Геном людини: редагувати або з редагувати?

Спадкові захворювання, генна терапія і редагування людського генома були серед головних тем форуму "Biotechclub-2017».

Результат роботи сучасного ДНК-секвенатор. Після спеціальної обробки ця картинка перетвориться в довгу послідовність, складену з чотирьох букв генетичного коли. (Фото: Amy Taylor / Flickr.com .)

Віце-президент з розробок і досліджень BIOCAD Роман Іванов розповідає про те, як важливо для академічної науки та індустрії більше співпрацювати.

Дискусія про майбутнє редагування генома.

<

>

13 жовтня в Першому Московському державному медичному університеті (МГМУ) ім. І.М. Сеченова відбулася перша наукова конференція «Biotechclub-2017». Основними темами обговорень стали персоналізована медицина, боротьба з раком, імунотерапія і генна терапія, а також біоінформатика і обчислювальні методи в медицині майбутнього.

На конференції неодноразово говорилося про те, що академічна спільнота не може генерувати комерційний продукт, що фармакологічні компанії повинні співпрацювати з науковцями, допомагати їм, в тому числі і з патентуванням, з яким в Російській Федерації традиційно не все просто.

Сергій Лук'янов, ректор Російського національного дослідницького медичного університету (РНІМУ) ім. Н.І. Пирогова, академік РАН, розповів про досягнення російських дослідників в області регенеративної медицини. У РНІМУ ім. Н.І. Пирогова розробили новий спосіб лікування цукрового діабету - за допомогою клітин слинної залози, які самі по собі здатні виробляти інсулін. Після деяких маніпуляцій і виправлень в біохімії їх пересаджують щурам замість загиблих клітин підшлункової залози, і у тварин цукровий обмін приходить в норму. Зараз при подібних операціях загиблі клітини заміщають чужими, взятими з іншого організму - власний імунітет реципієнта намагається їх вбити. Якщо ж використовувати клітини слинної залози, їх можна брати у самого ж хворого.

Інша розробка РНІМУ ім. Н.І. Пирогова з'явилася у співпраці з Інститутом біоорганічної хімії (ІБХ) РАН і пов'язана вона з лікуванням аутоімунних захворювань. Зазвичай у хворого з аутоімунним розладом беруть кров, піддають її хіміотерапії і повертають в організм. Після такої процедури клони Т-лімфоцитів, які діють проти тканин власного організму, не можуть ефективно розмножуватися, і хвороба «засинає». Однак це не назавжди - приблизно через чотири роки відбувається рецидив, так що хворий змушений знову проходити шкідливу процедуру. Дослідники з РНІМУ Пирогова та ІБХ розробили технологію, в якій шкідливий клон Т-клітин прицільно знищується спеціально розробленими антитілами, які можна ввести відразу в кров, без того, щоб її забирати і повертати.

Після виступів доповідачів за «круглими столами» відбулися цікаві дискусії. Одна з тем звучала як «Майбутнє редагування генома: де межі дозволеного?». Більшість учасників дискусії зійшлися на тому, що редагувати гени ембріонів - те, про що ми згадуємо в першу чергу в зв'язку з цією темою - поки що не варто. І справа навіть не стільки в етичних питаннях, скільки в методичної доцільності: не зовсім ясно, навіщо нам потрібно щось редагувати, якщо можна просто проводити генетичний скринінг ембріонів - подібний до того, який сьогодні проводять новонародженим, - і відбирати спочатку здорові ембріони.

За словами Олександра Павлова, генерального директора Parseq Lab, зараз в Росії новонароджених за допомогою генетичного скринінгу перевіряють поки що на шість захворювань, тоді як інших країнах число скрініруемих захворювань досягає сорока. Павлов говорить про те, що якби скринінг був більш поширений, не тільки серед новонароджених, а й серед дорослого населення, багато спадкових захворювань можна було б зжити протягом двох-трьох поколінь. Люди, які є носіями захворювань, але у яких воно при тому не проявляється в явному вигляді (тобто зіпсований варіант гена скомпенсований нормальної його копією на інший хромосомі), за допомогою скринінгу могли б дізнатися про це заздалегідь, і під час планування дітей вже з допомогою ембріонального скринінгу могли б запобігти народженню вже по-справжньому хвору дитину з обома зіпсованими генами.

З іншого боку, чи завжди варто повідомляти людям результати їх генетичного тесту? У людини може виявитися схильність до десятку смертельних хвороб, але жодна з них у нього так і не з'явиться - «схильність» не означає «100-відсоткова ймовірність». Проте жити з цим знанням людині доведеться все життя, і дехто волів би тут незнання знання.

Якщо ж говорити про редагування генома ембріонів з іншими цілями - не для контролю здоров'я, а, наприклад, для зміни показників фізичного розвитку (щоб отримати людей, здатних стати видатними спортсменами або «ідеальними солдатами»), то ми до такого ще не готові. Навіть якщо сьогодні ми зможемо створити людини, припустимо, з добре розвиненими м'язами, його серцево-судинна система залишиться колишньою, як і інші системи органів, і в цілому перед нами виявиться хвора людина. Нарешті, сама ідея створення «суперлюдей» тхне євгенікою і неминуче піднімає складні етичні питання.

І ще ми до сих пір недостатньо добре розуміємо, що саме ми редагуємо. Наскільки результат редагування буде близький до того, що ми хочемо отримати в ідеалі? Наскільки наше втручання торкнеться інші процеси, в які ми втручатися не хотіли? Зв'язок генотипу з фенотипом (зовнішнім виглядом, фізіологією і т. Д.) Дуже складна: більшість ознак контролюються декількома генами одночасно, і формування ознак залежить не тільки від генів, а й від умов зовнішнього середовища.

За словами Павлова, занадто складна взаємозв'язок фенотипу з генами стала причиною того, що в Чехії навіть відмовилися від програми скринінгу новонароджених на муковісцидоз - важке спадкове захворювання, при якому уражаються всі органи, які виділяють слиз (бронхолегеневої системи, кишечник, залози). Скринінг виявляв велику кількість генотипів зі змінами сумнівною клінічної значущості - які, однак, могли привести або не привести до захворювання, саме захворювання могло протікати у важкій або легкій формі і так далі. Програму закрили через рік після запуску.

Інший приклад наводить Олег Глотов, провідний науковий співробітник кафедри генетики та біотехнології Санкт-Петербурзького державного університету (СПБГУ), старший науковий співробітник лабораторії пренатальної діагностики НДІ акушерства, гінекології та репродуктології (НІІАГіР) ім. Д. О. Отта Північно-західного відділення РАМН. Він і його колеги хотіли з'ясувати, чи можна передбачити рівень холестерину за допомогою генетичного аналізу. Виявилося, що зробити це досить складно. (Однак цікавий момент полягав у тому, що найсильніше рівень холестерину корелював з генетичними даними у людей старшого віку - жінок після менопаузи.)

В силу всього вищесказаного генна терапія, коли хворого лікують, вводячи в його клітини генетичні елементи, що відновлюють або пригнічують функції тих чи інших генів, працює тільки в разі добре вивчених захворювань. Однак на думку практикуючих лікарів, які готові боротися навіть з найнебезпечнішими побічними ефектами деяких генетичних ліків, ми дійсно потребуємо генної терапії - аби у пацієнтів був шанс. Учасник дискусії Михайло Масчан, завідувач відділенням трансплантації гомопоетіческіх стовбурових клітин №1 з Центру дитячої гематології, онкології та імунології ім. Дмитра Рогачова, повідомив, що близько 1000 хворих на рак крові російських дітей помирає щорічно просто тому, що у нас на сьогодні немає для них відповідного лікування.

Впровадження генної терапії ускладнюється ще й тим, що суспільство боїться того, до чого не звикло і чого не розуміє. Наприклад, багатьох людей лякає факт, що для доставки ліків в клітини використовують віруси. Зрозуміло, це не ті патогенні віруси, які заражають грипом або чимось більш небезпечним. Але такі тонкощі не кожному відомі - Михайло Масчан розповів, як на кордоні затримали вантаж із закупівлями для їх лабораторії, тому що на контейнері було написано слово «лентивіруси» (вони є найпопулярнішим методом доставки генетичних «посилок» в клітини організму).

Онлайн-опитування людей із залу на предмет того, чи вважають вони редагування генома швидше благом або «котом у мішку», дав все-таки ухил в бік «блага»: тридцять голосів проти сімнадцяти. Але більш конкретні питання викликали більше замішання. Модератор дискусії, Олександр Карабельскій, директор департаменту перспективних досліджень компанії BIOCAD, зачеплений питання залу: «Якби вам запропонували підредагувати геном так, щоб можна було прожити до 120 років, але при цьому вам сказали б, що у вас точно буде Альцгеймер, стали б ви змінювати тривалість життя? »Деякі піднімають руки. «А якщо говорити про зміну зовнішності?» «А інтелекту?» Руки піднімати вже особливо ніхто не наважується, але загадково посміхаються. Хтось із учасників дискусії зауважує, що вже винайшли очні краплі, які змінюють колір райдужної оболонки на рівні генів, проте така технологія виявилася нікому не потрібна, все-таки найбільшою увагою (і фінансуванням) користуються розробки, націлені на конкретні медичні завдання.