Насколько мы близки к редактированию генов в человеческих эмбрионах?

Международный саммит по редактированию генома человека рекомендовал продолжать исследования по редактированию генов человеческих эмбрионов, но регулярно пересматривать допустимость и условия применения таких модификаций в клинике. Решение было принято после призывов некоторых учёных к мораторию на такие исследования.

Редактирование зародышевой линии человека — клеток, формирующих сперматозоиды и яйцеклетки, — принципиально отличается, так как изменения в этих клетках наследуются будущими поколениями и становятся постоянной частью генома человека.

Прогресс в лаборатории

Исследовать ранние стадии развития эмбриона в утробе невозможно. Поэтому в лабораториях, таких как наша, эту проблему изучают на мышах, а также выращивая человеческие клетки в культуре. Так удалось выявить некоторые ранние генетические события, которые «определяют» превращение стволовой клетки в клетку зародышевой линии.

Широкое распространение технологий редактирования генов, таких как CRISPR/Cas9 (быстрый, простой и невероятно точный метод), вместе с новыми способами изучения зародышевых клеток в лаборатории, даёт реальный шанс учёным и обществу оценить целесообразность таких вмешательств до возможного причинения вреда.

Уже сейчас можно создавать человеческие «примордиальные зародышевые клетки» (предшественники яйцеклеток и сперматозоидов) из эмбриональных стволовых клеток. Это деликатная и трудоёмкая процедура, и полученные клетки не выживают на поздних стадиях развития. Однако удалось показать, что ранние этапы развития этих клеток у человека и мыши различаются. Это важно, так как предыдущие данные в основном были получены на мышах и не могут быть полностью экстраполированы на человека.

В прошлом году также удалось получить примордиальные зародышевые клетки из взрослых соматических клеток, например, клеток кожи. Клетки перепрограммируют обратно в стволовые, а затем с помощью химических факторов «перенаправляют» в зародышевые.

Хотя эти клетки тоже живут недолго, эксперименты показали, что при введении в семенники или яичники мышей они могут продолжить развитие и созреть в сперматозоиды или яйцеклетки. Такие мыши смогли дать здоровое потомство, что открывает перспективу создания живых существ из перепрограммированных клеток кожи. По этой причине логично проводить аналогичные исследования на приматах. Дальнейшая работа может позволить полностью вырастить рабочие сперматозоиды и яйцеклетки в чашке Петри.

Готовый план?

Уже существует потенциальный шаблон для редактирования человеческой зародышевой линии. Методы секвенирования генома могут обеспечить дополнительные проверки, чтобы исключить непреднамеренные мутации или «внецелевые» эффекты во время редактирования.

Более того, если из примордиальных зародышевых клеток удастся вырастить жизнеспособные сперматозоиды и яйцеклетки в лаборатории, их можно будет использовать для создания оплодотворённых эмбрионов. Такие «преимплантационные» эмбрионы можно дополнительно протестировать (как это рутинно делается при ЭКО), чтобы в матку переносить только эмбрионы, свободные от конкретных мутаций.

Как это могло бы работать в клинике? Например, для женщины с болезнетворной мутацией, которая не хочет передавать её ребёнку. Взяв клетку её кожи, её перепрограммируют в примордиальную зародышевую клетку, редактируют в ней ДНК, удаляя мутировавший ген. Затем эту клетку развивают в яйцеклетку, используют для создания эмбриона методом ЭКО, проверяют и переносят обратно в матку. Ребёнок и все его последующие потомки будут свободны от мутантного гена.

Есть причина, по которой саммит, тщательно взвесив последствия, всё же рекомендовал продолжать исследования. Без дальнейшего углубления знаний о фундаментальных процессах раннего развития зародышевых клеток и эмбрионов — начиная с более длительного выращивания этих клеток в культуре — мы не поймём, что можно, а что нельзя безопасно достичь с помощью новых технологий редактирования генов. До того момента, когда мы сможем предоставить обществу необходимые биологические доказательства для обсуждения целесообразности этих технологий, ещё далеко.