Учени използваха CRISPR върху човешки ембриони

Екип учени използва техниката за промяна на гените, известна като CRISPR, за да създаде генетично променени човешки ембриони в лаборатория в Лондон. Биоложката Кати Ниакан и нейният екип от Института „Франсис Крик“ са имали за цел да разберат по-добре ролята на определен ген в най-ранното развитие на човешките ембриони. 

Така чрез технологията CRISPR те изтрили въпросният ген в човешки ембриони, дарени за научни цели. Когато екипът анализирал поправените ембриони и ги сравнил с останалите, установили смущаващ факт – около половината поправени ембриони имали големи непредвидени поправки.

„Няма как да представим това по добър начин“, казва Фьодор Урнов, експерт по генно едитиране и преподавател по клетъчна биология в Университет Калифорния, Бъркли. „Това е ограничителна заповед за всички, които се занимават с поправка на гени да стоят, колкото се може по-далеч от намеса в ембриони.“

Ембрионите са „остатък“ от терапии за фертилност и са дарени за научни цели. Те не са били отглеждани повече от 14 дни и са били унищожени след експеримента. Резултатите на практика са предупреждение да не се правят генни поправки в ембриони и генномодифицирани бебета. Подобни генетични увреждания, каквито са описани в проучването, могат да доведат до увреждания по рождение или да предизвикат проблеми по-късно в живота, като ракови заболявания, например, пише One zero.

Екипът на Ниакан започва експеримента с 25 човешки ембриона и използва CRISPR за да изреже от тях ген, наречен POU5F1 в 18 от тях, останалите 7 ембриона служат като контролна група. След това учените използват сложни компютърни методи, за да анализират всички ембриони. Така те установяват, че от поправените ембриони 10 изглеждат нормално, а 8 имат изменения в определен хромозом. От тях 4 съдържат непреднамерени изтривания или добавки на ДНК в зоните съседни на поправената.

Огромно притеснение при метода CRISPR за поправка на увредено ДНК при хората е възможността за „нецелеви“ ефекти, които могат да се случат, ако CRISPR технологията не поправи определения ген, а по грешка извърши промени на друго място в генома. Проучването на Ниакан обаче повдига въпроса за така наречените „целеви“ промени, които в крайна сметка поправят на точното място в генома, но имат непредвидени последици.

„Това означава, че не променяте само гена, който искате, но влияете на толкова много ДНК около него, че може непреднамерено да засегнете други гени и да предизвикате проблеми“, казва Киран Мусунуру, кардиолог в Университета Пенсилвания, който използва CRISPR в лабораторията си, за да разработва потенциални терапии за сърдечни заболявания. 

Ако си представите човешкия геном, целият генетичен код на човека, като книга, а отделният ген е страница от тази книга, CRISPR технологията е все едно да „откъснете страница и да залепите на нейно място друга. Това е много груб процес“, казва Мусунуру. Според него този метод често създава малки мутации, които вероятно не са притеснителни, но в някои случаи CRISPR може да изтрие или разбърка големи секции от ДНК веригата.

Това не е първият път, в който учени са използвали CRISPR, за да променят ДНК в ембриони в лабораторни условия. Това се случи за първи път в Китай през 2015, а след това и през 2017 в САЩ (Университета по здравеопазване и науки Орегон в Портланд). Оттогава има опасения, че някой учен ще реши на своя глава да използва CRISPR за да прави бебета с поправени гени. Този страх се превръща в реалност, когато през ноември 2018 става ясно, че китайският изследовател Жианкуй Хе е използвал CRISPR, за да модифицира човешки ембриони, след което те са имплантирани и в резултат са родени близначките Лулу и Нана. Това изпраща шокови вълни в научното общество по цял свят, припомня One Zero. 

Поправката на яйцеклетки, сперма или ембриони е известна като зародишно инженерство в резултат на което генетичните промени могат да бъдат предадени и на следващите поколения. Зародишното инженерство е различно от CRISPR лечението, което в момента се тества в клинични изпитания и което засяга само човекът, на който се прилага.

Учените почти единодушно осъдиха експериментът на Хе, тъй като той е направен сравнително тайно и целта му не е да поправи генетичен дефект в ембрионите. Вместо това той е изрязал здрав ген, опитвайки се да направи бебетата резистентни към ХИВ.

От изданието пишат, че не са могли да се свържат с д-р Ниакан за коментар на проучването, но през декември 2019 в сп. Nature тя е коментира, че трябва да се свърши още много работа по базисната биология на човешкото развитие преди генната поправка да бъде използвана за създаване на деца. „Човек трябва да бъде сигурен, че резултатът ще е раждането на здраво дете, без заболявания и без потенциални дългосрочни усложнения“, пише тя за изданието.

Ембрионите, използвани в нейното изследване са унищожени след приключването му, а лабораторията, в която работи е първата във Великобритания, която получава разрешение да използва метода CRISPR върху човешки ембриони.

Изследването на Ниакан идва в момент, когато Световната здравна организация (СЗО), Американската национална академия и Британското кралско дружество работят върху международни стандарти за зародишно инженерство в отговор на глобалното възмущение от работата на Хе. Очаква се препоръките да станат готови до края на тази година или най-късно през 2021. Но тъй като тези организации нямат власт да налагат решенията си ще остане въпрос на избор на правителствата да ги приемат и да ги превърнат в закони.

Според Урнов новите данни от изследването на Ниакан би трябвало да повлияят значително на решенията на тези институции. Мусунур е съгласен със своя колега: „Никой няма работа да използва генно едитиране и да се опитва да прави промени в потомствената линия. Много сме далеч от това да имаме научната способност да правим подобни неща безопасно.“