Впервые ученые смогли точно отредактировать гены человеческого эмбриона

Ученые отредактировали ДНК ранних человеческих эмбрионов с беспрецедентной точностью. Примененная ими техника теоретически пригодна для конструирования детей с заранее заданными характеристиками.

Результаты прорывных с точки зрения науки, но сомнительных этически экспериментов обнародованы в виде препринта на bioRxiv. Руководивший ими генетик Дитер Эгли из Колумбийского университета обсуждать эту сторону проблемы не берется: «Мы дали почву для дискуссии, но на этом наша роль ограничивается, и слово переходит к другим».

Тем более что осталось много нерешенных вопросов относительно вредных побочных эффектов. «Мы не говорим, что завтра это начнут применять в клиниках», — подчеркивает исследователь.

Первым мощным генетическим редактором стал удостоенный Нобелевской премии CRISPR. Инструмент грубый, он режет обе цепи ДНК, что приводит к риску ошибок и опасных мутаций.

Эксперимент, закончившийся тюрьмой

Эти недостатки не остановили, однако, китайского биолога Хэ Цзянькуя. Он применил метод к эмбрионам, из которых появились первые в мире генетически отредактированные дети с врожденным иммунитетом к ВИЧ. По утверждению ученого, которого за этот безрассудный эксперимент приговорили к трем годам заключения и отлучили от академической науки, они растут «здоровыми и красивыми».

Эгли и его коллеги тоже экспериментировали с CRISPR. В 2020 году они взяли сперму мужчин с мутацией в гене EYS, вызывающей наследственную слепоту, и оплодотворили ею здоровые яйцеклетки. Расчет был на то, что эмбрион сам заменит дефектную копию гена.

Но лишь половина эмбрионов получилась с двумя рабочими копиями EYS, кроме того, в некоторых случаях вмешательство полностью разрушило хромосому с этим геном. «Это имело абсолютно катастрофические последствия», — признает Эгли.

Точечное редактирование

В 2016 году генетик из Гарварда Дэвид Лю вместе с коллегами пришил к белку-«ножу» Cas9 в CRISPR фермент и получил редактор оснований ДНК, который аккуратно заменяет одну генетическую «букву» другой.

Этот метод уже применили для создания генной терапии для лечения ребенка с потенциально смертельной редкой генетической аномалией.

В новых опытах с помощью ABEmax, улучшенной версии редактора, Эгли сотоварищи попробовали изменить в эмбрионах гены PCSK9 (повышает уровень «плохого» холестерина) и HBG (управляет выработкой гемоглобина у плода).

Такое редактирование не нанесло сокрушительных повреждений в геноме, какие остаются после CRISPR, но и идеальными результаты называть преждевременно. Некоторые эмбрионы получились «мозаичными» — они содержали как исправленные клетки, так с исходными версиями гена. Если бы из них родились дети — участь их, скорее всего, была бы незавидной.

Кому это нужно

Возможность исправлять в эмбрионах мутации, вызывающие болезни, может стать большим подспорьем для тех, кто прибегает к ЭКО. Это позволило бы им подсаживать эмбрионы, которые в противном случае пришлось бы отбраковывать, считает соавтор исследования Натан Трефф, главный клинический директор компании Nucleus Genomics, которая его финансировала (Федеральное правительство не финансирует исследования на эмбрионах человека в научных целях).

Основанная в 2021 году, Nucleus Genomics проводит скрининг эмбрионов ЭКО на тысячи генетических нарушений. Стартап также составляет прогнозы относительно риска развития у эмбриона таких заболеваний, как болезни сердца и диабет. Кроме того, он изучает гены, связанные с такими признаками, как рост и интеллект.

В ноябре компания угодила в громкий скандал, разместив в нью-йоркском метро рекламу с призывом «Заведите своего лучшего ребенка». Генетики критикуют прогнозы Nucleus Genomics на предмет IQ за их низкую точность. А критики обвиняют в продвижении биотехнологической версии евгеники.

Ничего не выйдет

Поученные результаты согласуются с предыдущими работами по редактированию оснований в живых клетках, но применение метода на эмбрионах пока слишком рискованно, убежден профессор Федор Урнов, один из разработчиков генной терапии для вышеупомянутого мальчика. При обычном ЭКО эмбрионы проходят скрининг на генетические аномалии — это гораздо более разумный подход, чем прибегать к новой технике с таким количеством открытых вопросов, объясняет он.

«Делать то, что мы безопасно и эффективно делали 15 миллионов раз с 1978 года, или же попробовать нечто, что никогда нельзя по-настоящему обезопасить, и где риски очевидны?» — рассуждает генетик.

Он допускает, что новый метод, после его доработки, может привлечь людей, которые хотят не просто бороться с наследственными заболеваниями, а улучшать признаки, редактируя эмбрионы.

«На деле они предоставляют „улучшателям младенцев“ пошаговое руководство по выходу за рамки этических норм», — возмущен профессор.

Получится или нет улучшать младенцев таким способом — пока неясно. Для этого надо менять множество генов, а чем большее их количество подвергается редактированию — тем выше риск неудачи. «Думаю, можно скомбинировать три или четыре, возможно даже пять, но предел существует. Где именно он проходит — еще предстоит выяснить», — заключил Эгли.