Генномодифицированный ребенок. Генномодифицированные дети: почему вокруг ДНК-редактирования младенце. Не клонирование, а перепрограммирование

Ученый из Южного университета науки и технологий в Шэньчжэне по имени Хэ Цзянькуй объявил о том, что впервые в мире имплантировал в матку зародыш, подвергнутый геномному редактированию. По его утверждению, беременность привела к рождению двух здоровых девочек-близнецов, которых назвали Лулу и Нана.

Целью этой работы, по словам исследователя, было рождение детей, обладающих устойчивостью к ВИЧ. Ученый использовал обычный метод редактирования генов CRISPR-cas9. Последующий анализ ДНК показал, что редактирование прошло удачно, причем изменения затронули только нужный ген. Речь идет о гене CCR5: он кодирует белок, позволяющий вирусу иммунодефицита человека проникнуть в клетку. Мутации в этом гене, обеспечивающие носителю устойчивость к ВИЧ, с небольшой частотой присутствуют в некоторых человеческих популяциях.

В ролике, опубликованном на Youtube, Хэ Цзянькуй рассказывает о том, как проходила работа: молекулярный аппарат CRISPR-cas9 был введен в яйцеклетку вместе с отцовской спермой в момент искусственного оплодотворения. По его словам, девочки совершенно здоровы и находятся дома со своими родителями.

Детали работы не были опубликованы в рецензируемой научной периодике, а заявления ученого не подтверждены независимой экспертизой. Документы представлены в китайский реестр клинических испытаний. Специалист по геномному редактированию Федор Урнов из Института биомедицинских наук Альтиус в Сиэттле по просьбе научной прессы ознакомился с представленными документами и пришел к следующему выводу : «Данные, которые я видел, не противоречат заявлением о том, что редактирование действительно имело место». Однако, по его словам, для окончательных выводов следует провести независимый анализ ДНК девочек.

Сообщение китайского исследователя вызывает несколько вопросов. Во-первых, одной из нерешенных проблем применения технологии CRISPR-cas9 остается высокая вероятность нежелательных изменений в случайных точках генома. Чтобы убедиться в том, что в данном случае это не произошло, необходимо провести полную расшифровку геномов пациентов, а возможно, еще и дополнительно удостовериться в отсутствии мозаичности (то есть в том, что нежелательные мутации не появились лишь в клетках некоторых тканей тела). Заявление доктора Хэ не содержит указаний на то, что такая крупномасштабная проверка была проведена.

Во-вторых, при решении вопроса об этичности применения технологий генного редактирования обычно рассматривается баланс между возможными опасными последствиями самого вмешательства и тяжестью заболевания, которое предполагается предотвратить путем редактирования генов. Если это заболевание смертельно или влечет за собой тяжелую инвалидность, то теоретически можно смириться даже с достаточно высоким риском. Однако в данном случае объектом вмешательства стал совершенно здоровый эмбрион.

В настоящее время разработаны медицинские процедуры, практически полностью исключающие возможность передачи ВИЧ от родителя к ребенку. В частности, если инфицирована мать, то ребенок появляется на свет с помощью кесарева сечения, что сводит риск инфекции к приемлемо низкому уровню. Однако в случае с Лулу и Наной мать не была носителем ВИЧ. Инфицированным был отец, и в таком случае риск заражения сводится к нулю при соблюдении простейших санитарных предосторожностей. В любом случае, по общему мнению экспертов, не было ни малейшей необходимости прибегать к дорогостоящему и опасному методу редактирования генов с помощью технологии CRISPR-cas9.

Хэ Цзянькуй и не утверждает, что целью работы было предотвращение заражения ВИЧ. В своем интервью Associated Press он заявил, что намеревался обеспечить другим парам, где оба родителя ВИЧ-инфицированы, возможность родить здорового ребенка.

При этом доктор Хэ утверждает, что считает редактирование человеческого генома допустимым лишь с целью предотвращения угрозы заболевания. По его мнению, редактирование генома с целью изменить цвет глаз ребенка или повысить его IQ должно быть строжайше запрещено. «Я отдаю себе отчет в том, что моя работа вызовет споры, но я считаю, что она нужна многим семьям, и потому я готов принять на себя критику», - сказал Хэ Цзянькуй журналу Nature.

Генетическое редактирование человеческих зародышей противоречит рекомендациям, принятым Министерством здравоохранения Китая в 2003 году. Тем не менее, работа Хэ Цзянькуя не нарушает нормы китайского законодательства.

Подробно о работе китайского исследователя и мнениях различных экспертов можно прочитать в

Сенсационное заявление китайского ученого о рождении первых генетически модифицированных детей шокировало научное сообщество и вызвало шквал критики — как со стороны его коллег, экспертов-генетиков, так и со стороны официальных властей страны и международных организаций.

Его эксперимент — кажется, вполне успешный — назвали безумным и даже чудовищным. Хотя сам профессор Хэ утверждает, что лишь сделал новорожденных близняшек устойчивыми к заражению ВИЧ.

При этом с точки зрения науки, ничего особенного — и уж тем более революционного — не произошло. Ученые довольно давно научились вносить изменения в ДНК растений и животных, чтобы придать им нужные свойства, и эта технология активно используется в медицине и пищевой промышленности.

Более того, именно за открытия в области направленной эволюции в этом году была вручена Нобелевская премия по химии.

Так что же такого сделал профессор Хэ Цзянькуй? И почему его заявление немедленно вызвало скандал и гнев в профессиональном сообществе?

В чем суть эксперимента?

Как рассказал сам профессор Хэ, он взял яйцеклетку, оплодотворенную ВИЧ-инфицированным отцом, и отредактировал ее ДНК, удалив часть гена CCR5, через который к клеткам присоединяется вирус иммунодефицита.

Такой «укороченный ген» естественным образом встречается примерно у 10% европейцев за счет естественной мутации, произошедшей около 700 лет назад.

По одной из версий, его носители были менее восприимчивы к заражению бубонной чумой — и мутация закрепилась эволюционно в результате эпидемии «черной смерти», поскольку выжившие передали ген-мутант своим потомкам.

Так что, если у родившихся близняшек действительно отсутствует часть CCR5, они биологически невосприимчивы к самому распространенному виду ВИЧ-инфекции.

Возможно ли это?

Безусловно. В том, что подобный эксперимент можно осуществить на практике, эксперты не сомневаются.

Технология CRISPR-Cas, разработанная несколько лет назад, позволяет весьма эффективно вносить изменения в ДНК, вырезая из генов нужные исследователям участки.

Она довольно проста в использовании и широко используется в биологических лабораториях по всему миру — как с медицинскими, так и с промышленными целями.

По словам Хэ, в эксперименте участвовало восемь супружеских пар (все восемь мужчин — носители ВИЧ-инфекции). Помимо уже родившихся близняшек, в ближайшее время должен появиться на свет еще один генетически модифицированный ребенок.

Почему тогда ученые сомневаются в словах профессора?

Во-первых, очень странно, что Хэ Цзянькуй рассказал о своем эксперименте, выложив видео на YouTube , а не традиционным образом — отправив соответствующую статью в научный журнал, где ее могли бы изучить эксперты-генетики.

Во-вторых, он отказывается раскрывать инкогнито участников эксперимента — миру до сих пор не показали ни якобы родившихся близняшек, ни их родителей.

В-третьих, в Южном университете науки и техники, где числится профессор Хэ, заявили, что ничего не знают об эксперименте, а сам ученый с февраля находится в неоплачиваемом отпуске.

В-четвертых, если заявленная цель эксперимента, как заявляет сам ученый, помочь семьям избавиться от наследственных болезней, то очень странным выглядит выбор инфекции. ВИЧ не является генетическим заболеванием, а кроме того, передачу вируса эмбриону и так можно предотвратить хорошо известными и широко применяемыми клиническими методами, без редактирования ДНК.

В чем опасность редактирования генома?

В целом идея избавления от тяжелых наследственных заболеваний путем замены «дефективного» участка ДНК звучит заманчиво и выглядит весьма перспективной с точки зрения развития медицины. Правда, неизвестно, как искусственные мутации могут отразиться на организме в долгосрочной перспективе — наши знания о собственном геноме далеко не исчерпывающи.

Однако проблема подобного редактирования генов лежит в основном в этической плоскости.

Внесение изменений в генетический код может в перспективе привести к созданию «детей-конструкторов» — когда родители смогут заранее выбрать характеристики будущего ребенка. Не только пол, цвет волос или разрез глаз, но и ожидаемую продолжительность жизни, устойчивость к тем или иным болезням или даже повышенные умственные способности. А тот, в свою очередь, передаст все эти признаки своим потомкам.

Понятно, что процедура «индивидуального конструирования» ДНК будет по карману лишь довольно обеспеченным людям — и социальное неравенство, как утверждают противники метода, рискует закрепиться на биологическом уровне.

Именно поэтому эксперименты в этой области запрещены в большинстве стран.

И даже там, где они в принципе разрешены (например, в Великобритании — именно с целью изучить возможность лечения тяжелых наследственных заболеваний), действуют строгие правила, предписывающие уничтожать все модифицированные эмбрионы на ранних стадиях.

Именно поэтому рождение первых генетически модифицированных детей — если это действительно произошло — может означать новую страницу в истории не только медицины, но и всего человечества.

«Ящик Пандоры открыт. И возможно, у нас еще есть слабый проблеск надежды, что его удастся закрыть до того, как станет слишком поздно», — говорится в открытом письме, направленном профессору Хэ его коллегами.

Ученые всего мира соревнуются в своих разработках, чтобы стать первыми, кто создаст генетически модифицированного ребенка. Их волнуют только технологии и личная карьера, и они продолжат борьбу за снятие ограничений в своей работе».

Китае, например, объявили, что создали новую породу генетически модифицированных собак «из пробирки». По мышечной массе они вдвое превосходят своих сородичей, обладают значительно большими силой и скоростью.

Ученые пояснили, что геном собаки трудно поддается модификации и очень схож с человеческим. А это значит, что в перспективе аналогичные манипуляции можно совершать и с людьми.

В прессе сразу появились предположения, что целью китайцев было вовсе не выведение собак-чемпионов, а разработка технологии, которая позволит создавать суперлюдей, солдат, обладающих нечеловеческой силой и не ведающих усталости наподобие героев американских комиксов.

Директор организации Human Genetics Alert, объединяющей противников генетических экспериментов, Дэвид Кинг заявил:

В первом эксперименте по клонированию собак китайские ученые убрали из них ген миостатин, что и позволило создать мускулистых монстров. Не исключено, что кому-то захочется произвести на свет и суперхищников или сверхъядовитых насекомых, которые могут быть использованы как биологическое оружие.

Правда, единственный публичный эксперимент по клонированию животных в Европе закончился провалом. Клонированная британцами овечка Долли часто болела и прожила только шесть лет.

В Институте биологической медицины в Гуанчжоу эксперимент с собаками называют научным прорывом, ранее только корейцам удалось клонировать собаку. Но в Китае впервые клонировали собаку с заданными свойствами.

Кинг считает, что все чаще отмечаются попытки изменения человеческих эмбрионов. Это может привести к конструированию дизайнерских младенцев. Родители будут заказывать медикам, каких именно детей они хотят заполучить. В США это уже происходит — красивым и умным женщинам там платят намного больше за их яйцеклетки.

Другой специалист из США Джеймс Грифо стал первопроходцем в переносе клеточного ядра из яйцеклеток пожилых женщин молодым. В результате рождаются дети сразу с тремя генетическими родителями. Спрос на эту услугу вполне может обогатить генных инженеров.

По всей Америке проводятся многолюдные симпозиумы, на которых такие специалисты пропагандируют свои технологии. Биолог из Принстона Ли Сильвер признает, что заказ ребенка с заданными свойствами будет доступен только маленькой группе элиты, то есть со временем человечество разделится на правящую генетически улучшенную расу и на работающих на нее обычных смертных.

Сенсационное заявление китайского ученого о рождении первых генетически модифицированных детей шокировало научное сообщество и вызвало шквал критики - как со стороны его коллег, экспертов-генетиков, так и со стороны официальных властей страны и международных организаций.
Его эксперимент - кажется, вполне успешный - назвали безумным и даже чудовищным. Хотя сам профессор Хэ утверждает, что лишь сделал новорожденных близняшек устойчивыми к заражению ВИЧ.
При этом с точки зрения науки, ничего особенного - и уж тем более революционного - не произошло. Ученые довольно давно научились вносить изменения в ДНК растений и животных, чтобы придать им нужные свойства, и эта технология активно используется в медицине и пищевой промышленности.
Более того, именно за открытия в области направленной эволюции в этом году была вручена Нобелевская премия по химии.
Так что же такого сделал профессор (на фото ниже)? И почему его заявление немедленно вызвало скандал и гнев в профессиональном сообществе?

Как рассказал сам профессор Хэ, он взял яйцеклетку, оплодотворенную ВИЧ-инфицированным отцом, и отредактировал ее ДНК, удалив часть гена CCR5, через который к клеткам присоединяется вирус иммунодефицита.
Такой "укороченный ген" естественным образом встречается примерно у 10% европейцев за счет естественной мутации, произошедшей около 700 лет назад.
По одной из версий, его носители были менее восприимчивы к заражению бубонной чумой - и мутация закрепилась эволюционно в результате эпидемии "Черной смерти", поскольку выжившие передали ген-мутант своим потомкам.
Так что, если у родившихся близняшек действительно отсутствует часть CCR5, они биологически невосприимчивы к самому распространенному виду ВИЧ-инфекции.

Безусловно. В том, что подобный эксперимент можно осуществить на практике, эксперты не сомневаются.
Технология CRISPR-Cas, разработанная несколько лет назад, позволяет весьма эффективно вносить изменения в ДНК, вырезая из генов нужные исследователям участки.
Она довольно проста в использовании и широко используется в биологических лабораториях по всему миру - как с медицинскими, так и с промышленными целями.
По словам Хэ, в эксперименте участвовало восемь супружеских пар (все восемь мужчин - носители ВИЧ-инфекции). Помимо уже родившихся близняшек, в ближайшее время должен появиться на свет еще один генетически модифицированный ребенок.

Во-первых, очень странно, что Хэ Цзянькуй рассказал о своем эксперименте, выложив видео на YouTube, а не традиционным образом - отправив соответствующую статью в научный журнал, где ее могли бы изучить эксперты-генетики.
Во-вторых, он отказывается раскрывать инкогнито участников эксперимента - миру до сих пор не показали ни якобы родившихся близняшек, ни их родителей.
В-третьих, в Южном университете науки и техники, где числится профессор Хэ, заявили, что ничего не знают об экперименте, а сам ученый с февраля находится в неоплачиваемом отпуске.
В-четвертых, если заявленная цель эксперимента, как заявляет сам ученый, помочь семьям избавиться от наследственных болезней, то очень странным выглядит выбор инфекции. ВИЧ не является генетическим заболеванием, а кроме того, передачу вируса эмбриону и так можно предотвратить хорошо известными и широко применяемыми клиническими методами, без редактирования ДНК.

В целом идея избавления от тяжелых наследственных заболеваний путем замены "дефективного" участка ДНК звучит заманчиво и выглядит весьма перспективной с точки зрения развития медицины. Правда, неизвестно, как искусственные мутации могут отразиться на организме в долгосрочной перспективе - наши знания о собственном геноме далеко не исчерпывающи.
Однако проблема подобного редактирования генов лежит в основном в этической плоскости.
Внесение изменений в генетический код может в перспективе привести к созданию "детей-конструкторов" - когда родители смогут заранее выбрать характеристики будущего ребенка. Не только пол, цвет волос или разрез глаз, но и ожидаемую продолжительность жизни, устойчивость к тем или иным болезням или даже повышенные умственные способности. А тот, в свою очередь, передаст все эти признаки своим потомкам.
Понятно, что процедура "индивидуального конструирования" ДНК будет по карману лишь довольно обеспеченным людям - и социальное неравенство, как утверждают противники метода, рискует закрепиться на биологическом уровне.

Именно поэтому эксперименты в этой области запрещены в большинстве стран.
И даже там, где они в принципе разрешены (например, в Великобритании - именно с целью изучить возможность лечения тяжелых наследственных заболеваний), действуют строгие правила, предписывающие уничтожать все модифицированные эмбрионы на ранних стадиях.
Именно поэтому
"Ящик Пандоры открыт. И возможно, у нас еще есть слабый проблеск надежды, что его удастся закрыть до того, как станет слишком поздно", - говорится в открытом письме, направленном профессору Хэ его коллегами.

Вопрос этичности подобного эксперимента и его ценности для сохранения здоровья людей в будущем активно обсуждается мировым сообществом ученых, однако китайскими исследователями, по их словам, руководила не жажда славы планетарного масштаба, а самые гуманные цели - защитить человечество от ВИЧ.

Цель модификации

Ученый Хэ Цзянькуй (He Jiankui) рассказал, что он изменил ДНК эмбрионов для нескольких супружеских пар, которые лечились от бесплодия. Одна беременность к настоящему времени благополучно завершилась.

Генетик объяснил, что его цель заключалась не в том, чтобы вылечить или предотвратить наследственное заболевание, а в попытке наделить детей возможностью, которую мало кто имеет от природы - способностью противостоять вероятной будущей инфекции ВИЧ, вирусу СПИДа.

Суть эксперимента

Китайский исследователь практикует модификации генов мышей, обезьян и человеческих эмбрионов в лаборатории на протяжении нескольких лет. Ученый планирует запатентовать свой метод.

Выбор именно ВИЧ для коррекции генов Хэ Цзянькуй объяснил тем, что это заболевание - серьезная проблема в Китае. Он искал способ заблокировать ген CCR5, позволяющий вирусу иммунодефицита проникать в клетку.

Все мужчины в проекте были ВИЧ-инфицированы, а женщины - нет. Изменение генов не было направлено на предотвращение незначительного риска передачи вируса - у отцов он уже был глубоко подавлен стандартными лекарствами, к тому же есть более простые и безопасные способы избежать заражения потомства, чем коррекция на уровне ДНК.

Замысел состоял в том, чтобы предложить парам, столкнувшимся с ВИЧ, шанс растить ребенка, защищенного от данного вируса.

Ученый набирал участников через пекинскую группу под названием "Байуалин". Ее лидер, известный под псевдонимом "Бай Хуа", отметил, что для людей с выявленным ВИЧ не редкость потеря работы или проблемы с получением медицинской помощи.

Алгоритм проведения модификации

Изменение генома началось во время ЭКО - экстракорпорального оплодотворения. Сначала сперму "промывали", чтобы снизить вероятность занесения эмбрионам ВИЧ. Один сперматозоид поместили в одну яйцеклетку. Затем было добавлено вещество, воздействующее на гены.

На стадии развития эмбрионов в возрасте от 3 до 5 дней несколько клеток удалили и проверили на изменения. У пар был выбор - использовать модифицированные или избежавшие стороннего вмешательства в структуру ДНК эмбрионы для осуществления зачатия. По словам Хэ Цзянькуй, всего было модифицировано 16 из 22 эмбрионов, 11 использованы в шести попытках имплантации с достижением двойной беременности.

Тесты показали, что один близнец обладал парой модифицированных генов, другой - только одним, без доказательств влияния на остальные. Люди с одним измененным геном все еще подвержены заражению ВИЧ, хотя некоторые исследования дают повод предполагать, что болезнь, вероятно, будет развиваться медленнее в случае инфицирования такого человека.

Ученые проанализировали материалы, которые предоставил Хэ Цзянькуй. Их выводы не были однозначными, так как на данный момент информации недостаточно, чтобы сказать, насколько модификация будет полезна или вредна.

Этичность эксперимента: мнение ученых

Киран Мусунуру из Пенсильванского университета поставил под сомнение этичность подобного использования эмбрионов при попытке оплодотворения, поскольку китайские исследователи рассказали о том, что с большой долей уверенности предполагали - результат коснется лишь одного ребенка.

Доктор Мусунуру отметил, что у близнеца, имеющего частичные изменения, нет практически никаких дополнительных механизмов защиты от ВИЧ, и все же его подвергли неизвестному риску. Ученый считает, что использование эмбриона выдает основную задачу исследователей - тестирование модификации, а не поиск возможности избежания болезни.

Даже если генная коррекция работает, люди без нормальных генов CCR5 сталкиваются с более высоким риском получения некоторых других вирусов, таких как Лихорадка Западного Нила, или разновидности гриппа, способные привести к летальному исходу. Поскольку существует много способов профилактики ВИЧ-инфекции, то повышенный риск получения и развития других смертельных заболеваний не является проблемой, а, возможно, наоборот, подвергает человека еще большей опасности.

Есть также вопросы, касающиеся того, почему руководитель эксперимента официально оповестил о нём ученое сообщество Китая уже после начала клинических испытаний.

Не совсем ясно, понимают ли участники опыта в полной мере его цель, потенциальные риски и выгоды. Например, документы, подтверждающие согласие на участие в испытании, называют эксперимент "программой разработки вакцины против СПИДа".

Данный вид модификации генов вне клинических лабораторий запрещен в России, Соединенных Штатах и ряде других стран, потому что они могут вызвать непредвиденные изменения ДНК у будущих поколений.

Мнения ученых разделились. Кто-то считает риск оправданным, а эксперименты над людьми этичными, но многие признали такие испытания аморальными. Опыт назвали бессовестным, преждевременным.

Однако знаменитый генетик Джордж Чеч из Гарвардского университета выступил в поддержку подобных изысканий, так как считает ВИЧ серьезной и растущей угрозой для общества. В защиту соотечественника выступил и глава группы по этике. Он заявил: "Мы считаем, что это этично".

Предваряющие эксперимент исследования

В последние годы ученые обнаружили относительно простой способ коррекции генов. Вещество, называемое CRISPR-cas9, позволяет влиять на ДНК, чтобы обеспечить работу необходимого гена или подавить тот, который вызывает проблемы.

Данный метод только недавно был опробован на взрослых в попытке излечить смертельные заболевания. Изменения в таком случае ограничены, им подвергается только один человек. Эксперименты на яйцеклетках и сперматозоидах запрещены практически во всех странах, так как могут спровоцировать наследственные мутации.

Ответственность ученых и осведомленность родителей

Хэ Цзянькуй уверен, что он ясно дал понять участникам опыта цели исследования и уведомил, что изменение генов эмбрионов никогда не было испытано раньше и несет потенциальные риски.

Ученый обещал обеспечить покрытие страховки для всех детей, зачатых в рамках проекта, и планирует медицинское наблюдение до тех пор, пока им не исполнится 18 лет, а при условии согласия, и далее. Частью договора было бесплатное лечение бесплодия задействованных в эксперименте женщин.

Дальнейшие попытки подобного оплодотворения приостановлены до тех пор, пока безопасность процесса не будет проанализирована и подтверждена.