Oświadczenie chińskiego naukowca He Jiankui, który twierdził, że stworzył pierwsze na świecie dzieci z genami - bliźniaki, których genomy zostały zmienione jako zarodki przy użyciu technologii CRISPR - wstrząsnęło światem naukowym i wywołało wir etycznych kontrowersji. Eksperyment, jeśli jego wynik zostanie zweryfikowany na podstawie recenzji, z pewnością posunąłby stosowanie CRISPR u ludzi dalej niż dotychczas. Ale gdzie dokładnie stoją dzieci CRISPR w szybko zmieniającej się dziedzinie edycji genetycznej?
Jego praca (która nie została jeszcze opublikowana w recenzowanym czasopiśmie lub niezależnie zweryfikowana) polegała na tworzeniu zarodków od zdrowej matki i ojca zakażonego wirusem HIV oraz zastosowaniu narzędzia do edycji genów CRISPR-Cas9 do tych zarodków w celu usunięcia genu CCR5, który pozwala HIV dostać się do komórek. Zarodki zmodyfikowane CRISPR doprowadziły do ciąży, a ostatecznie do narodzin bliźniaczek Lulu i Nany. Mówi się, że jedno z dzieci nie ma obu funkcjonalnych kopii genu CCR5, co uniemożliwiłoby jej zarażenie się wirusem HIV, podczas gdy drugie ma jedną funkcjonalną kopię, co oznacza, że nadal mogłaby zarazić się wirusem.
Narodziny Lulu i Nany z pewnością byłyby pierwszymi w rozwijającej się dziedzinie edycji genów. Ale Kiran Musunuru, kardiolog i genetyk z University of Pennsylvania's Perelman School of Medicine, który przejrzał wstępny manuskrypt zespołu His dla Associated Press, mówi, że ogłasza, że „nie reprezentuje w żaden sposób postępu naukowego”, ponieważ „poprzednio nic nie przeszkadzało naukowcy, którzy zredagowali ludzkie embriony, robiąc to samo, z wyjątkiem własnej etyki i moralności. ”
CRISPR (skrót od regularnych, zgrupowanych, przeplatanych krótkich powtórzeń palindromowych) to materiał genetyczny występujący w bakteriach i innych prokariotach, który można wykorzystać do ukierunkowania określonych stanowisk DNA. Technologia polega na wprowadzeniu do komórki starannie zaprogramowanej nici RNA. RNA może zlokalizować sekwencję docelową DNA i za pomocą enzymu (najczęściej Cas9) wyciąć DNA w wyznaczonym miejscu. Mechanizmy naprawy natywnego DNA komórki naprawią przerwanie, usuwając część sekwencji genetycznej, a badacze mogą również dodać pożądaną nić DNA do komórki, która zostanie zamieniona na właśnie wycięty gen.
W 2012 r. Zespół naukowców pod przewodnictwem Jennifer Doudna z University of California w Berkeley i Emmanuelle Charpentier, obecnie z Instytutu Maxa Plancka (i prawie w tym samym czasie litewski badacz Virginijus Siksnys) wykorzystał sekwencje CRISPR do wycinania i edycji prokariotyczny lub jednokomórkowy DNA. Pół roku później kilku naukowców, poczynając od Feng Zhanga z Broad Institute i George Church Harvarda, było pionierem w użyciu CRISPR do edycji wielokomórkowego DNA, w tym u ludzi.
Badania zrewolucjonizowały edycję genów. Prostota i skuteczność CRISPR wysadziły wcześniejsze techniki z wody.
Pierwszy przełom CRISPR w ludzkich zarodkach nastąpił w 2015 r., Kiedy chińscy naukowcy Canquan Zhou i Junjiu Huang użyli CRISPR do usunięcia genu, który po zmutowaniu powoduje talasemię beta zaburzenia krwi. Jednak żaden z powstałych zarodków nie został uznany za udany; wykazały niezamierzone zmiany genetyczne, a także mozaikowość, co oznacza, że komórki nie przyjmowały równomiernie zmian wywołanych przez CRISPR. W zasadniczym rozróżnieniu od pracy On Zhou i Huang zastosowali w swoich badaniach trójjądrowe zygoty (jedno jajo, dwie plemniki), które nie mogłyby rozwinąć się w dorosłego człowieka, gdyby wszczepiono go do macicy.
W ubiegłym roku zespół kierowany przez Shoukhrat Mitalipov z Oregon Health & Science University opracował prace Zhou i Huanga i z powodzeniem wykorzystał CRISPR do usunięcia wariantu genetycznego z zarodków, który powoduje kardiomiopatię przerostową, śmiertelną chorobę serca. Zarodki Mitalipowa były żywotne i brakowało im niezamierzonych zmian i mozaikowości poprzednich eksperymentów, ale naukowcy nie pozwolili im się rozwijać przez więcej niż trzy dni, w którym to momencie zostały rozdzielone i poddane analizie genetycznej. W oświadczeniu Mitalipov napisał, że w przeciwieństwie do własnych badań, Jego praca „polega na zmutowaniu normalnego genu, a następnie przeniesieniu zarodków w celu ustalenia ciąży, najwyraźniej przy niewielkim nadzorze naukowym. Wynik tej pracy jest nieprzewidywalny i brakuje rygorystycznie dobrze zaplanowanego badania klinicznego. ”
Kilku naukowców, którzy pomogli rozwinąć technologię CRISPR, ocenzurowało He, a Zhang wzywał do „moratorium na implantację edytowanych zarodków”, dopóki technologia nie posunie się dalej. Kościół zajął jednak bardziej umiarkowane stanowisko, kwestionując niektóre wybory Jego, ale powiedział Science : „W pewnym momencie musimy powiedzieć, że przeprowadziliśmy setki badań na zwierzętach i przeprowadziliśmy całkiem sporo badań na embrionach ludzkich”.
Technologia CRISPR ma szeroki zakres potencjalnych zastosowań, zwłaszcza w rolnictwie i przemyśle farmaceutycznym. Jednak w ostatnich latach CRISPR wkroczył również do badań klinicznych, koncentrując się na zapobieganiu chorobom u ludzi.
W 2016 r. Chińscy naukowcy jako pierwsi wstrzyknęli człowiekowi komórki edytowane przez CRISPR. Pierwsze podobne badanie w Stanach Zjednoczonych jest obecnie rekrutowane. Ma na celu pomóc pacjentom chorym na raka poprzez usunięcie ich komórek T, dostosowanie ich w celu zwiększenia ich skuteczności w walce z komórkami rakowymi i ponowne wprowadzenie zmodyfikowanych komórek odpornościowych do krwioobiegu pacjentów. Jedną z kluczowych różnic między tą linią pracy a edycją zarodków, zdaniem głównego badacza Edwarda Stadtmauera, jest to, że praca „ex vivo” obejmuje dokonywanie zmian genetycznych poza ciałem pacjenta i tylko dla określonego rodzaju komórek. W przeciwieństwie do tego, zmiana komórek embrionalnych może potencjalnie wpłynąć na każdą pojedynczą komórkę w ciele osoby wynikowej, a te zmiany „linii zarodkowej” zostaną przekazane również przyszłym potomkom.
Wygląda na to, że przewidział furię związaną z narodzinami bliźniaków. W filmie opublikowanym na YouTube w dniu, w którym pojawiły się wiadomości, mówi po angielsku: „Rozumiem, że moja praca będzie kontrowersyjna, ale wierzę, że rodziny potrzebują tej technologii i jestem gotów przyjąć za nią krytykę”.
On Jiankui przemawia na drugim międzynarodowym szczycie w sprawie edycji genomu ludzkiego, 28 listopada 2018 r. (Domena publiczna) Jak przewidywano, Jego praca została potępiona zarówno przez naukowców, jak i etyków. Panel National Academy of Sciences stwierdził niedawno, że zmiany linii płciowej u ludzi mogą być dopuszczalne, „ale dopiero po znacznie większej liczbie badań w celu spełnienia odpowiednich standardów ryzyka / korzyści”, „pod ścisłym nadzorem” i tylko z „istotnych powodów”, takich jak dopuszczenie par z dziedziczne, nieuleczalne choroby mające na celu zdrowe dzieci. Chińskie wytyczne, choć zabraniają badań klinicznych naruszających „zasady etyczne lub moralne”, są niejednoznaczne. Jednak wiceminister ds. Nauki i techniki w Chinach scharakteryzował to, że „rażąco” łamie prawo w telewizji publicznej.
Jego praca, prowadzona w tajemnicy i określana jako badanie „opracowania szczepionki przeciw AIDS” w formularzach zgody uczestników, jest obecnie przedmiotem wspólnego dochodzenia lokalnych władz ds. Zdrowia i etyki. Ponadto szpital Shenzen HarMoniCare, który został wpisany na listę osób, które zatwierdziły etykę projektu, wydał oświadczenie, w którym zaprzecza jego zaangażowaniu.
Ponieważ Jego praca, mimo że została przedłożona w czasopiśmie, nie została jeszcze recenzowana i opublikowana, nie można ocenić, czy jego edycja genetyczna zakończyła się powodzeniem. Musunuru mówi, że dane, które widział, wskazywały na mozaikowość w co najmniej jednym łożysku i edycję poza celem w jednym zarodku (ale nie w próbkach łożyska). Prezentacja na tegorocznym szczycie edytowania genów w Hongkongu sprawiła, że niektórzy koledzy byli przekonani o jego wynikach, ale inni nadal mają stałe pytania, zgodnie z Nature .
Poza dokładnością twierdzeń He naukowcy wyrazili szersze zaniepokojenie, ponieważ ludzie bez genu CCR5 mogą być bardziej podatni na inne choroby, takie jak grypa. Zwrócił również uwagę na stosowanie CRISPR, gdy istnieją inne skuteczne metody, które pozwalają parom zarażonym wirusem HIV mieć zdrowe dzieci, takie jak „mycie” nasienia przed zapłodnieniem in vitro bez dokonywania jakichkolwiek modyfikacji genetycznych. Jednak jego metoda, która obejmuje mycie nasienia, a także edycję genów zarodków, może potencjalnie produkować dzieci odporne na zakażenie wirusem HIV. Ale oczywiście każda edycja linii zarodkowej budzi wątpliwości natury etycznej, ponieważ Lulu i Nana mogą przekazać wszelkie niezamierzone mutacje w swoich genomach, gdyby zdecydowali się mieć dzieci.
Biorąc pod uwagę międzynarodowe zamieszanie, eksperci martwią się również, że jego kawalerskie podejście może mieć chłodny wpływ na przyszłe badania, potencjalnie prowadząc do podobnych eksperymentów z pomijaniem protokołów.
„Nie nazwałbym tego historycznym osiągnięciem”, mówi Musunuru. „Nazwałbym to historycznym naruszeniem etycznym”.
