5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ученые отредактировали геном человека – что это значит?

Ученые впервые отредактировали гены в организме человека

Группа американских ученых впервые применила генное редактирование для терапии живого пациента непосредственно в его организме. Метод использовали для лечения синдрома Хантера — редкого генетического заболевания. Оценить результат процедуры можно будет только через 1-3 месяца. Если эффективность будет доказана, это даст толчок новому виду генной терапии.

Первую в мире процедуру по редактированию генома в организме живого человека провели в Калифорнии. Получателем уникального вида терапии стал 44-летний Брайан Маде с диагностированным синдромом Хантера. Редкое генетическое заболевание создает нехватку важного энзима в клетках печени. В результате дефицита энзима орган перестает расщеплять мукополисахариды. Они накапливаются в тканях и приводят к различным нарушениям, в том числе к проблемам с дыханием, инфекциям и нарушениям в работе мозга и сердца.

В ходе первой в истории процедуры «живого редактирования» пациенту внутривенно ввели миллиарды копий корректирующих генов, а также генетические «инструменты», которые должны разрезать ДНК Маде в определенных местах. Процедура корректировки ДНК пациента стала частью клинических испытаний, проводимых компанией Sangamo Therapeutics.

«Мы разрежем вашу ДНК, раскроем ее, встроим туда ген, зашьем все обратно. Эти [гены] станут частью вашей ДНК и останутся там до конца жизни», — описал процесс президент Sangamo Сэнди Макрэ в интервью Associated Press.

Ученые заставили обычные клетки уничтожать рак

Как отмечает AP, процедура имеет необратимый эффект, поэтому любые возможные ошибки также будут необратимыми. Однако для Брайана Маде генное редактирование — это последний шанс. Ранее пациент уже перенес 26 операций, направленных на устранение симптомов его болезни.

Применяемая американскими врачами методика отличается от других экспериментальных процедур редактирования генов. К примеру, в Китае медики извлекли у пациента иммунные клетки, скорректировали их и ввели обратно. Процесс редактирования в данном случае проходил в лаборатории, а в не в организме пациента.

Кроме того, китайские ученые применяли «генетические ножницы» CRISPR. Американские генетики использовали метод нуклеазы цинкового пальца, который также позволяет разрезать ДНК. Ранее Sangamo использовала такой подход для корректировки иммунных клеток у пациентов с ВИЧ, но процедура редактирования проходила вне организма человека.

«Скорость старения можно замедлить до пренебрежимого уровня»

Оценить эффективность метода можно будет в срок от 1 до 3 месяцев. Если хотя бы 1% клеток печени Маде будет откорректирован, эксперимент признают успешным. Полное излечение от синдрома Хантера невозможно. Однако корректировка клеток позволит избежать еженедельного введения энзимов, которые обходятся в $100 000-$400 000.

При удачных результатах эксперты Sangamo планируют провести процедуру еще 12 пациентам как с синдромом Хантера, так и с другими заболеваниями. Например, с гемофилией B и фенилкетонурией.

Экс-президент Facebook признался, что помог вырастить монстра

В Китае осужден ученый, который утверждал, что создал генно-модифицированных людей

Тюремный срок плюс крупный штраф. В Китае осужден скандально известный генетик, который, предположительно, проводил опыты на человеческих эмбрионах. Якобы пытался отредактировать их ДНК и уберечь от вируса иммунодефицита. Утверждает, что у него получилось. Но так ли это — вопрос. А вот деньги за свои операции, сделанные вопреки закону и научной этике, он получил точно, и немалые.

Три года тюрьмы и штраф в 430 тысяч долларов. Это нечто среднее между тем, на что китайский ученый Хэ Цзянькуй рассчитывал сам, и тем, что ему грозило за его сомнительные опыты. В ноябре прошлого года он шокировал научный мир заявлением о первом в мире успешном эксперименте по созданию генетически модифицированных людей.

По его словам, некие новорожденные близнецы Лулу и Нана обладают врожденным иммунитетом к ВИЧ. Все благодаря искусственной генной мутации, проведенной командой доктора Хэ. Девочки родились от здоровой матери и ВИЧ-инфицированного отца. Ген CCR5, который вызывал предрасположенность к ВИЧ, Хэ Цзянькуй, по его словам, удалил: «Две очаровательные маленькие китаянки Лулу и Нана, как все другие здоровые малыши, ознаменовали свое рождение громким криком несколько недель назад. Теперь они дома с мамой Грейс и отцом Марком. Беременность Грейс началась с обычного ЭКО, с одной лишь разницей. Биоматериал отца мы дополнительно отправили в лабораторию на проведение генной операции. Еще когда Нана и Лулу были единой клеткой, мы закрыли дверь, через которую ВИЧ проникает в геном человека. Перед тем как поместить клетку в тело Грейс, мы проверили еще раз, хорошо ли прошла операция. Результаты показали, что все прошло идеально, как мы и ожидали».

Но быстро выяснилось, что эта революция с душком. Во-первых, Лулу и Нана никто и никогда не видел, документального подтверждения того, что опыт прошел успешно, Хэ так и не представил. Во-вторых, сам факт изменения ДНК человеческих эмбрионов вызвал крайне резкую реакцию мирового научного сообщества. Подобные генетические эксперименты запрещены в большинстве стран, в том числе и в самом Китае.

К генно-модифицированным овощам человечество уже как-то привыкло. По крайней мере понятно, зачем это — для защиты от паразитов, для долгого хранения, для красоты, наконец — смотрите, какой симпатичный кабачок! Но то кабачки, а то дети.

Читать еще:  Посетители в реанимации: пускать или не пускать?

Большинство ученых отмечают: если у ребенка ВИЧ-инфицированный отец, то это совсем не значит, что ребенок автоматически попадает в группу риска. То есть Хэ провел эксперимент ради эксперимента и при этом залез на запретную для ученых территорию.

«В научном сообществе давно пришли к консенсусу: мы не должны этого делать, не должны вносить изменения в человеческий геном. Так что этот эксперимент был неожиданным, несвоевременным и вызвал массу опасений. Технологии редактирования генома иногда могут создавать побочный эффект. Например, выключать какой-то очень важный ген, из-за чего в дальнейшем человек будет предрасположен к серьезным заболеваниям», – комментирует профессор Медицинской школы Университета Джорджа Вашингтона Малиа Фуллертон.

Не прошло и суток после того, как Хэ объявил о своем эксперименте, как за него взялись китайские власти. Для начала доктора через СМИ обвинили в нарушении профессиональной этики. Затем появилось сообщение государственного агентства «Синьхуа», гласящее, что Хэ «грубо нарушил закон с целью наживы и получения личной славы». Потом появилась информация, что Хэ обманул еще и тех супругов, чьих будущих детей лишил злополучного гена, сообщив им, что его эксперимент не нарушает закона.

Дошло до того, что в китайских соцсетях всерьез обсуждали, ждет ли медика-афериста смертная казнь. И то, что он отделался тремя годами тюрьмы, в Китае считают везением.

Насколько повезло близнецам Лулу и Нана, неизвестно: о состоянии их здоровья после эксперимента доктора Хэ ни разу не сообщалось.

Эксперименты с геномом: Зачем редактируют людей?

В конце ноября мир облетела весть о том, что в Китае появились на свет трансгенные дети. О чем идет речь, были ли еще подобные эксперименты, и почему общество не всегда приветствует изменение генома человека?

В конце ноября мир облетела весть о том, что в Китае появились на свет трансгенные дети. О чем идет речь, были ли еще подобные эксперименты, и почему общество не всегда приветствует изменение генома человека?

Ученый Хе Цзянькуй (He Jiankui) из города Шэньчжэнь заявил, что создал генетически модифицированные эмбрионы, а женщина, которая их получила, забеременела и недавно родила двух девочек. Перед открытием научной конференции в Гонконге Хе Цзянькуй также рассказал коллегам, что подсаживал измененные эмбрионы семерым бесплодным женщинам, но выносила и родила только одна.

Каких-либо подтверждений в научной литературе этому факту пока нет, однако ученый подтвердил свои слова в интервью агентству Associated Press.

Доктор Хе сообщил журналистам, что им был создан эмбрион, геном которого отредактирован таким образом, что в случае попадания вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) в организм человек не будет носителем этой инфекции, и у него не разовьется СПИД.

Сообщается, что после широкой огласки этого факта собственный университет приостановил деятельность ученого, в руководстве научного учреждения заявили, что ничего не знают об эксперименте. Но эта информация спровоцировала очередную острую дискуссию о законодательном регулировании таких экспериментов и их моральной стороне.

Хе Цзянькуй. Фото: www.globallookpress.com

Это недобросовестная практика. эксперименты на людях — это аморально или этически необоснованно,

— заявил в интервью агентству AP доктор Киран Мусунуру (Kiran Musunuru) из Университета Пенсильвании, эксперт по генному редактированию и редактор журнала о генетике.

Это слишком преждевременно, — считает доктор Эрик Топол (Eric Topol), глава Научно-исследовательского института Скриппса в Калифорнии. — Тут мы, по сути, создаем «инструкцию по эксплуатации» человеческого существа. Это серьезная задача.

Другой известный ученый из Гарвардского университета Джордж Черч (George Church) встал на защиту генного редактирования как средства от ВИЧ. Он назвал вирус крупнейшей и растущей угрозой здоровью людей. Иными словами, ученый считает возможной модификацию человека для защиты от вируса уже на данном этапе развития медицины.

Другие наблюдатели задаются вопросом о том, насколько обоснованно вмешательство в геном в этом конкретном случае? Ученые давно работают над созданием вакцины против ВИЧ, но даже ее испытания — процедура небезопасная.

Однако китайский эксперимент на реальных людях — не первая попытка внесения изменений в геном человека.

Репродуктивная медицина

В конце прошлого века мир облетела сенсация: ученые из штата Нью-Джерси в США помогли родиться детям, имеющим ДНК трех родителей.

Действительно, в Медицинском центре Института репродуктивной медицины и репродуктологии Святого Варнавы благодаря методу так называемой ооплазменной трансплантации в 1997 году на свет появились 15 здоровых младенцев. Но речь шла о новом способе лечения бесплодия, чуть более усовершенствованном ЭКО. Цитоплазму (желеобразный материал, окружающий ядро клетки) трансплантировали из донорской яйцеклетки в яйцеклетку бесплодной женщины, которую уже затем оплодотворили и подсадили обратно в организм будущей матери. Таким образом, считают ученые, они помогли забеременеть женщинам, имеющим дефект яйцеклетки.

Споры о том, является ли эта технология недопустимым вмешательством в геном, продолжаются.

Противники эксперимента говорят о том, что с ооплазмой в яйцеклетку могут быть внесены донорские митохондрии. Эти компоненты клетки обеспечивают ее энергетический обмен и обладают собственными генами, то есть в данном случае генами третьего лица. Отсюда и возник вызвавший споры тезис: «две матери — один отец».

Модифицированные космонавты

Много лет ведутся дискуссии и о том, можно ли проводить генетический отбор среди людей тех или иных профессий. Или вообще как-то изменять их геном для повышения уровня их профессионализма, когда такое станет возможным.

Производить отбор по ДНК среди космонавтов предлагает известный генетик Крейг Вентер, руководивший проектом по расшифровке генома человека, апологет синтетической биологии и директор собственного института J. Craig Venter Institute. «Генные технологии могут оказаться очень полезными в процессе отбора космонавтов, производимом НАСА», — считает Вентер, которого несколько лет назад цитировал портал space.com. По его мнению, НАСА могло бы сканировать геномы кандидатов на полет, чтобы выбрать идеального космонавта. Если у человека обнаружатся гены, кодирующие восстановление костной ткани, то это будет фактором, влияющим на отбор, так как разрушение костей является самым типичным побочным эффектом пребывания в невесомости.

Читать еще:  Сложнее реформ – как нам избавиться от церковных заблуждений?

Фото: ESB Professional / Shutterstock.com

Вентер также заявил о возможности изменять геном космонавтов с тем, чтобы они легче справлялись со сложностями космического полета. Например, бактерия Deinococcus radiodurans выдерживает (ее ДНК восстанавливается) уровень радиации в семь тысяч раз выше того, который убивает человека. Если ученые смогут перенести ее ДНК в геном космонавта, люди, как он считает, забудут о проблеме сильной солнечной радиации в космосе.

Генная терапия

В последние годы большую популярность также набирает генная терапия, то есть лечение тяжелых заболеваний при помощи генной инженерии. И это напрямую связано с внесением направленных изменений в геном человека. В медицинской литературе описаны различные способы доставки «исправленных» генов в организм человека, если доказано, что какой-то ген, имеющий дефект, приводит к развитию заболевания. Специалисты используют для этого кровь самого человека, клетки других органов и даже аэрозоли.

Как правило, при разработке и подборе генной терапии для тяжелых болезней ученые среди прочего выясняют: будет ли безопасна экспрессия (преобразование информации в белок или РНК) нового гена, насколько безопасно попадание реконструированного гена в другие ткани, как долго будет функционировать модифицированная клетка, будут ли атакованы новые клетки иммунной системой организма хозяина.

Считается, что большие перспективы есть у лечения таким способом онкологических заболеваний, тяжелых иммунодефицитов, сахарного диабета и других серьезных недугов.

Однако особенностью генной терапии является экспериментальный подход. Это означает, что до конца не изученными являются последствия, которые влекут за собой манипуляции с генетическим материалом, отмечают юристы.

В последние два года большие надежды ученые возлагают на так называемый метод генного редактирования CRISPR/Cas9, который должен, как считается, значительно упростить встраивание нужного гена в ДНК любого организма или его удаление оттуда. Пока специалисты сомневаются, так ли безупречен метод: выяснилось, что его использование может привести к повреждению ДНК, а не исправить дефект, пишет британская Guardian.

В целом, по мнению исследователей, важно четко различать две разные цели генной терапии: коррекцию генетических дефектов в клетках уже родившегося человека и коррекцию в клетках зародыша или на самых ранних стадиях развития зиготы (клетки, образующейся в результате оплодотворения). До сих пор первая цель практически не вызывала сомнений, тогда как второй вариант большинство исследователей либо отвергают, либо относятся к нему весьма скептически.

Фото: totojang1977 / Shutterstock.com

Но ни предлагаемая модификация генома космонавта, ни китайский проект не имеют отношения к генной терапии, так как в этих случаях речь идет об изменении генома здорового и даже не предрасположенного к какому-то заболеванию человека или эмбриона.

В чем вопрос?

Большая часть замечаний к проектам изменения генома человека содержит одну основную мысль: любая модификация человеческого генома должна иметь серьезные обоснования и использоваться в том случае, когда другие способы неэффективны.

Вмешательство в геном человека, направленное на его модификацию, может быть осуществлено только в профилактических, терапевтических или диагностических целях и только при условии, что подобное вмешательство не направлено на изменение генома наследников данного человека,

— гласит международная Конвенция о правах человека и биомедицине, принятая Комитетом министров Совета Европы в 1996 году. Россия пока не присоединилась к этому документу.

Общественные организации, например, известная американская ETC и сотни тысяч ее единомышленников во всем мире считают, что такие модификации не должны быть уделом бизнес-компаний, и на них не должно распространяться патентное право.

Активисты также уверены, что если геном человека подвергается изменению, это должно происходить в рамках жесткого законодательного регулирования.

На этой неделе стало известно, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) наконец создает рабочую группу «по изучению генного редактирования и комплексных этических, социальных проблем и проблем безопасности, которые возникают в связи с ним». Панель экспертов предложит нормы и стандарты регулирования генного редактирования, сообщили журналистам CNN представители ВОЗ. Это заявление организация сделала через неделю после появления информации о возможном рождении трансгенных младенцев в Китае. А в Международном комитете по биоэтике ЮНЕСКО считают, что эксперименты с изменением генов человеческих зародышей должны быть запрещены до тех пор, пока не будет доказана их безопасность. Информация об этом была размещена на сайте организации также после заявления китайского ученого.

По живому: учёные впервые отредактировали геном в теле человека

«Я ждал этого 15 лет»

44-летний Брайан Мэддокс перенёс первую в мире операцию по редактированию генома непосредственно в организме. Этот эксперимент провела исследовательская группа калифорнийской детской больницы UCSF Benioff Children’s Hospital Oakland, уже несколько лет изучающая возможности технологии генного редактирования. Наблюдавшийся у них пациент страдал от редкого генетического заболевания, связанного с X-хромосомой.

Болезнь наследуется рецессивно, то есть дефектный ген был у обоих родителей Мэддокса. В клетках печени пациента не синтезировался один из ферментов (идуронат-2-сульфатаза), из-за чего нарушилось расщепление гликозаминогликанов — веществ, связывающих клетки в тканях. В результате эти вещества накапливались в организме в большом количестве, и от этого страдали различные органы и ткани.

Признаки болезни проявились у Мэддокса уже на втором году жизни: искажённые черты лица, укрупнённая голова. Болезнь поразила нервную систему и дыхательные пути. Синдром Хантера считается неизлечимой болезнью. Медики борются с симптомами, облегчают страдания пациентов при помощи регулярного вливания искусственного аналога необходимого фермента или трансплантации костного мозга. Лечение с помощью искусственного фермента облегчает далеко не все симптомы и к тому же обходится довольно дорого (около $100 тыс. в год).

Читать еще:  Нельзя смотреть на семью как на чадородную машину

Мэддоксу пришлось перенести 26 операций по удалению грыж, прорастаний кости в спинной мозг, а также хирургических вмешательств на глазах, ушах и желчном пузыре.

Генная терапия стала для Мэддокса единственной возможностью вернуться к нормальной жизни.

“It’s kind of humbling. I’m willing to take that risk. Hopefully it will help me and other people.”
—Hunter Syndrome patient Brian Madeux makes history as first gene editing patient in US $SGMO#notcrispr congrats @MMarchioneAPhttps://t.co/2B1xInsFyxpic.twitter.com/wjbH16vY1I

— Kevin Davies (@KevinADavies) November 15, 2017

Брайан согласился стать первым пациентом в мире, редактирование генов которого проводили непосредственно в теле, а не в клетках, выращенных отдельно или просто предварительно извлечённых из организма.

«Я ждал появления возможности редактирования генома последние 15 лет, и теперь мне выпала большая честь — поучаствовать в подобном беспрецедентном эксперименте. Меня несколько смутило, что я стал первым пациентом, на котором провели такую операцию. Но я решил, что готов пойти на риск, чтобы помочь людям справиться с болезнями, которые всегда считались неизлечимыми», — заявил Брайан Мэддокс.

Технология процесса

«Мы разрезали его ДНК, вставили туда ген и сшили обратно. Теперь этот ген стал частью ДНК на всю оставшуюся жизнь», — в двух словах пояснил суть операции доктор Сэнди Макрай.

С помощью специальных вирусов учёные доставили в организм больного миллиарды «правильных» копий гена. Эта технология редактирования отличается большой точностью. В основе метода лежат белки нуклеазы (то есть режущие ДНК) с «цинковыми пальцами». Участок, называемый «цинковым пальцем», может быть спроектирован так, чтобы узнавать определённую последовательность в ДНК, а нуклеаза, как ножницы, аккуратно делает разрез в нужном месте.

Учёные и раньше обращались к этому методу. Так, несколько лет назад медики использовали «цинковые пальцы», чтоб вылечить людей, страдающих ВИЧ. Исследователи собрали клетки крови у двенадцати ВИЧ-инфицированных пациентов. Затем использовали «цинковые пальцы», чтобы редактировать мутированный ген в этих клетках. В процессе терапии специалисты разрушили ген в 25% культивированных клеток каждого участника. Затем вернули культивированные клетки крови в организм пациентов. После такой «трансплантации» у всех пациентов повысились в крови уровни Т-клеток, играющих важную роль в иммунном ответе. ВИЧ-клетки стали расти гораздо медленнее, чем раньше.

В новом исследовании учёные впервые обратились к «цинковым пальцам», чтобы отредактировать геном непосредственно в организме человека. Учёные вставили правильную копию гена и два «цинковых пальца» в безобидный вирус, у которого предварительно вырезали его опасную для организма часть. Миллиарды таких копий ввели в вену пациента, чтобы они достигли печени. Чтобы вылечить больного, достаточно исправить геном хотя бы 1% клеток печени.

Технология, которую использовали авторы исследования, отличается от ставшего популярным в последнее время метода редактирования генома с помощью системы CRISPR/Cas9 — комплекса из белков и РНК. В основе CRISPR/Cas9 — система иммунитета бактерий, которую те используют для борьбы с вирусами. Так, в августе 2017 года с помощью CRISPR американские учёные впервые редактировали геном человеческого эмбриона. По заявлению медиков, им удалось исправить мутацию в геноме плода. Однако родится ли ребёнок здоровым, пока неизвестно.

В ожидании прорыва

Эксперты отмечают, что проведение генной терапии может быть небезопасно. Один из первых пациентов «генных инженеров», 18-летний Джесси Джелсинджер, умер в 1999 году через четыре дня с начала клинического испытания из-за масштабного иммунного ответа на вирусы, которые доставляли гены в его клетки.

«Конечно, с тех пор медицина сильно шагнула вперед, — отметила в беседе с RT кандидат медицинских наук, врач-генетик Наталья Ветрова. — Учёные используют другие вирусы, доказавшие в ходе испытаний на животных свою безопасность».

Однако, по словам эксперта, проблема внесения в ДНК поправок остаётся актуальной до сих пор. Дело в том, что, встроившись в неправильное место, даже «правильный» ген может навредить.

«У пациентов, перенёсших генную терапию, уже известно несколько случаев лейкемии, — подчеркнула Ветрова. — К сожалению, исправлять подобные ошибки учёные пока не умеют. Но в новой операции исследователи смогли довольно точно задать место редактирования. Думаю, в случае успеха этого метода генную терапию ждёт прорыв, и, вероятно, белки с «цинковыми пальцами» в перспективе помогут вылечить и другие тяжёлые заболевания. Например, исправить дефективные клетки больного раком, избавив их от мутации».

Несчастье помогло

Прижился ли новый ген у Мэддокса, можно будет сказать не раньше, чем через месяц. Сам пациент понимает, что терапия может не сработать. Более того, в его возрасте многие произошедшие в организме изменения уже необратимы. Однако и он, и лечащие его врачи надеются, что такой опыт будет полезен другим больным. При положительных результатах операции Мэддоксу не нужно будет каждую неделю получать инъекции дорогостоящего искусственного фермента и опасаться за свою жизнь в случае обычной простуды. Кроме того, вероятно, одно из главных событий в жизни Мэддокса уже произошло: во время терапии он познакомился с медсестрой, которая стала его невестой.

В случае успеха операции учёные планируют испытать метод ещё на 30 взрослых пациентах и перейти к редактированию геномов детей, чтобы успеть помочь им до того, как болезнь навредит организму.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector