Badanie edycji genów w ludzkich zarodkach wskazuje na badania kliniczne

Zespół amerykańskich naukowców, którzy genetycznie zmodyfikowali dziesiątki ludzkich embrionów w celu usunięcia genu choroby, twierdzi, że położył podwaliny pod próbę stworzenia pierwszych ludzi ze zmodyfikowanym genem.

Shoukhrat Mitalipov i współpracownicy z Oregon Health and Science University z powodzeniem wykorzystali narzędzie do edycji genów CRISPR-Cas9, aby naprawić powodujący chorobę błąd DNA w dziesiątkach wczesnych stadiów ludzkich embrionów.

Projekt edycji zarodków, największy tego rodzaju, jaki kiedykolwiek podjęto, został po raz pierwszy opisany w zeszłym tygodniu przez: Przegląd technologii MIT .

Według szczegółowy raport opublikowany dzisiaj w Natura naukowcy wykazali, że możliwe jest skorygowanie mutacji w genie o nazwie MYBPC3, która powoduje śmiertelną rodzinną chorobę serca znaną jako kardiomiopatia przerostowa.

Naukowcy stwierdzili, że procedura była zaskakująco skuteczna i że ostatecznie można by rozważyć badania kliniczne. „W przypadku tej konkretnej mutacji wykonaliśmy już prace przygotowawcze, więc prawdopodobnie jesteśmy znacznie bliżej zastosowań klinicznych” – powiedział Mitalipov podczas telekonferencji z dziennikarzami. 'Badania kliniczne oznaczałyby faktyczne wszczepianie niektórych z tych embrionów w celu ustalenia ciąży i monitorowania urodzeń dzieci oraz, miejmy nadzieję, obserwacji dzieci.'

Dramatyczny postęp pogłębi debatę nad tym, czy używać technologii edycji do ingerencji w ludzką pulę genów. Krytycy wyrazili obawy, że modyfikacja embrionów stwarza nieznane ryzyko dla dzieci i będzie chybionym krokiem w kierunku genetycznie zmodyfikowanych dzieci projektantów.

Medycznym uzasadnieniem dla przeprowadzenia modyfikacji linii zarodkowej – czyli zmiany embrionu – jest naprawa defektu genetycznego jeszcze przed urodzeniem, zapewniająca, że ​​cecha nie zostanie przekazana przyszłym pokoleniom. 'To całkowicie wyeliminowałoby mutację genu i tę chorobę z linii rodowej rodziny' - mówi Mitalipov.

Wcześniej z Chin pojawiły się trzy doniesienia o eksperymentach edycji genomu na ludzkich embrionach. Ale praca Mitalipova była znacznie szersza i obejmowała stworzenie około 150 ludzkich embrionów, znacznie więcej niż jakiekolwiek wcześniejsze badania.

W każdym przypadku komórki jajowe otrzymane od zdrowych dawców zapłodniono nasieniem jednego mężczyzny niosącego mutację kardiomiopatii.

Mitalipov mówi, że wierzy, że edycja genów może być wykorzystana jako narzędzie zapobiegawcze do obniżenia ryzyka życia noworodka z powodu szerokiej gamy chorób, w tym raka. Na przykład CRISPR może być wstrzykiwany do zarodków, aby naprawić mutacje w genie BRCA, które są związane z wysokim ryzykiem raka piersi i jajnika.

Niektórzy ludzie, których rodziny są dotknięte chorobą dziedziczną, twierdzą, że nie zawahaliby się zastosować tej technologii, gdyby była dostępna. 49-letnia Lisa Salberg, u której w wieku 12 lat zdiagnozowano tę samą genetyczną chorobę serca, mówi, że gdyby miała teraz dzieci, w ciągu minuty wybrałaby edycję genów.

Salberg, która jest założycielką Stowarzyszenia Kardiomiopatii Przerostowej, mówi, że jej ojciec cierpiał na chorobę i że jej córka również ją odziedziczyła. W wieku 12 lat powiedziano mi, że mogę umrzeć nagle i że nikt nic nie może na to poradzić, mówi. Nigdy nie wiedziałem, że jest zdrowy.

Sceptycy edycji linii zarodkowej twierdzą, że modyfikowanie genów w embrionach jest niepotrzebne. Dzieje się tak dlatego, że kobiety poddawane zapłodnieniu in vitro mogą zdecydować się na przedimplantacyjną diagnostykę genetyczną, test przeprowadzany na zarodkach IVF w celu ustalenia, czy są dotknięte mutacją genu.

W przypadku błędu genu MYBPC3, znanego jako zaburzenie autosomalne dominujące, połowa zarodków pary byłaby nosicielem choroby, a połowa nie. Dlatego lekarze mogą badać i przenosić tylko zdrowe zarodki.

Istnienie opcji testowania oznacza, że ​​edycja genów embrionów ma 'bardzo wąskie okno możliwości' - mówi Lluís Montoliu, badacz genomu z Narodowego Centrum Biotechnologii w Madrycie, Hiszpania. Według Society for Assisted Reproductive Technology, u kobiet w wieku od 35 do 40 lat diagnostyka przedimplantacyjna została zastosowana w około jednej na cztery próby zapłodnienia in vitro w USA w zeszłym roku.

Jednak Paula Amato, jedna z autorek badania i profesor położnictwa i ginekologii na Oregon Health and Science University, twierdzi, że naprawa embrionów zwiększyłaby liczbę zdrowych embrionów i potencjalnie doprowadziłaby do szybszego zajścia w ciążę.

W swoim badaniu naukowcy odkryli, że wydajność procesu edycji była największa, gdy CRISPR wstrzykiwano do komórek jajowych wraz z plemnikami. Kiedy to zrobiono, stwierdzono, że 42 z 58 edytowanych embrionów były wolne od mutacji kardiomiopatii przerostowej.

Innymi słowy, edycja CRISPR zwiększyła liczbę zdrowych embrionów z oczekiwanych 50 procent do około 72 procent. Pozostałe 16 embrionów zostało poddanych niechcianym insercjom lub delecjom genetycznym, co pokazuje, że technika edycji wymaga dalszej poprawy.

Naprawa genów we wczesnym okresie życia może również przynieść ogromne oszczędności dla społeczeństwa i systemu medycznego. Salberg może wymienić sześciu krewnych, w tym 19-letniego stryjecznego dziadka i 36-letnią siostrę, która zmarła wcześnie na tę chorobę. Wszczepiono jej już pięć defibrylatorów, doznała udaru mózgu, straciła część wzroku, a sześć miesięcy temu przeszła przeszczep serca. „Zaczynasz robić obliczenia, a CRISPR byłby znacznie tańszy” – mówi. „Gdybyś powiedział mi, że możemy cofnąć się do 1967 roku, a moja matka mogłaby przeprowadzić edycję CRISPR, aby usunąć mutację [kardiomiopatia przerostowa], żebym jej nie miał, to na tak wiele sposobów prowadziłbym zupełnie inne życie”.

Kardiomiopatia przerostowa dotyka około jednej na 500 osób i może prowadzić do nagłej niewydolności serca u osób pozornie zdrowych.

Jednak modyfikacja linii zarodkowej niewątpliwie stanie przed wyzwaniami wykraczającymi poza laboratorium, szczególnie w USA. Chociaż koncepcja została usankcjonowana przez organy naukowe w ograniczonych okolicznościach, National Institutes of Health nie finansuje badań na ludzkich embrionach, a Kongres USA zabronił żywności i Administracji Leków od zatwierdzenia jakichkolwiek badań klinicznych.

„Przed nami długa droga, zwłaszcza jeśli chcesz przeprowadzić to badanie w sposób regulowany. W tym momencie nie jest jasne, kiedy będziemy mogli ruszyć dalej” – mówi Mitalipov. „Będziemy wspierać przeniesienie tej technologii do innych krajów”.

Naukowcy twierdzą, że ich badania przyniosły kilka niespodzianek. Po pierwsze, proces montażu przebiegał w nietypowy sposób. Zarodki, którym wstrzyknięto CRISPR, wydawały się wykorzystywać zdrowy gen matczyny do kierowania korektą mutacji, ale ignorowały szablon DNA dostarczony przez naukowców.

Mitalipov twierdzi, że oznacza to, że procedura nie powinna być tak naprawdę nazywana edycją genów, ale jest bardziej wspomaganą formą naturalnej naprawy DNA. Argument ten oznacza, że ​​dzieci urodzone z takich embrionów nie mogą, ściśle rzecz biorąc, być uważane za genetycznie zmodyfikowane.

ukryć