Дети редакции: зачем русский ученый хочет изменить ДНК эмбриона
Эксперименты по редактированию ДНК человеческого эмбриона до 2018 года заканчивались уничтожением небольшой группы клеток, полученной в результате деления самой первой. Следующий шаг сделал китайский генетик Хэ Цзянькуй: он пересадил эмбрион с отредактированной ДНК женщине, и осенью 2018 года она родила близнецов, Лулу и Нану. Девочки стали первыми людьми, несущими в каждой клетке след вмешательства в основу основ.
В апреле 2019 года американский научный журнал Nature опубликовал статью о намерениях российского биолога Дениса Ребрикова провести похожий эксперимент. Ребриков утверждает, что ему удалось то, что не удалось Хэ Цзянькую: найти этичный повод вмешаться в геном человека.
А стоило ли?
На автора китайского эксперимента сразу и со всех сторон обрушилась жесткая критика – коллеги ругали его за общую поспешность и за несовершенство методов. Но главная претензия к нему состоит в том, что у Хэ Цзянькуя не было настоящей причины что-то менять в генах Лулу и Наны.
Сам ученый объяснял, что дело в ВИЧ-положительном статусе отца девочек. Подвергшийся редактированию ген CCR5 кодирует белок, с помощью которого ВИЧ попадает в клетки; модификация гена дает устойчивость к заражению вирусом. Однако ВИЧ-положительные отцы крайне редко передают вирус детям, а в случае запланированной беременности абсолютно надежную защиту от передачи вируса обеспечивает обычное ЭКО. Поэтому специалистам мотивация Хэ Цзянькуя кажется как минимум странной.
В поисках повода
Если ВИЧ у отца не причина «чинить» ДНК, то что тогда? Найти применение для технологии оказалось не так-то просто. Вернее, сложно оказалось найти такой случай, в котором редактирование генома посчитали бы оправданным общественность, научное сообщество и регулирующие органы. Это должен быть такой случай, когда пара хочет завести ребенка и наверняка знает, что без вмешательства ребенок будет страдать от тяжелой наследственной болезни.
Еще в апреле, давая интервью Nature, Ребриков предлагал только слегка отклониться от сценария Хэ Цзянькуя. Спасать надо детей ВИЧ-инфицированных матерей, считал он, риск передать вирус плоду у них намного больше, чем у отцов. Правда, в большинстве случаев антиретровирусная терапия позволяет таким матерям вынашивать здоровых детей. Модифицировать у будущего ребенка ген CCR5 имеет смысл только в случаях, когда мать плохо отвечает на лечение и сохраняет высокую вирусную нагрузку.
Однако людей, не отвечающих на антиретровирусную терапию, не так много. Когда стало ясно, что подходящих пациентов с ВИЧ крайне мало и есть шанс вообще не найти ни одного нужного случая, Ребриков и его коллеги обратились к списку наследственных заболеваний. Выбирать предстояло из тех, что обусловлены мутацией в одном гене: те, в развитии которых играют роль несколько генов, современным технологиям редактирования генома пока не по зубам.
«Оказалось, что из известных нам примерно семи тысяч моногенных заболеваний редактирование генома показано лишь в нескольких случаях, – рассказывает Ребриков, – когда существует вероятность того, что два человека с наследственным заболеванием (гомозиготных по рецессивной мутации) встретятся и решат завести ребенка. Это такие заболевания, как фенилкетонурия, галактоземия, карликовость, наследственная тугоухость и несколько других. Причем некоторые из этих диагнозов часто сводят людей вместе. Например, наследственная тугоухость. Слабослышащие больше общаются друг с другом, чем с людьми с нормальным слухом, – образуют семьи, заводят детей... Больше 70% случаев наследственной тугоухости обусловлены одной и той же мутацией в одном гене». Сейчас коллеги Ребрикова ищут пары с наследственной тугоухостью у обоих родителей, которые хотят завести детей и готовы согласиться на исправление мутации у эмбриона.
Настройка инструментов
Основанная Ребриковым Лаборатория редактирования генома при НМИЦ АГП им. Кулакова уже три года занимается совершенствованием методов редактирования генома и контролем качества редактирования. Стандарты для клинического использования этой технологии еще не написаны, а влиять на судьбы людей она может очень серьезно, поэтому прежде, чем делать «отредактированных» детей, ученым нужно убедиться, что они бьют только по своей цели – мутантному гену – и не вносят никаких нецелевых изменений.
Проблема заключается в том, что ученым не с чем сравнивать результат редактирования, поскольку изменения вносятся на этапе появления самой первой клетки организма. Поэтому биоинформатикам приходится расшифровывать последовательности ДНК материнских и отцовских половых клеток и более-менее обоснованно предсказывать, как должна была выглядеть их объединенная цепочка до редакции. Тестировать нужно каждую методику в отдельности в условиях, максимально приближенных к условиям эксперимента, – на клетках, обязательно человеческих и обязательно половых: ДНК животных – даже приматов – слишком непохожа на нашу, а в соматических клетках ДНК упакована совсем иначе, и это может сказаться на результатах редактирования.
Но есть и хорошие новости: в процессе внесения изменений в геном очень много переменных, поэтому, когда нецелевые изменения обнаруживаются, всегда есть возможность изменить параметры и избавиться от «брака». В Лаборатории редактирования генома уже научились подбирать параметры процедуры индивидуально – под конкретную будущую мать. Если когда-нибудь с помощью этой технологии родятся дети, их «создатели» будут уверены в том, что изменили в них только то, что планировали изменить.
Теперь, когда выбрана цель и опробованы методы, Ребриков и его коллеги могут попытаться осуществить эксперимент. О сроках говорить, кажется, не имеет смысла: пока и клинические, и юридические перспективы довольно туманны. Если у Ребрикова все получится, технология редактирования генома первой клетки может из скандальной экзотики превратиться в еще один инструмент в арсенале специалистов по репродуктивной медицине. Такую же метаморфозу в свое время претерпели кесарево сечение, экстракорпоральное оплодотворение, многие методы дородовой диагностики. Все они ставят целью вмешаться в естественный ход вещей, чтобы на свет появился здоровый человек, – а эту цель мало кто готов осудить.