Трещина в мироздании. Редактирование генома. Невероятная технология, способная управлять эволюцией

Пока я думала об этом, последствия любого исследования, в которое вовлечено редактирование генов, начинали казаться мне всё более и более тревожными. Даже если эмбрионы не используются для создания человека (а этого точно никто не стал бы делать, говорила я себе, учитывая, какой общественный резонанс это вызовет), редактирование их с помощью CRISPR все равно стало бы важной вехой в науке – впервые ДНК нерожденного человека была бы подвергнута редактированию. Подобный эксперимент не только распахнул бы дверь, которую мы бы потом никогда не смогли закрыть, но и, вероятно, с самого начала обрек бы на неудачу все попытки конструктивного диалога, который мы с коллегами пытались начать. Объявив, что исследование “забежало вперед” общественного обсуждения, его исполнители стопроцентно привлекли бы к себе много внимания и, вероятно, значительного возмущения. Главным моим опасением было то, что такие ученые смогут непреднамеренно (но бесповоротно) настроить большую часть общества против развивающейся технологии, несмотря на огромный положительный потенциал последней.

Мне не пришлось долго ждать, чтобы выяснить детали экспериментов. 18 апреля 2015 года, всего через месяц после того, как мы с коллегами обнародовали наш призыв к ученым воздержаться от клинического применения редактирования клеток эмбрионов человека, статья, о которой ходило столько слухов, была опубликована. И хотя эксперименты, описанные в ней, не предполагали создание эмбрионов, которые можно было бы имплантировать в матку, исследование тем не менее привлекло немало внимания.

В статье, опубликованной в журнале Protein and Cell[251], описывались эксперименты лаборатории Цзюньцзю Хуана из Университета Сунь Ятсена (Гуанчжоу, Китай). Хуан и его коллеги ввели CRISPR-систему в 86 эмбрионов человека. Мишенью в этом исследовании служил ген, ответственный за образование бета-глобина – составляющей гемоглобина, белка, разносящего по телу кислород. У людей с дефектами в гене бета-глобина развивается тяжелое заболевание крови – бета-талассемия. Целью Хуана было прицельное редактирование гена бета-глобина у всех 86 эмбрионов; успех эксперимента означал бы принципиальную возможность остановить болезнь еще до ее начала.

Группа Хуана ввела в эмбрионы гуманизированные генетические инструкции для производства нужных молекул системы CRISPR – молекулу РНК, сообщающую определенные GPS-координаты в геноме, и белок Cas9, разрезающий ген в указанном РНК месте. Еще в этот набор входил фрагмент синтетической ДНК, на который заменяли поломанный ген, а также ген медузы, кодирующий зеленый флуоресцентный белок. Последний компонент позволял исследователям обнаружить эмбрионы, продолжившие расти и развиваться после редактирования их генов; все, что требовалось от ученых, – это искать клетки, светящиеся в темноте.

В чисто научном плане результаты экспериментов Хуана имели сомнительный успех. Проанализировав строение генов бета-глобина в подвергнутых редактированию эмбрионах, ученые выяснили, что из 86 лишь в четырех произошли нужные изменения, то есть эффективность изменения генов составила всего 5 %. Были и другие проблемы. Метод оказался неточным. В некоторых эмбрионах CRISPR отредактировал нецелевые последовательности ДНК – то есть не те гены – и засорил геномы этих эмбрионов незапланированными мутациями. В других эмбрионах CRISPR правильно вырезал заданную последовательность ДНК, но клетки не восстановились нужным образом: вместо того чтобы использовать предоставленный исследователями шаблон, они “залатали” поврежденные гены бета-глобина последовательностями нуклеотидов из близкого ему гена дельта-глобина. Помимо этого, некоторые из развивающихся эмбрионов были мозаичными, то есть их клетки содержали смесь из генов бета-глобина, по-разному отредактированных. В одном случае в эмбрионе нашли по меньшей мере четыре различных измененных последовательности гена бета-глобина, и только одна из них была такой, какой нужно. Вместо того чтобы отредактировать ген бета-глобина на стадии зиготы и таким образом “починить” главную и на тот момент единственную копию генома эмбриона, CRISPR работал слишком медленно и начал действовать лишь после того, как оплодотворенная яйцеклетка раздробилась на множество дочерних клеток.

Это были именно те риски, которые заставили меня публично заявить о необходимости приостановить эксперименты, в конечном счете ведущие к клиническому использованию редактирования генов эмбриональных клеток. Справедливости ради, группа Хуана признала, что их метод далек от совершенства, и отметила, что “существует острая необходимость повысить точность и специфичность платформы CRISPR-Cas9” до того, как предпринимать любые попытки ее клинического применения[252]. Но факт оставался фактом: мы пересекли грань. Теперь, когда редактирование генов было осуществлено на человеческих эмбрионах в лаборатории, я была уверена, что то же самое обязательно попробуют сделать и в клинике – это просто вопрос времени.