Просто геном

Двигаясь далее, регулирующие государственные органы и потребители, рассматривающие вопрос о домашнем скоте, подвергнутом генным изменениям, должны будут решить, что для них более важно: цель или средства, используемые для её достижения. Комолый (безрогий) скот мог стать результатом многих лет обычного разведения коров, но редактирование генов позволило достичь того же результата гораздо быстрее и эффективнее. Возникает резонный вопрос: если CRISPR и связанные с ней технологии могут помочь прекратить использовать жестокие методы обращения с животными, уменьшить использование антибиотиков и защитить домашний скот от смертельных инфекций, неужели мы не можем позволить себе их использовать? Может, правильнее применять именно эти технологии?

Заводчики и исследователи в области продуктов питания не единственные, кто редактирует геномы животных. Этим занимаются также биологи и исследователи в сфере медицины, чья цель – улучшить жизнь людей, используя методы, которые были проверены на генетически модифицированных животных. Исследования на животных необходимы для изучения болезней, поражающих человека, независимо от того, используются ли они для подтверждения генетических причин определенных расстройств, для оценки потенциальных лекарств или для проверки эффективности медицинских вмешательств, таких как хирургия или клеточная терапия. Важной отправной точкой здесь является наличие надежной генетической модели – животного, состояние которого близко к состоянию больного человека, точность имитации поведения пациента как с точки зрения физических проявлений болезни, так и основных её генетических причин. CRISPR предлагает эффективный, оптимизированный подход для достижения такой модели.

Предпочтительным модельным организмом среди млекопитающих для биомедицинских исследований с начала XX века была выбрана обычная домашняя мышь (Altus musculus), которая разделяет 99 процентов своих генов с людьми. В дополнение к их генетической связи с нами у мышей есть и другие явные преимущества. Мыши и люди имеют сходные физиологические особенности, такие как иммунная, нервная, сердечно-сосудистая, костно-мышечная и другие системы. Мышей можно разводить в неволе, их легко и недорого содержать из-за небольшого размера, покорности и плодовитости. Их ускоренная продолжительность жизни (один год мыши равен примерно тридцати человеческим годам) означает, что весь жизненный цикл может быть изучен в лаборатории всего за несколько лет. И, возможно, самое важное: с мышами можно манипулировать, используя различные подходы CRISPR. Миллионы мышей разводят и отправляют каждый год исследователям по всему миру, и существует более тридцати тысяч уникальных штаммов мышей, которые используются для изучения всех возможных болезней – от рака и болезней сердца до слепоты и остеопороза.

Но мышей не во всех случаях можно использовать в качестве моделей: для многих заболеваний человека – муковисцидоза, болезни Паркинсона, Альцгеймера и хореи Гентингтона – у мышей не проявляются характерные симптомы, и часто организмы мышей дают нетипичные ответы на потенциальное лечение. Это несколько затормозило перевод научных открытий из лаборатории на лечение в клинических условиях.

Технология CRISPR поможет преодолеть этот разрыв, сделав моделирование болезней у других животных практически таким же доступным, как в случае с мышами. Такое развитие уже можно наблюдать у приматов. Трансгенные обезьяны были впервые созданы в начале 2000-х годов, когда исследователи использовали вирусы для встраивания чужеродных генов в геномы обезьян, но достижение генного редактирования обезьян стало доступным только с появлением технологии CRISPR. В 2014 году китайская команда начала впрыскивать CRISPR в одноклеточные эмбрионы обезьян Cynomolgus, – метод, во многом похожий на применённый к мышам годом ранее. В этом исследовании учёные запрограммировали CRISPR для одновременного нацеливания на два гена: один связан с тяжелым комбинированным иммунодефицитом у людей, другой способствует возникновению ожирения. Оба заболевания влекут за собой очевидные последствия для здоровья человека.

С тех пор другие исследователи смогли создать обезьян Cynomolgus с изменениями в гене, который мутирует в более чем у 50 процентов людей, больных онкологическими заболеваниями, а также создать обезьян с мутациями, вызывающими мышечную дистрофию Дюшенна. Учитывая тот факт, что обезьяны-модели уникально подходят для изучения на них поведенческих и когнитивных нарушений человека, редактирование также используется для нацеливания на гены, ответственные за возникновение нервных расстройств. Хотя, с одной стороны, может показаться, что использование обезьян для проведения подобных исследований можеть быть негуманным, существует острая насущная необходимость в разработке методов лечения болезней человека. Эти обезьяны с отредактированными генами однажды смогут служить надежным резервом для людей, позволяя учёным искать и находить лекарства от болезней, не подвергая опасности человеческие жизни.