Генная инженерия против глухоты?

— Изменения ДНК в семенных клетках, яйцеклетках, эмбрионных стволовых клетках при помощи CRISPR- технологии будут передаваться следующим поколениям. Какие моменты должно уяснить для себя человечество, прежде чем вмешаться в процесс эволюции?

— Безусловно, существует определенная граница, и сами ученые много спорят на эту тему. Весной 2015 года было опубликовано обращение группы ведущих биологов к общественности с просьбой прекратить расширять возможности CRISPR-технологии и генной инженерии.

Однако еще раньше, в 1975 году, в Калифорнии состоялась первая организованная биологами конференция. Она была посвящена рискам, которые несла тогда еще молодая генная инженерия и только что открытая технология ДНК. Тогда речь шла о возможных ограничениях и правилах производства и обращения с генетически измененными организмами. Выработанные учеными положения безопасности легли позже в основу законодательных актов во многих государствах.

Сегодня речь идет о продолжении этой дискуссии с учетом новых возможностей современной генной инженерии. Меж тем я считаю, что не должно быть табу на работу ученых, которые не хотят останавливать свои исследования, в том числе и в области изменения человеческого семенозачатка

— Генные мутации ответственны за появление на свет людей с врожденной глухотой или нарушениями слуха. При этом сообщество глухих весьма болезненно воспринимает попытки ученых лечить их недуг; порой они отвергают даже использование слуховых аппаратов, считая это вмешательством в их субкультуру. Как вы считаете, CRISPR-технологии помогут решить данную проблему?

— Конечно, я не могу говорить за глухих людей, которые имеют право на свою собственную культуру. Но все же мне кажется, что каждый человек должен иметь возможность воспользоваться медицинскими, технологическими и даже генно-инженерными методами для устранения проблемы со здоровьем. Здесь речь идет о том, должны ли мы именно с помощью генной инженерии лечить заболевания или разного рода отклонения.

Конечно, для врача главная цель — вылечить пациента, для этого и проводятся исследования, открываются и изучаются новые методы и способы работы. Современная генная инженерия значительно расширила возможности для медиков. Однако, на мой взгляд, громких обещаний о том, что после лечения для пациента наступит рай на земле, следует избегать.

Уверен, что генная инженерия и CRISPR-технология имеет большие перспективы, она может освободить людей от многих страданий. Генные мутации являются причиной диабета, шизофрении и болезни Альцгеймера, поэтому их лечение в настоящее время крайне затруднительно. Но и здесь можно ожидать новые методы лечения. Является ли CRISPR захватывающим прорывом в медицине или неконтролируемым джином? Это зависит также от того, для чего ученые его применяют.

— Не будет ли отказ в применении таких методов, как CRISPR, иметь негативные последствия не только для конкретного человека с нарушением слуха, но и для всего общества?

— Конечно! Отказ от новых технологических возможностей и дальнейшего осуществления научно-технологического прогресса нежелателен для общества. Если бы почти 75 лет назад сказали, давайте откажемся от антибиотиков, сегодня туберкулез по-прежнему оставался бы смертельной болезнью. Что касается CRISPR, то здесь открываются огромные возможности и в лечении ряда онкологических заболеваний. Не применять эти методы было бы негуманным. Но конечно, и здесь имеются свои рамки.

— К сожалению, в последнее время появляется на свет много детей с отклонениями. Позволит ли CRISPR-технология отсрочить возникновение генетического дефекта человечества и раскрыть тайну «создания» здорового, высокоинтеллектуального, так называемого «дизайнерского ребенка»?

— Благодаря CRISPR может стать возможным то, что родители будут составлять по своему желанию свойства будущих детей: цвет глаз, рост, силу ума и тела и многое другое. Так генетически созданные люди смогли бы превзойти «обычных людей» в духовном и физическом развитии. Однако для программирования когнитивных способностей генетика должна сделать еще много открытий.

Ум определяется не только отдельным геном, а большим числом генов, взаимодействующих друг с другом. И, бесспорно, окружающая среда играет важную роль. Но в общем и целом нельзя исключить такую возможность в недалеком будущем. И я думаю все же о границах. Так, в западных странах запрещено генетическое вмешательство в человеческую стволовую клетку по этическим причинам.

— Может ли человечество адекватно оценить последствия изменений при помощи CRISPR, когда известно, что и факторы окружающей среды отрицательно влияют на гены?

— Взаимное влияние факторов окружающей среды и генов очень сложное, и биологи находят в рамках так называемой эпигенетики все более тесные взаимосвязи. Но это не означает, несмотря на трудности, что мы не можем анализировать последствия изменения генов. Однако следует быть очень осторожными, если речь идет о поверхностном применении CRISPR и других генно-технологических методов. К сожалению, здесь часто на первый план выдвигаются коммерческие интересы, которые часто выходят за рамки законов.

— Можно ли при помощи CRISPR быстро улучшать свойства растений? Например, делать их более устойчивыми к сорнякам? Рассматриваете ли вы такие растения как генетически измененные? И возможно ли в таком случае уменьшить использование пестицидов при выращивании, чтобы обеспечить здоровыми продуктами население планеты?

— Между критикой генной инженерии, с одной стороны, и ее возможностями, с другой стороны, следует признать: в дискуссии о последствиях данной технологии нет однозначных, «чистых» решений.

Так, растения и организмы, которые изменяются с помощью CRISPR/Cas9, не отличаются от природной мутации. Потому что здесь происходят только отдельные точечные, специфические генетические изменения, которые могут встречаться и в природе.

В результате, например, можно взять сорт богатого на урожай риса или пшеницы, но чувствительного к определенным возбудителям болезней, и придать ему специфические свойства против грибка или других заболеваний, сделав таким образом более выносливым и пригодным для выращивания.

Это особенно актуально для бедных стран, где технология CRISPR обещает совершенно новые урожаи необходимых полезных растений. Некоторые европейские страны, как, например, Швеция, дали разрешение на создание опытных полей с CRISPR-модифицированными растениями при условии, что они не будут кардинально отличаться от обычных способов выращивания или от естественных, природных мутаций. Такой подход поддерживают и генетики, и фермеры.

Аббревиатура CRISPR образована от понятия «Кластеризованные регулярно чередующиеся короткие палиндромные повторы». Это части повторяющихся ДНК, которые появляются во многих бактериях и отдельных организмах, являясь частью иммунной системы: в CRISPR накапливается генетическая информация об успешно побежденных вирусах, которые в будущем можно распознать и победить при помощи разрезания атакующих ДНК.

Для этого используется белок Cas9, который за его функции называют «генными ножницами». ДНК разрезается именно в нужном месте. Поэтому система называется CRISPR/Cas9. Технологию открыли в 2012 году молекулярные биологи, профессоры Эммануэль Шарпентье и Дженнифер Дудна. Ученому и ассистенту профессора Фэна Чжана удалось в 2013 году применить этот метод не только для бактерий, но и для клеток.

Такое открытие позволило ученым целенаправленно изменять гены, поскольку CRISPR функционирует почти во всех живых клетках и организмах. Причем можно не только удалить нежелательные ДНК, но и создать новые. С помощью естественных восстановительных механизмов клетки сами закрывают возникшие пространства — и создают на месте разреза новые ДНК.

CRISPR позволяет осуществлять точное изменение — чего не давал ни один метод ранее. Благодаря этой технологии в будущем можно будет лечить заболевания, в основе которых лежат дефекты генов, например, глухоту/затруднение слуха, рак, диабет. Также появляются широкие возможности для сельхозпроизводителей в части разведения растений или животных.
При этом CRISPR/Cas9 значительно проще, быстрее, дешевле и точнее, чем существующие в настоящее время методы генной инженерии. Кроме того, изменение при помощи CRISPR сходно с естественными мутациями, встречающимися в природе.

Проблема заключается в том, что неясно, какие последствия могут иметь такие генетические изменения. Так, к примеру, удалось опытным путем определить вирус против СПИДа. Больные, которые участвовали в исследовании, смогли полностью отказаться от своих прежних лекарств. Однако они стали подвержены другим вирусам (африканскому).

По-прежнему непонятно, какое влияние будет оказывать измененный ген на организм в целом при разных условиях жизни человека. Необходимо обязательное тщательное исследование возможных побочных воздействий генной инженерии, а потому ученым предстоит изучить, как следует примять эту революционную технологию CRISPR, которая имеет огромный потенциал, но и несет в себе определенные риски.

Более подробную информацию по данной теме можно найти на сайтах:
http://t1p.de/CRISPR и http://t1p.de/crispr-quarks