Много от нас се раждат с качества, които ни помагат да се състезаваме по-добре в обществото: красота, интелигентност, впечатляващ външен вид или физическа сила. Поради успеха на генетиката започва да изглежда, че скоро ще станем достъпни за нещо, което преди не е било обект - „проектиране“на хора дори преди тяхното раждане. Да попитате необходимите качества, ако те не са дадени от природата, предопределяйки така необходимите възможности в живота. Правим това с автомобили и други неживи предмети, но сега, когато човешкият геном е декодиран и вече се учим как да го редактираме, изглежда, че се приближаваме до появата на така наречените „дизайнерски“, „проектирани“деца. Така ли изглежда или скоро ще стане реалност?
Лулу и Нана от „Кутията на Пандора“
Раждането на първите деца с модифициран геном в края на 2019 г. предизвика сериозен резонанс в научната общност и сред обществеността. Той Джианкуй, биолог от Южния университет за наука и технологии, Китай (SUSTech) - На 19 ноември 2018 г., в навечерието на втората международна среща на върха по редактиране на човешкия геном в Хонконг, в интервю за Асошиейтед прес обяви раждането на първите деца в историята с редактиран геном.
Момичетата близначки са родени в Китай. Техните имена, както и имената на родителите им, не бяха разкрити: първите „ГМО-деца“на планетата са известни като Лулу и Нана. Според учения момичетата са здрави и намесата в техния геном е направила близнаците имунизирани срещу ХИВ.
Събитието, което може да изглежда като нова стъпка в развитието на човечеството или поне медицината, както вече споменахме, не предизвика положителни емоции сред колегите на учения. Напротив, той беше осъден. Правителствените агенции в Китай започнаха разследване и всички експерименти с човешкия геном в страната бяха временно забранени.
Той Jiankui.
Експериментът, който не беше оценен от обществеността, беше следният. Ученият взел сперма и яйцеклетки от бъдещите родители, извършил ин витро оплождане с тях, той редактира геномите на получените ембриони, използвайки метода CRISPR / Cas9. След като ембрионите са имплантирани в лигавицата на матката на жената, бъдещата майка на момичетата не е заразена с ХИВ, за разлика от бащата, който е носител на вируса.
Промоционално видео:
Редактиран е генът CCR5, който кодира мембранен протеин, използван от вируса на човешкия имунен дефицит, за да влезе в клетките. Ако бъде модифициран, човек с такава изкуствена мутация ще бъде устойчив на инфекция с вируса.
Лулу и Нана.
Мутацията, която He Jiankui се опита да създаде изкуствено, се нарича CCR5 Δ32: тя също се среща в природата, но само при няколко души и отдавна привлича вниманието на учените. Експерименти с мишки през 2016 г. показаха, че CCR5 Δ32 влияе върху функцията на хипокампуса, значително подобрявайки паметта. Неговите носители са не само имунизирани срещу ХИВ, но и се възстановяват по-бързо след инсулт или черепно-мозъчна травма, имат по-добра памет и способности за учене от „обикновените“хора.
Досега обаче никой учен не може да гарантира, че CCR5 Δ32 не носи никакви неизвестни рискове и че такива манипулации с гена CCR5 няма да причинят негативни последици за носителя на мутацията. Сега е известна единствената отрицателна последица от такава мутация: организмът на собствениците му е по-податлив на треска от Западен Нил, но това заболяване е доста рядко.
Междувременно университетът, в който е работил китайският учен, се е отрекъл от служителя си. Алма матер заяви, че не са знаели за експериментите на Хе Джианкуи, които те са нарекли грубо нарушение на етичните принципи и научната практика и той е бил ангажиран с тях извън стените на институцията.
Трябва да се отбележи, че самият проект не е получил независимо потвърждение и не е преминал рецензия, а резултатите от него не са публикувани в научни списания. Всичко, което имаме, са само изявления на учен.
Работата на Джианкуй нарушава международния мораториум върху подобни експерименти. Забраната е установена на законодателно ниво в почти всички страни. Колегите на генетика са съгласни, че използването на геномна технология за редактиране CRISPR / Cas9 при хората крие огромни рискове.
Но ключовата точка на критиката е, че работата на китайския генетик няма нищо новаторско: никой досега не е предприемал подобни експерименти поради страх от непредсказуеми последици, тъй като не знаем какви проблеми могат да създадат модифицираните гени за техните носители и потомци.
Както каза британският генетик Мариам Хосрави в своя акаунт в Twitter: „Ако можем да направим нещо, това не означава, че трябва да го направим“.
Между другото, през октомври 2018 г., дори преди шокиращото изявление на китайския учен, руските генетици от Националния център за медицински изследвания по акушерство, гинекология и перинатология на името на Кулаков също обявиха успешната промяна на гена CCR5 с помощта на геномния редактор CRISPR / Cas9 и получаването на ембриони, които не са обект на ХИВ. Естествено, те бяха унищожени, така че да не се стига до раждането на деца.
40 години преди това
Бързо напред четири десетилетия. През юли 1978 г. във Великобритания се ражда Луиз Браун - първото дете, родено в резултат на ин витро оплождане. Тогава раждането й предизвика много шум и възмущение и отиде при родителите на „бебето в епруветка“и учените, които бяха наречени „лекарите на Франкенщайн“.
Луиз Браун. В детството и сега.
Но ако този успех изплаши някои, това даде други надежда. И така, днес на планетата има повече от осем милиона души, които дължат своето раждане на техниката IVF и много от предразсъдъците, които са били популярни тогава, са разсеяни.
Имаше обаче още едно безпокойство: тъй като методът на IVF предполага, че в матката е поставен „готов“човешки ембрион, той може да бъде подложен на генетична модификация преди имплантацията. Както виждаме, след няколко десетилетия се случи точно това.
IVF процедура.
Така че може ли да се направи паралел между двете събития - раждането на Луиз Браун и китайските близнаци Лула и Нана? Струва ли си да се спори, че кутията на Пандора е отворена и много скоро ще бъде възможно да се "поръча" дете, създадено по проект, тоест дизайнерски. И най-важното, ще се промени ли отношението на обществото към такива деца, тъй като на практика то се е променило към децата "от епруветка" днес?
Избор на ембрион или генетична модификация?
Не само редактирането на генома ни доближава до бъдещето, в което децата ще имат предварително планирани качества. Lulu и Nana дължат своето раждане не само на технологиите за редактиране на гени CRISPR / Cas9 и IVF, но и на преимплантационната генетична диагностика на ембриони (PGD). По време на експеримента си He Jiankui използва PGD на редактирани ембриони, за да открие химеризъм и грешки извън целта.
И ако редактирането на човешки ембриони е забранено, тогава предимплантационната генетична диагностика, която се състои в секвениране на генома на ембриони за някои наследствени генетични заболявания, а последващият подбор на здрави ембриони не е така. PGD е вид алтернатива на пренаталната диагностика, само без да е необходимо да се прекъсва бременността, ако се установят генетични аномалии.
В процеса на PGD ембрионите, получени чрез ин витро оплождане, се подлагат на генетичен скрининг. Процедурата включва извличане на клетки от ембрионите на много ранен етап от развитието и отчитане на техните геноми. Цялата или част от ДНК се чете, за да се определи кои варианти на гени тя носи. След това бъдещите родители ще могат да избират кои ембриони да имплантират с надеждата за бременност.
Preim. генетична диагноза с лантация (PGD).
Преимплантационната генетична диагноза вече се използва от двойки, които вярват, че носят гени за някои наследствени заболявания, за да идентифицират ембриони, които нямат тези гени. В Съединените щати такова изследване се използва в около 5% от случаите на ин витро оплождане. Обикновено се извършва на три до петдневни ембриони. Такива тестове могат да открият гени, които носят около 250 заболявания, включително таласемия, ранна болест на Алцхаймер и муковисцидоза.
Само днес PGD не е много привлекателна като технология за проектиране на деца. Процедурата за получаване на яйца е неприятна, крие рискове и не осигурява необходимия брой клетки за селекция. Но всичко ще се промени веднага щом стане възможно да се получат повече яйцеклетки за оплождане (например от кожни клетки) и в същото време скоростта и цената на геномното секвениране ще се увеличат.
Биоетикът Хенри Грили от университета Станфорд в Калифорния заявява: "Почти всичко, което можете да направите с редактиране на гени, можете да направите с подбор на ембриони."
ДНК съдба ли е?
Според експерти през следващите десетилетия в развитите страни напредъкът в технологиите за четене на генетичния код, записан в нашите хромозоми, ще даде на все по-голям брой хора възможност да секвенират своите гени. Но използването на генетични данни за предсказване в какъв човек ще стане ембрионът е по-трудно, отколкото звучи.
Много хора вярват, че има пряка и недвусмислена връзка между техните гени и черти. Идеята за съществуването на гени, пряко отговорни за интелигентността, хомосексуалността или, например, музикалните способности, е широко разпространена. Но дори и на примера на гореспоменатия ген CCR5, промяната в който засяга функционирането на мозъка, видяхме, че всичко не е толкова просто.
Има много - предимно редки - генетични заболявания, които могат да бъдат разпознати точно чрез специфична генна мутация. Като правило наистина има пряка връзка между подобно разграждане на гена и болестта.
Най-често срещаните заболявания или медицински предразположения - диабет, сърдечни заболявания или някои видове рак - са свързани с няколко или дори много гени и не могат да бъдат предсказани с никаква сигурност. Освен това те зависят от много фактори на околната среда - например от диетата на човек.
Но когато става въпрос за по-сложни неща като личност и интелигентност, тук не знаем много за кои гени са замесени. Учените обаче не губят позитивното си отношение. С увеличаването на броя на хората, чиито геноми са секвенирани, ще можем да научим повече за тази област.
Междувременно Юан Бърни, директор на Европейския институт по биоинформатика в Кеймбридж, намеквайки, че декодирането на генома няма да отговори на всички въпроси, отбелязва: "Трябва да се махнем от идеята, че вашата ДНК е вашата съдба."
Диригент и оркестър
Това обаче не е всичко. Не само гените са отговорни за нашата интелигентност, характер, физика и външен вид, но и епигени - специфични маркери, които определят активността на гените, но не засягат първичната структура на ДНК.
Ако геномът е набор от гени в нашето тяло, тогава епигеномът е набор от маркери, които определят активността на гените, един вид регулаторен слой, разположен, като че ли, върху генома. В отговор на външни фактори той командва кои гени трябва да работят и кои трябва да спят. Епигеномът е диригентът, геномът е оркестърът, в който всеки музикант има своя роля.
Такива команди не засягат ДНК последователностите, те просто включват (експресират) някои гени и изключват (потискат) други. По този начин не всички гени, които са в нашите хромозоми, работят. Проявата на определена фенотипна черта, способността за взаимодействие с околната среда и дори скоростта на стареене зависят от това кой ген е блокиран или деблокиран.
Най-известният и, както се смята, най-важният епигенетичен механизъм е ДНК метилирането, добавянето на СН3 група от ДНК ензими - метилтрансферази към цитозин - една от четирите азотни основи в ДНК.
Епигеном.
Когато метилова група е прикрепена към цитозина на определен ген, генът се изключва. Но, изненадващо, в такова "спящо" състояние генът се предава на потомството. Такъв трансфер на герои, придобити от живите същества по време на живота, се нарича епигенетично наследство, което продължава няколко поколения.
Епигенетиката - науката, наречена малка сестра на генетиката - изучава как включването и изключването на гените влияе върху нашите фенотипни черти. Според много експерти именно в развитието на епигенетиката се крие бъдещият успех на технологията за създаване на деца дизайнери.
Чрез добавяне или премахване на епигенетични „тагове“, ние можем, без да влияем на ДНК последователността, да се борим с двете заболявания, възникнали под въздействието на неблагоприятни фактори, и да разширим „каталога“на планираните детски характеристики на дизайна.
Реален ли е сценарият на Гатаки и други страхове?
Мнозина се страхуват, че от редактирането на генома - за да се избегнат сериозни генетични заболявания - ще преминем към подобряване на хората и там не е далеч преди появата на свръхчовека или разклоняването на човечеството в биологични касти, както прогнозира Ювал Ноа Харари.
Биоетикът Роналд Грийн от колежа Дартмут в Ню Хемпшир вярва, че технологичният напредък може да направи "човешкия дизайн" по-достъпен. През следващите 40-50 години, казва той, „ще видим използването на генно редактиране и репродуктивни технологии за подобряване на хората; можем да изберем цвета на очите и косата за нашето дете, искаме подобрени спортни способности, умения за четене или смятане и т.н."
Появата на деца дизайнери обаче е изпълнена не само с непредсказуеми медицински последици, но и със задълбочаване на социалното неравенство.
Както посочва биоетичният учен Хенри Грили, постижимото подобряване на здравето с 10-20% чрез PGD, в допълнение към ползите, които вече носи богатството, може да доведе до увеличаване на разликата в здравния статус на богатите и бедните - както в обществото, така и между отделните държави.
И сега във въображението има ужасни образи на генетичен елит, като този, изобразен в дистопичния трилър Gattaca: напредъкът на технологиите доведе до факта, че евгениката вече не се счита за нарушение на моралните и етични норми, а производството на идеални хора е пуснато в ход. В този свят човечеството е разделено на два социални класа - "валиден" и "невалиден". Първите по правило са резултат от посещението на родителите при лекар, а вторите са резултат от естественото оплождане. Всички врати са отворени за „добри“, а „негодни“като правило са зад борда.
Кадър от филма "Gattaca" (1997, САЩ).
Да се върнем към нашата реалност. Отбелязахме, че все още не е възможно да се предвидят последиците от намесата в ДНК последователността: генетиката не дава отговори на много въпроси, а епигенетиката всъщност е в ранен етап на развитие. Всеки експеримент с раждането на деца с модифициран геном е значителен риск, който в дългосрочен план може да се превърне в проблем за такива деца, техните потомци и, вероятно, целия човешки вид.
Но напредъкът на технологиите в тази област, след като ни спаси, вероятно от някои проблеми, ще добави нови. Появата на дизайнерски деца, перфектни във всички отношения, които след като узреят, ще станат членове на обществото, могат да създадат сериозен проблем под формата на задълбочаване на социалното неравенство вече на генетично ниво.
Има и друг проблем: не разгледахме разглежданата тема през очите на дете. Хората понякога са склонни да надценяват възможностите на науката и изкушението да се замени необходимостта от усърдни грижи за детето им, възпитанието и обучението му с плащане на сметки в специализирана клиника може да бъде голямо. Ами ако дизайнерското дете, в което са инвестирани толкова много пари и което има толкова много очаквания, не отговаря на тези очаквания? Ако въпреки интелигентността, програмирана в гените и впечатляващ външен вид, той не стане това, което са искали да направят? Гените още не са съдба.