ nie ma danych podłużnych, nie możemy ocenić, w jakim stopniu nasza interwencja w genom pomaga jedynie leczyć i nie powoduje żadnych opóźnionych szkód. Rzeczywiście, w przyszłości ci genetycznie zmodyfikowani ludzie zmieszczą się w objętości ludzkiego materiału genetycznego, sami staną się rodzicami. I jest możliwe, że nasza ingerencja we wspólną przestrzeń genetyczną może mieć opóźniony skutek”- zauważa Moroz.
Ponadto pojawia się kwestia świadomej zgody rodziców. Sam już stwierdził, że osoby, którym poddał ten eksperyment (rodzice bliźniaków), wiedzieli, co robią. Ale są co do tego wątpliwości. „Na papierze zapisano, że przeprowadzał eksperyment dotyczący terapii HIV i tylko ustnie powiedział rodzicom, co zamierza zrobić. I najważniejsze pytanie brzmi, jak daleko ludzie daleko od genetyki mogą zrozumieć istotę jego działań”- mówi naukowiec.
Niepokojący jest również potencjalny problem elitaryzmu.
„Możemy wychodzić z założenia, że każdego wyleczymy - nawet na etapie rozwoju embrionalnego, kiedy przyszli ludzie nadal nic nie czują i nie cierpią. Ale jeśli nasza technologia zostanie wprowadzona i wypuszczona na rynek, najprawdopodobniej nie będzie dostępna dla wszystkich. A potem w społeczeństwie pojawią się X-men, powstanie nowy typ nierówności - nie społecznej i nie fizjologicznej, odziedziczonej po urodzeniu, ale nierówności opartej na sztucznie stworzonej fizjologii - mówi Oksana Moroz. - I nie jest do końca jasne, jak sobie z tym poradzimy, bo już teraz walczymy z tym, że istnieje różnorodność płci i trzecia płeć. Jak społeczeństwo jest przygotowane na postacie o tego typu postaciach?
Wreszcie jest to eksperyment na ludziach.
„Naukowiec chce pochwał, ale nie sądzi, że w wyniku jego działań pojawią się żywi ludzie, którzy pomyślą, poczują i zrozumieją, że urodzili się w wyniku eksperymentu. To opowieść o potworach Frankensteina, które zostały stworzone, a następnie dręczone faktem, że są owocem ludzkiej dumy. Przeplatają się tu czynniki religijne i moralne, które podważają zasadność takich działań. To nie przypadek, że chińskie instytucje zdystansowały się od tej pracy”- zauważa ekspert.
Jednak Denis Rebrikov z Rosyjskiego Narodowego Badawczego Uniwersytetu Medycznego twierdzi, że jest za wcześnie, aby myśleć o problemie pojawienia się „nadludzi” w wyniku edycji genetycznej. Jak dotąd we wszystkich przypadkach modyfikacja genetyczna zarodków była ograniczona tylko do tych wariantów genetycznych, które są już w populacji. „Wiemy, że są osoby z delecją w genie CCR5, jest ich całkiem sporo w Europie Północnej, że nie jest to mutacja, która niesie za sobą poważne konsekwencje. Nikt nie wstawi do ludzkiego genomu żadnych liter, których w nim nie ma”- wyjaśnił.
Rebrikov podkreśla, że w takich eksperymentach genomy obojga rodziców i genom powstałego zarodka należy zsekwencjonować przed przekazaniem go przyszłej matce. W takim przypadku możesz być pewien, że tylko zaplanowane sekcje DNA zostały zmienione i nie nastąpiły żadne inne zmiany genetyczne.
To jest zabronione?
W tym miejscu zwracamy się do deontologicznego podejścia do zapewnienia moralności.
„Jest to obszar o słabo rozwiniętej regulacji prawnej. Kumuluje się wokół zakazów i ograniczeń, jednak normy proceduralne, które pozwalają na pozytywne rozwiązanie pewnych problemów, są minimalne”- powiedział Paul Kalinichenko z Moskiewskiej Państwowej Akademii Prawa.
Dlatego takie eksperymenty są bardziej możliwe w krajach Azji Południowo-Wschodniej, gdzie regulacja w tym obszarze jest słabsza niż w Europie czy Stanach Zjednoczonych. W Europie bariery etyczne są głęboko zakorzenione w praktyce prawniczej, dlatego rozpatrywana sprawa należy do szerszej kategorii - „eksperymentów na ludziach”. Są surowo zabronione, a to jest historycznie z góry ustalone. „W Europie odnosi się to do badań eugenicznych, aw UE eugenika jest ogólnie zabroniona, nawet eugenika pozytywna. Dlatego taka praca jest tam niemożliwa”- podsumowuje ekspert.
Wielka Brytania wyróżnia się w tym rzędzie. Tam prace nad edycją genomu zarodków były dozwolone w 2016 roku, po Chinach - oczywiście pod nadzorem komisji etyczno-badawczych.
„W USA sytuacja jest łagodniejsza, ale nie oznacza to, że Amerykanów stać teraz na takie eksperymenty. Tam prawo różni się w poszczególnych stanach, a mimo to regulacja prawna nie jest w pełni rozwinięta. Ponadto podejście amerykańskie jest, powiedzmy, zorientowane na praktykę. Pewna luka w przepisach została stworzona specjalnie po to, aby nie utrudniać pracy branży o potencjale handlowym. Pełne uregulowanie odkłada się na później: jeśli coś pójdzie nie tak, zajmą się tym. W międzyczasie wszystko jest nieszkodliwe, niech się rozwinie”- wyjaśnia Kalinichenko.
Takie podejście można dostrzec w regulacji pracy z embrionalnymi komórkami macierzystymi: ograniczenia dotyczą tylko badań, które otrzymują fundusze federalne.
„Chiny są państwem nielegalnym, dlatego sens i cele polityki państwa nie są w pełni zrozumiałe. Jest utylitarny w swoich celach i zadaniach, to znaczy podporządkowuje się zadaniom KPCh. Co jednak ważne, władze chińskie wspierają badania naukowe, przeznaczają ogromne kwoty na przelicytowanie naukowców i stwarzają warunki do ich działalności. Najwyraźniej wynik jest dla nich ważny, co może tłumaczyć pewną liberalizację przepisów. Oznacza to, że odpusty czynione przez Chińczyków służą nauce, a nie biznesowi. Jeśli chodzi o praktykę kliniczną, liberalizację prawa można szybko zastąpić surowymi regulacjami”- zauważa naukowiec.
W Rosji regulacja w tym obszarze została obniżona do poziomu lokalnego. Dużo tutaj jest określone na podstawie istniejącej praktyki i norm określonych instytucji, nie przestrzega żadnych sztywnych okólników. Ekspert nie podejmuje się oceny, czy jest to dobre czy złe, ale wzywa do poprawy rosyjskiej rzeczywistości prawnej w oparciu o obiektywną analizę potrzeb, w tym pracę naukową.
Jak szybko takie operacje staną się powszechne?
Wydaje się, że nie ma znaczenia, czy dzieci modyfikowane genetycznie rodzą się teraz. Jeśli to się jeszcze nie wydarzyło, może się to zdarzyć w dowolnym momencie i stanie się to bezbłędnie.
„To tylko kwestia czasu, zanim to nastąpi. Nie ma znaczenia, czy to On, czy ktoś inny. Jest takie wyrażenie: nie chodzi o to, czy, ale kiedy - „nie chodzi o to, czy to się stanie, ale kiedy to się stanie”. Myślę, że osoba, która zrobi to pierwsza i odniesie sukces, będzie miała na początku bardzo trudne chwile. Ale wtedy będą go nosić na rękach”- podsumowuje Konstantin Severinov.
Alexandra Borisova, Daria Spasskaya
