Аналитика

Заплата на ДНК: генетическая революция против этических барьеров

Разработка генного редактирования от компании Editas Medicine посодействовала двум клиентам в лечении прирожденной дистрофии сетчатки, американские власти разрешили тесты на людях продукта для генной терапии ВИЧ, в Стране восходящего солнца начали продавать помидоры с модифицированным геномом, которые способствуют понижению давления. И это новости генной инженерии лишь в течении минувшего месяца, ведает журнал «Профиль».

Генную инженерию считают будущим медицины, которые способны освободить население земли от тяжелых наследных заболеваний. Особые надежды связывают с правкой геномов по способу CRISPR/Cas, который получил обширное применение всего за пару лет с момента открытия.

Но отношение общественности к чудесам генетики пока не устоялось. Приемлимо ли управлять биологическим развитием человека, превращая эволюцию в революцию? Ведь возможности CRISPR/Cas ограничены только нашей фантазией: на теоретическом уровне можно вывести новую расу людей, наделив её практически умопомрачительными качествами. Публичные и религиозные деятели высказывают по данному поводу тревогу, а государственные служащие различных государств пробуют выработать новые правила игры в здравоохранении.

Однако, по мнению специалистов «Профиля», ослабление этических барьеров безизбежно. Оно уже случается в силу нескольких обстоятельств: невозможности держать под контролем выполнение запретов, соблазна завладеть новым многомиллиардным рынком, также технической конкурентной борьбы глобальных держав, которая толкает их на скользкую генетическую дорожку.

Вырезать — вставить

Посреди 20 века научные работники установили, каким образом случается передача наследной (генетической) инфы, закодированной в молекулах ДНК. Это дало возможность начать опыты с целеустремленным изменением генома живых созданий. В 1972 году команда научных работников в Стэнфорде (США) получила рекомбинантную ДНК, сшив части генетического кода 2-ух разных вирусов. А год спустя биологи Герберт Бойер и Стэнли Коэн вывели 1-ый организм, который был основан на рекомбинантной ДНК.

С того времени минуло полста лет, и генная инженерия прошла большой путь, пусть не постоянно видимый постороннему наблюдающему. На рубеже XXI века был всецело секвенирован (прочитан) человечий геном: труднейший проект, который координируется американскими властями, потребовал $ 3 миллиардов вложений и тринадцать лет работы. После чего всего за пятнадцать лет (в 2001—2016 годах) цена расшифровки генома раздельно взятого человека свалилась, по данным National Human Genome Research Institute, со $ 100 млн до $ 1 тыс.

Оформилась доктрина генной терапии: методом разрезания молекулы ДНК в определенном месте можно поменять последовательность генетической инфы, «починив» геном от ненужной мутации либо, напротив, усилив желаемые характеристики организма. Трудность состоит в методе внесения разрыва: с этой целью нужно сделать особый белок, который распознает разыскиваемую последовательность в геноме.

В 1990—двухтысячных генетики разработали две технологии «молекулярных ножниц» — ZFN (Zinc Finger Nuclease) и TALEN (Transcription Activator-like Effector Nucleases). Однако они очень сложны в использовании: на поиск подходящей формулы наилучшим лабораториям мира требуются годы работы.

Сначала 2010-х был предложен новый способ — CRISPR/Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, Cas — разрезающий ДНК фермент). Он был известен с конца 1980-х, но длительное время фигурировал только в базовых исследовательских работах. В 2012 году биохимики Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна проявили, как применять CRISPR в генном редактировании. При этом не лишь вырезать нехороший участок ДНК, да и вставлять заместо него неплохой в качестве «заплаты».

Заплата на ДНК: генетическая революция против этических барьеров

Биохимики Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна. Иллюстрация: AFP/EAST NEWS

Это воистину эпохальное открытие: работать с CRISPR легче и резвее, чем с ZFN и TALEN, способ сходу стал популярен в научном обществе, к разработке препаратов генной терапии подключились сотни новых лабораторий. В 2020 году вклад Шарпантье и Дудны был отмечен Нобелевской премией по химии.

Большая часть клинических применений CRISPR сводятся к исцелению наследных болезней, против которых до этого медицина была бессильна (мышечная дистрофия Дюшенна, хорея Гентингтона, лимфома Ходжкина, муковисцидоз, слепота). Кроме того особенные надежды соединены с исцелением ВИЧ: так как данный вирус встраивается в ДНК клеток, спасение от него лежит на генетическом уровне.

Современный Франкенштейн

Основным сдерживающим фактором при использовании CRISPR является точность разреза ДНК. Не исключена возможность ошибки, а ставки в данной игре высоки: мельчайшая некорректность чревата злокачественной мутацией либо опухолью в организме пациента. Предполагается, что по мере скопления испытаний в клинических условиях точность получится подтянуть, но некоторые научные работники заявляют, что мы так и не научимся просчитывать все результаты воздействия в человечий геном — в нем сильно большое количество неочевидных взаимосвязей.

«Моногенных болезней, другими словами вызванных поломкой определенного гена, не настолько не мало, — рассказывает футуролог, соорганизатор венчурного фонда Orbita Capital Partners Евгений Кузнецов. — К примеру, в случае СПИДа есть возможность повлиять на один ген, и с вероятностью восемьдесят пять процентов мы получим фуррор. Однако большая часть характеристик человека кодируется композицией генов. Пока научный поиск не так далековато продвинулся, чтоб можно было считать CRISPR отработанной технологией».

По данной причине опыты с CRISPR-редактированием до ближайшего времени проводили in vitro, другими словами вне организма пациента, на клеточках-донорах. Нередко ими выступали оплодотворенные яйцеклетки (зиготы). При всем этом согласно правилам, которые были приняты во большом количестве государств, возраст принимающих участие в исследовательских работах зародышей не должен превосходить двух недель: после чего биологический материал следует убить, переносить его в матку для следующего рождения малыша запрещено.

Гуманность этого запрета была доказана в 2015 году, когда биологи из Института Сунь Ятсена (Гуанчжоу, Китай) отредактировали геном 86 зигот с болезнью крови. 15 из них совсем не пережили операцию, четкий разрез ДНК был произведен лишь в 28 зиготах, а верно поставить генетическую «заплату» получилось в 4.

А через 3 года в научном мире разразился скандал. Иной китайский ученый, Хэ Цзянькуй из Шэньчжэня, проводя опыты над зародышом носителей ВИЧ-инфекции родителей, удалил отвечающий за болезнь ген CCR5, а потом подсадил эмбриона мамы. В итоге родились девченки-близнецы Лулу и Нана.

Цзянькуй сообщил о собственной работе на мероприятии, и западные научные работники отреагировали резко плохо: к примеру, они заявляли, что отключение гена CCR5 увеличивает риск погибели человека от гриппа и лихорадки Западного Нила. Цзянькуя даже ассоциировали с Виктором Франкенштейном — принципиальным медиком из готического романа Мэри Шелли, невольно породившим монстра.

Власти Китая длительно не обсуждали происходящее, но потом «сдали» Цзянькуя мировой общественности: он был обвинен в нарушении мед порядков Китай и задержан. При всем этом почти все обстоятельства дела были под грифом секретно, и сейчас судьба Лулу и Наны неведома.

Игра в Бога

Данная история стала причиной для обсуждений об этичности генного редактирования. Во-1-х, зародыш не может дать информированное согласие на исцеление — базисное условие мед процедур. Во-2-х, создание здоровых зародышей предполагает вторжение в клеточки зародышевой полосы, другими словами сделанные корректировки генетического кода будут переданы по наследию (в случае с исцелением взрослого пациента этого реально избежать, ограничив манипуляции соматическими клеточками).

В-3-х, видоизменять гены можно не лишь в мед целях, да и для других изменений людской породы. Потенциально генная инженерия может стать больше действенной видом евгеники (отбору подходящих мутаций) либо тестов с облучением людей (провоцированием мутаций), да и то, и другое имеет очень нехорошую историческую коннотацию. В западных медиа обожают перечислять «ночные кошмары» CRISPR-редактирования: будто бы оно может нарушить естественный ход эволюции; государства с авторитарными режимами могут вывести послушливых подданных, заблокировав у них «бунтарские» гены; появится трудность генетической дискриминации, если богачи смогут прокачать свои физические данные и даже снаружи стать людьми «первого сорта».

А также, в рискованных опытах с ДНК можно сделать новый вирус, который распространится по всей планетке. Как здесь не вспомнить теории о рукотворной сильной эпидемии Covid-19: ведь, по заключению китайских специалистов по вирусологии, новая коронавирусная инфекция родился методом рекомбинации ДНК вирусов змеи, летучей мыши и человека.

Почти все из этих страхов гиперболизированы, убежден Евгений Кузнецов.

«К примеру, дискуссии про генетическое орудие, при помощи которого будто бы будут вестись войны грядущего, — очевидная спекуляция, — уверен специалист. — Наука сообщает, что нет таковых генетических инструментов, которые могли бы подействовать на одну популяцию и не коснуться другую. Тем паче на данный момент все популяции перемешаны, на генном уровне неоднородны. Однако доктрина human enhancement, другими словами усиления наших возможностей, видится полностью настоящей. Можно обучить человека видеть ночью, чуять определенные запахи, повысить порог боли и ужаса. Можно представить, что военные с этим проводят эксперименты, в особенности в КНР. Однако, очевидно, под грифом „секретно“. В принципе люди пока не сообразили, как относиться к глубочайшей генной корректировки. Применение этого способа за гранью текущей парадигмы восприятия человека и возможностей медицины».

Этические трудности генной инженерии были осознаны еще в 1970-х. Естественной реакцией стали ограничения. К примеру, в 1975-м в США была проведена конференция по вопросам опытов с рекомбинантной ДНК. Одним из её решений был запрет на распространение этот ДНК в клеточки био видов, которые способны выжить вне стенок лаборатории.

В девяностых схожим образом научное общество отреагировало на заслуги в области клонирования. В 1996 году родилась овечка Долли, 1-ое клонированное млекопитающее, а в 1997-м ООН выпустила «Всеобщую декларацию о геноме человека и правах человека», которая запрещает «воспроизводство людской особи».

Заплата на ДНК: генетическая революция против этических барьеров

Овечка Долли, 1-ое клонированное млекопитающее/ Иллюстрация: PA Images/Vostock Photo

Времена изменяются

Листая странички истории медицины, можно удостовериться, что красные полосы, за которые общественная мораль не велит заступать эскулапам, не являются незыблемыми. Много столетий мировые религии воспрещали анатомирование тел, требуя уважать покой души погибшего. Врачевание в средневековой Европе было основано на трактатах древнеримского доктора и философа Галена (II-III вв.), который описал строение человека со схоластической непогрешимостью. Но любознательные разумы рвались поглубже просочиться в тайны медицины: им приходилось похищать тела бродяг и казненных, потаенно проводя вскрытия. В XVI веке нидерландский лекарь Андреас Везалий таким образом поправил больше 200 просчетов в трудах Галена. Скоро отношение к вскрытиям поменялось: по всей Европе стали раскрываться анатомические театры.

Заплата на ДНК: генетическая революция против этических барьеров

Иллюстрация: VIA AFP/EAST NEWS

За прошедшие полста лет мед этика перетерпела еще более изменений. Броский пример — тема эвтаназии. Отказываясь способствовать пациенту в добровольческом уходе из жизни, докторы ссылаются на текст клятвы Гиппократа: «Я не дам никому просимого у меня смертельного средства». Все же с 2002 года эвтаназию разрешили 5 стран (Бельгия, Нидерланды, Швейцария, Люксембург, Канада), также несколько штатов США. А пассивная эвтаназия (согласованное с пациентом окончание исцеления неизлечимой заболевания) фактически практикуется во большом количестве государств.

Моральные трудности трансплантологии обсуждаются с 1967 года, когда хирург Кристиан Барнард произвел первую пересадку сердца. Предметом для споров будет то, где брать органы для пересадки. Недочетом сегодняшних правил, в соответствии с которыми можно применять только органы погибших, являются их недостаток (некоторые нездоровые погибают, так и не дождавшись поддержки) и существование темного рынка органов. Однако если вообразить, что оборот органов легализован, кажется чрезвычайно возможным сценарий, при котором бедное население планетки, торгуя своими внутренностями, станет в буквальном смысле жертвовать собой для долгожительства богатых людей.

Еще одна дискуссионная тема — мед вмешательство в репродукцию. В протяжении столетий аборты то запрещались, то разрешались. В 20-м веке первой государством, всецело легализовавшей их, стал Советский Союз в 1920 году. Сейчас аборты по просьбе дамы разрешены больше чем в 60 государствах. В прошедшие десятки лет возникли новые репродуктивные технологии: искусственное оплодотворение, выкармливание зародыша в пробирке (ЭКО), суррогатное материнство. Обычно, религиозные организации выступают против этого воздействия в таинство домашней жизни. Все же зона узаконивания этих процедур также расширяется.

Если чрезвычайно охото…

Вообщем, происшествие с Хэ Цзянькуем не стал шлагбаумом на пути развития CRISPR-редактирования. В феврале 2019 года американский журнал Cell предал гласности статью с аргументами в пользу предпринятого китайским ученым удаления гена CCR5. Выяснилось, что его отсутствие в геноме полезно не лишь для защиты от ВИЧ, да и для улучшения когнитивных функций и резвого восстановления после инфаркта.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:  Не подчинившись засилью ЛГБТ, «Мечта» «защитила независимость Грузии»

А в октябре 2019-го в журнале Nature вышла публикация научных работников из Гарвардского института, которая описывает усовершенствованную технику CRISPR — «праймированное редактирование». Оно увеличивает точность разрезания ДНК, а означает, делает функцию безопаснее.

Методом разрезания молекулы ДНК в определенном месте можно поменять последовательность генетической инфы, «починив» геном от ненужной мутации

Заплата на ДНК: генетическая революция против этических барьеров

Иллюстрация: Shutterstock/FOTODOM

Научные работники из различных государств заявили о желании трудиться в русле тестов Цзянькуя. Например, Вернер Нейхауссер из Гарварда планирует редактировать ДНК в клеточках зародышевой полосы. А российский биолог Денис Ребриков готов посодействовать родителям с наследной глухотой родить слышащих детишек. В 2019 году он сообщил, что нашел супружескую чету добровольцев и ожидает официального разрешения властей. Государственные служащие пока не дали согласия на операцию, но сам факт, что мысли Цзянькуя продолжают жить после его общественного «линчевания», гласит о многом.

Длительно запрягаем

Возможности генной инженерии завлекли внимание властных структур России: в 2019 году правительство утвердило программку «О развитии генетических технологий в России» до 2027 года. Её результатом должно стать выведение при помощи способов генного редактирования 30 новых видов растений и зверей и 20 фармацевтических препаратов.

«Российская Федерация далековато не в авангарде глобальных генетических исследовательских работ, — комментирует Евгений Кузнецов. — Пару лет назад положение дел в принципе была трагической — у нас этой темой занимались редкие лаборатории. Суть в том, что разработка CRISPR сама по для себя легкая и дешевая, место для тестов громадно, потому ею начали заниматься сходу во большом количестве государств. Тут Рф принципиально не отстать на старте. По другому получится как с микропроцессорами, когда в которой-то момент наша микроэлектроника забуксовала и сейчас уже отстала от лидеров навечно».

Некоторые регуляторные послабления уже начались. С 2020 года CRISPR-терапию в США разрешено проводить in vivo, другими словами конкретно вводя продукт пациенту (внутривенно). А в этом году, получив удачные показатели исследований в клинических условиях на взрослых людях, властные структуры США разрешили компании Editas Medicine тестировать CRISPR-исцеление на детях.

В среде генетиков существует мнение, что рождение измененных зародышей позволят, если оно будет представлено, как этически оправданное: к примеру, если будет найдена пара, у которой нет ни 1-го шанса родить здорового малыша. Обычно это не так: возможность передать по наследию орфанное болезнь равна двадцать пять процентов либо пятьдесят процентов. В таковых вариантах довольно применять экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО): отбирается здоровый зародыш, а другие утилизируются. Иной вопрос, что практика расходования зародышей, равно как и аборты по генетическим свидетельствам, тоже имеет этические издержки. Как следует, вопрос в том, какой способ общество в итоге сочтет больше применимым.

Очередной аргумент приводит американский юрист Генри Грили, узнаваемый по выступлениям в защиту генной инженерии. Согласно его убеждению, обусловиться насчет CRISPR-детишек необходимо, отталкиваясь от интересов структуры медицинского обеспечения: если для нее прибыльнее заранее отделить пациентов с серьезными заболеваниями, чем позже годами их вылечивать, то отчего бы это не сделать? Хэ Цзянькуй поспешил и поступил бездумно, признает Грили, но в какой-то момент его знамя подхватят остальные.

А в Англии Совет по мед этике (Nuffield Council on Bioethics) и совсем вынес заключение, что «редактировать геном в целях воздействия на свойства будущих поколений… не является недопустимым». Также приемлимо желание родителей сделать собственного малыша высочайшим блондином с голубыми очами, сказал член совета, доктор Каррн Йонг. При этом, это было еще летом 2018-го, накануне скандала в КНР. После него развитие темы затормозилось.

«Дизайнерские дети — пользующийся популярностью развитие событий футурологических прогнозов, и, видимо, он реализуется, — анализирует Кузнецов. — Нынешняя положение дел очевидно различается от конца девяностых годов, когда клонирование человека воспретили и никто особо не возражал. Основная причина — возникновение КНР как сильной альтернативы западному блоку. Если Европа с Америкой будут вести этические полемики и тормозить развитие технологий, то Китай уйдет далековато вперед, так как без излишнего шума не прекращает анализа. К слову, непонятно, приостановил ли Цзянькуй свою работу. По вебу гуляют фото, из которых можно заключить, что он как и раньше проживает в кампусе собственного института, а видимость задержания состоит в том, что к его балкону приварили сетки».

«Гонка вооружений меж США и Китайской Народной Республикой ускоряется, и все сдерживающие причины отходят на 2-ой план, — удостоверяет глава Лиги независимых ИТ-профессионалов Сергей Карелов. — Специалисты все почаще поднимают вопрос об экзистенциальных рисках, которые порождаются ускоренным технологическим развитием. Сюда относятся климатический кризис, кибервойна, глобальная эпидемия, воздействие на эволюцию — то, что затронет млрд людей. Фактически эти опасности игнорируются».

Летом сегодняшнего года ВОЗ обозначила официальную позицию относительно тестов с CRISPR. Её выработкой занимались 18 профессионалов на протяжении 3-х лет. Итогом стал 64-страничный свод советов ученым: содействовать интернациональному взаимодействию, поощрять этический изучение исследований в клинических условиях, способствовать честному доступу к медицинским препаратам и т.д.. Никто из пунктов документа не носит обязательный характер.

«Обсуждение этической стороны научно-технического развития нередко скатывается в малосодержательное философствование, — резюмирует Сергей Карелов. — Появились даже определения „театр этики“ (ethics theatre) и „отмывание этических требований“ (ethics washing). Обозначается интерес к дилемме, собираются комитеты, принимаются тактики… Однако в сухом остатке это просто неплохой бизнес для специалистов всех мастей. А именно, огромные бюджеты осваиваются на так называемой этике искусственного ума. Однако само понятие неправильно, так как исходит из неверного уподобления ИИ людскому мышлению. В сфере биотехнологий положение дел иная: тут вправду вершатся судьбы живых созданий. Тем обиднее, если обсуждение преобразуется в профанацию. А это безизбежно, если не прописывать настоящие процедуры контроля на каждом шаге научного анализа. При этом аспекты должны быть измеримыми, а методы контроля — инструментальными. Однако практически никто так не делает. К примеру, есть подсчеты, что в сфере ИИ семьдесят семь процентов этических решений не содержат методов контроля за своим исполнением».

Тренировка на слонах

Однако и без учета этических барьеров генная терапия пока далека от того, чтоб стать массивно доступной. Здесь уже вмешиваются рыночные причины. Курс исцеления от острого лимфобластного лейкоза продуктам Kymriah обойдется в $ 475 тыс., избавление от слепоты при помощи Luxturna стоит $ 850 тыс., продукт Zynteglo против талассемии (нарушения синтеза гемоглобина) поставляется за $ 1,78 млн, Zolgensma против мышечной атрофии — за $ 2,1 млн.

Это примерный порядок цен: они колеблются, так как идет речь об личных заказах. Например, в 2012—2017 годах курс исцеления от недостатка липопротеинлипазы продуктам Glybera ($ 1,2 млн) прошел лишь один человек. После чего выпускающая его фармацевтическая организация решила не продлевать лицензию на реализации.

Все же уже на данный момент вокруг CRISPR складывается многомиллиардная промышленность. Для сопоставления: в 2013—2017 годах компании — создатели генной терапии получили $ 600 млн венчурных вложений, а в этом году лишь за январь—август данное значение составил $ 13 миллиардов (данные Market Reports Center и The Science Advisory Board). Предвидится, что в 2021—2028 годах мировой рынок геномики (в это понятие входят все продукты и услуги, которые были основаны на достижениях генетики) будет расти на пятнадцать процентов в год и достигнет $ 62,9 миллиардов. Вообщем, подобные прогнозы повсевременно изменяются в сторону роста.

Пока более близким к реальности сценарием является применение генной инженерии в деревенском хозяйстве. Растениям с отредактированной ДНК не жутки плесень и атаки насекомых-вредителей, звери легче переносят вирусные инфекции и резвее набирают мышечную массу. Чем лучше генетический апдейт, тем ниже экологический след сельского хозяйства (уменьшается размер применяемых пестицидов, потребление корма скотом и т. д.) — при сегодняшних тенденциях этическая привлекательность этого размена будет лишь возрастать.

«Сельхозпроизводство — низковато висячий плод в положении, если распространение генного редактирования в здравоохранении сталкивается с сложностями, — подчеркивает Евгений Кузнецов. — Во-1-х, это шанс взять реванш за рекламный провал ГМО-товаров: практически они ворачиваются под новой вывеской. Во-2-х, это симпатичный стиль для всей генной инженерии: смотрите, мы создаем товары с высочайшим содержанием нужных частей и иными увлекательными качествами. К примеру, в США выпущены яблоки, не темнеющие в разрезанном виде. Разрабатывается линейка гипоаллергенных товаров, которые ранее были недосягаемы страдающим аллергией. Это емкий рынок, который подготовит почву для перехода к изменения ДНК человека».

Сюда стоит добавить опыты на братьях наших наименьших, которые ведутся преднамеренно для обкатки генетических технологий. Таковых работ много, но некоторые завлекают особенное внимание общественности. Например, в 2015 году китайские генетики из Института биомедицины и здоровья в регионы Гуанчжоу видоизменили собаку породы уиппет. В природе уиппет — маленькая тощая собачонка, но китайцы удалили у нее ген, который отвечает за выработку миостатина (белка, тормозящего рост мышечной массы для продления жизни организма), и получили стршного с виду собаку-мутанта с перекачанными мускулами, как у бодибилдера.

А компания Colossal (США) при участии известного генетика Джорджа Чёрча планирует оживить мамонтов методом редактирования ДНК азиатского слона. Ученый считает, что разработка CRISPR дозволит добавить слону длинноватые клыки, толстый слой подкожного жира и пышноватый мех, что дозволит ему выживать в критериях Последнего Севера.

«Удачная реконструкция мамонта могла бы вызвать большой публичный резонанс и приблизить согласие по поводу корректировки людского генома, — полагает Кузнецов. — Вообщем, и на данный момент есть горячие головы, которых не останавливают трудности с точностью разреза ДНК, и они проводят авантюрные опыты. Считаю, в наиблежайшие годы нас ожидает много прорывных итогов. Однако в общем пройдет более десять лет, до того как генная терапия станет медицинской нормой для исцеления ряда заболеваний. У специалистов технопрогресса есть подобное правило: изменения происходят медлительнее, чем уповают оптимисты, но резвее, чем думают пессимисты».

Похожие статьи

Кнопка «Наверх»