В этом году Нобелевскую премию по химии присудили француженке Эммануэль Шарпантье и американке Дженифер Дудна за разработку "генетических ножниц" CRISPR-Cas9. Этот метод редактирования генома, позволяющий вносить точечные изменения в ДНК, поможет победить многие наследственные заболевания, прежде считавшиеся неизлечимыми. Вот только право им воспользоваться предоставят далеко не каждому.

Изобретателям генетической бомбы

Экспериментально возможность редактировать геном с помощью белка-нуклеазы Cas9 Шарпантье и Дудна с коллегами доказали в 2012 году. Они вводили в клетки раствор с двумя видами РНК. Одна повторяла последовательность нуклеотидов, аналогичную той, которую требовалось исправить. Эта молекула помогала опознать соответствующий участок в ДНК. Вторая РНК — матричная — выступала в роли инструкции для синтеза Cas9. А он вызывал химическую реакцию, в результате которой разрывались фосфодиэфирные связи между определенными основаниями ДНК. Молекула воспринимала эти разрывы как серьезную поломку и начинала ее чинить. Этого было достаточно, чтобы выключить активность гена.

Технология редактирования оказалась настолько эффективной — по крайней мере, на клеточных культурах, — что уже к 2015-му швейцарские ученые впервые модифицировали геном человеческого эмбриона. А в 2018-м китайский исследователь Хэ Цзянькуй и вовсе заявил, что отредактировал ДНК человеческих зародышей перед процедурой искусственного оплодотворения. В результате, по его словам, на свет появились дети, у которых с помощью CRISPR-Cas9 был изменен ген, отвечающий за восприимчивость к ВИЧ.

Польза перевешивает вред

Научное сообщество резко осудило работу Цзянькуя, ведь редактирование ДНК может обернуться непредсказуемыми и неприятными изменениями в генах. Ученый оказался сначала в опале, а затем в тюрьме. Его статью отказались публиковать журналы Nature и JAMA. Более того, ее отклонил даже портал препринтов bioRxiv. Несколько отрывков из рукописи появились в журнале MIT Technology Review.

С тех пор все опыты с человеческим геномом в КНР вне закона. В других странах запретов нет, но ведущие генетики, в том числе нынешний нобелиат Эммануэль Шарпантье, призвали ученых на пять лет воздержаться от любых манипуляций с геномом человеческих зародышей.

Поэтому попытки исследователей повторить опыт Хэ Цзянькуя понимания не встречали. Так, когда российский ученый Денис Ребриков сообщил о намерении отредактировать геномы человеческих эмбрионов с врожденной глухотой, его раскритиковали не только коллеги, но и представители Минздрава.Тем не менее отказываться от CRISPR-Cas9 никто не собирается. На эту технологию возлагают много надежд. Так, Нобелевский комитет отметил, что "CRISPR-Cas9 внесла вклад в инновационные методы лечения рака и может воплотить мечту об излечении наследственных болезней".

Можно, если осторожно

Более того, за месяц до обнародования лауреатов Нобелевской премии Международная комиссия по клиническому применению CRISPR-Cas9 выпустила объемный отчет, в котором фактически разрешила использовать “генетические ножницы” на людях, но только в некоторых случаях.

Прежде всего речь идет о серьезных наследственных моногенных заболеваниях. Причем таких, что не просто снижают качество жизни, но и “вызывают тяжелые клинические проявления и преждевременную смерть”. Именно поэтому редактировать врожденную глухоту, например, нельзя, а муковисцидоз, мышечную дистрофию Дюшенна, бета-талассемию и нейродегенеративную болезнь Тея-Сакса — можно и нужно. Также в этом ряду болезнь Хантингтона, наследственная форма ранней болезни Альцгеймера и семейный аденоматозный полипоз (разновидность рака).

Обязательное условие для клинического использования CRISPR-Cas9 — высокий риск рождения потомства с этими генетическими болезнями. Если мужчина и женщина хотя бы раз потерпели неудачу в попытке стать родителями, им можно разрешить редактировать геном эмбриона перед имплантацией в матку.Кроме того, авторы отчета подчеркивают: мутантный вариант гена после редактирования должен превращаться только в здоровый, известный и распространенный в популяции. На эмбрионах, у которых в ДНК нет патогенной мутации, использовать CRISPR-Cas9 строго запрещено.

Иными словами, корректировать гены, связанные с цветом глаз или интеллектом, нельзя. Не получится добавить в ДНК дополнительные гены и так, как это делают с растениями. Например, когда ученые из Вашингтонского университета (США) внедрили ген кролика в ДНК эпипремнума золотистого (Epipremnum aureum), растение лучше очищало воздух. С человеческими эмбрионами подобное запрещено.

“Эти условия вполне реальны лишь в некоторых случаях. Для остальных только один выход — доимплантационная генетическая диагностика и отбор “здоровых” зародышей. Однако порой все эмбрионы супружеской пары несут патогенный вариант. Тогда геномное редактирование зародыша — единственный шанс родить здорового ребенка. Но технологию нельзя применять для “дизайна детей”, то есть выбора цвета глаз или волос. Также, если для лечения заболевания уже есть эффективный препарат или технология (как в случае с ВИЧ), редактирование эмбрионов нецелесообразно. Именно такие ситуации отсекаются в отчете. Однако если точно известно, что общепринятое лечение по каким-то причинам не подходит в данном конкретном случае, стоит рассмотреть и вариант генетических ножниц”, — отметила в разговоре с РИА Новости заведующая лабораторией редактирования генома ФГБНУ “Медико-генетический научный центр имени академика Н. П. Бочкова”, кандидат медицинских наук Светлана Смирнихина.

Полного списка болезней, при которых разрешается использовать CRISPR/Cas9, авторы отчета не предоставили. Зато нечто похожее минувшим летом опубликовали российские генетики. Проанализировав данные международной базы базы ClinVar, они выделили 21 такое заболевание.По словам Светланы Смирнихиной, не исключено, что этот перечень расширится, ведь новые инструменты генетического редактирования появляются практически каждый месяц. Важно при повсеместном распространении технологии не допустить снижения ее качества и нежелательных изменений в ДНК эмбриона.

По материалам сайта РИА Наука