АЛМАТЫ, 15 авг — Sputnik. Старший преподаватель кафедры молекулярной биологии и генетики КазНУ, биолог Лина Лебедева рассказала, что подразумевается под редактированием человеческой ДНК.
Она объясняет, что основными веществами в человеческих клетках являются белки. Каждый белок состоит из сотен, тысяч, а то и десятков тысяч "кирпичиков" – биогенных аминокислот. Для того, чтобы белок принял необходимую форму и мог успешно выполнять свою функцию, аминокислоты должны выстроиться в строго определенной последовательности.
ВОЗ опубликовала рекомендации по редактированию генома человека
"Как они это делают? По аналогии с кулинарной книгой, в которой содержатся пошаговые инструкции приготовления того или иного блюда, в нашей ДНК закодирована информация о том, как "приготовить" тот или иной белок. Четыре буквы ДНК-алфавита – азотистые основания А, Г, Т и Ц, выстраиваясь в различных комбинациях по три в ряд, дают 64 коротких слова. Да, у ДНК-языка небогатый словарный запас, но ведь и аминокислот всего 20. Хватит обозначить их всех, да еще и останется 44 варианта на синонимы", - говорит Лина Лебедева.
Почему мутирует ДНК
Однако, если из рецепта исключить один из ингредиентов или нарушить последовательность их приготовления, блюдо может стать несъедобным. То же самое происходит, когда ДНК мутирует – какие-то аминокислоты вырезаются, какие-то дублируются, какие-то меняются местами.
"В итоге мы либо не получаем нужный нам белок вовсе, либо получаем его нерабочую и, зачастую, токсичную версию. Примером генетических мутаций могут служить такие заболевания, как гемофилия, атрофия мышц, хорея Гентингтона, рак груди, легких и яичников, острый лимфобластный лейкоз и другое", - продолжила биолог.
Лебедева отметила, что вылечить от таких заболеваний нельзя, возможна лишь пожизненная терапия, которая, к сожалению, до сих пор не всем доступна, а, во-вторых, имеет и побочные эффекты.
Биолог добавила, что после того, как в 2004 году были опубликованы результаты масштабного проекта "Геном Человека", длившегося 10 лет, ученые всерьез занялись поиском метода, способного раз и навсегда покончить с генетическими мутациями.
Нобелевскую премию по химии присудили за редактирование генома
Что такое редактирование человеческого генома
Лина Лебедева пояснила, что редактирование генома представляет собой удаление неправильных нуклеотидов и возвращение "рецепту" его изначальной последовательности.
"Сейчас в мире самым распространенным методом редактирования является система CRISPR/Cas9. Предвосхищая критику в адрес генных инженеров и обвинений в "искусственности" данного метода, скажу, что он был открыт у бактерий, как некий аналог иммунной системы, позволяющий им вот уже миллиарды лет успешно бороться со смертельными для них вирусами. То есть, фактически, Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье не изобрели CRISPR/Cas9, а адаптировали его под нужды человека, поэтому ничего противоестественного в нем нет", - утверждает биолог.
Суть метода заключается в том, что в клетки пациента вводится безопасный для человека вирус, в чью ДНК был встроен необходимый вариант инструкции. Такой вирус, называемый вектором, в свою очередь, встраивает эту инструкцию уже в ДНК пациента. Есть, разумеется, и безвирусные методы редактирования генома, но они гораздо менее эффективные, сказала Лебедева.
"Однако открытия, сделанные за последние 8 лет в области редактирования генома, не означают, что любой желающий сможет легко отредактировать свой или чужой геном", - предупреждает биолог.
Как редактируют человеческую ДНК
Во-первых, по ее словам, нужно понимать, что болезнь не развивается из-за одной мутации в клетке (за исключением, конечно, эмбриональных клеток, где и одна мутация может привести к гибели всего организма), нужно, чтобы мутантных клеток было много: тысячи, миллионы, миллиарды. Следовательно, и редактировать нужно не одну, а сразу все клетки. Легко ли это сделать?
Лебедева отметила, что ученые предлагают два пути: в первом случае нужно собрать клетки пациента, модифицировать их, проверить на отсутствие новых мутаций, а потом внедрить обратно в организм больного.
Во втором случае редактирование будет проходить непосредственно в теле пациента. Используя вирусные векторы, можно "заразить" нужной нам ДНК сразу большое количество клеток, однако такая терапия не будет долговечной – большинство наших клеток делятся ограниченное количество раз, а потом погибают, поэтому повторять процедуру придется снова и снова.
"Далее, нет никаких способов заранее узнать, сколько клеток успешно прошли редактирование, а сколько нет. Учитывая их общее количество, одна или две нормальные клетки на тысячу мутантных не являются показателем эффективности терапии. Кроме того, есть полигенные заболевания, вызванные мутациями не в одном, а сразу в нескольких генах. Да и мутации в разных клетках могут быть разными, значит, для каждого типа мутаций нужно конструировать свой вектор", - подчеркнула она.
Мы все умрём. IT в биологии: как компьютеры учат нас редактировать гены
Почему это может быть неэтично
Также, говорит Лина Лебедева, некоторые ученые высказывают опасения о том, что вирусные конструкции не могут быть полностью безопасными. Помимо этого, пока недостаточно доказательств того, что их можно без страха использовать для редактирования геномов.
Также существует и этический аспект этой процедуры. Ведь наличие возможности "улучшить" свою ДНК приведет к еще большему расслоению людей, но уже не на богатых и бедных, а на суперменов и простых обывателей.
"Появятся спортсмены-тяжелоатлеты, вколовшие себе гены мышц шимпанзе или гориллы, пловцы, задерживающие дыхание под водой, подобно рыбам, снайперы с превосходным зрением, "унаследованным" от хищных птиц и много других вариаций суперлюдей. Поэтому ВОЗ и не снимает моратория на любые манипуляции с человеческим геномом", - пояснила биолог.
Лебедева утверждает, что пока во всем мире не будет создана система, позволяющая контролировать каждый шаг каждого сотрудника, вовлеченного в процесс, пока не будет разработан единый каталог мутаций, которые можно по показаниям отредактировать у пациента, пока не будет достигнут мировой консенсус по вопросам биоэтики, который позволит не допустить сегрегации общества еще и по генетическому признаку, вопрос редактирования генома человека остается открытым.
В пример Лина Лебедева привела историю китайского ученого Хэ Цзянькуя, который в 2018 году отредактировал геномы двух эмбрионов, излечив их от ВИЧ – вместо Нобелевской премии он лишился свободы и возможности когда-либо вернуться к науке.
"Даже Китай, который может себе позволить проигнорировать большинство запретов ВОЗ, признал, что такие исследования должны быть немедленно прекращены. Должно пройти, как минимум, несколько лет до тех пор, пока хотя бы одна их этих проблем будет решена", заявляет биолог.
Почему в Казахстане нет лабораторий по редактированию генома человека
Лина Лебедева говорит, что в Казахстане пока нет лабораторий, занимающихся процессом редактирования генома человека.
"Одну из причин я указала выше – ни один ученый не сможет проводить эксперименты без наличия особого разрешения ВОЗ. Тех, кто думает, что можно заняться этим подпольно, не ставя в известность руководство, думаю, я обрадую: процесс очень трудоемок, дорогостоящ и требует огромного количества высококвалифицированных специалистов. В одиночку его никак не провернуть", - резюмировала биолог.
В заключение она сказала, что в Казахстане не было даже попыток или планов создать подобные лаборатории.
