Как попытки редактировать геном человека претворяются в жизнь

Об эффективной технологии под названием CRISPR, позволяющей редактировать геном, давно слышно в новостях. Но не всегда новости были хорошими: китайский ученый в прошлом году шокировал общественность, заявив, что он использовал CRISPR для создания генетически модифицированных детей.

Ученые долго надеялись, что CRISPR — это технология, которая позволяет осуществлять высокоточные модификации ДНК, это несомненно помогло бы вылечить многие заболевания. И сейчас ученые делают первые реальные шаги на пути к исполнению мечты.

Например, NPR (National Public Radio, Национальное общественное радио) удалось выяснить, что американский проект по изучению применения CRISPR для лечения рака, который был одобрен в университете Пенсильвании в Филадельфии, уже стартовал. Официальный представитель университета в понедельник утвердил, когда впервые два пациента были вылечены с использованием технологии CRISPR. У одного пациента была множественная миелома, а у другого — саркома. У обоих случился рецидив после прохождения стандартного лечения.

Раскрытие информации произошло, когда несколько других испытаний технологии CRISPR на людях стартовали или были готовы стартовать в США, Канаде и Европе, чтобы проверить эффективность технологии CRISPR в лечении ряда заболеваний.

«2019 год — это год, когда страховочные колеса снимаются и мир может увидеть все возможности технологии CRISPR в самом лучшем свете», — говорит Федор Урнов, ученый-генетик, занимающийся редактированием генома в Исследовательском институте биомедицинских наук в Сиэтле и Калифорнийском университете в Беркли.

Здесь освещены самые важные события года, касаемые исследований CRISPR, а также ответы на общие вопросы о ней.

Что именно из себя представляет CRISPR?

CRISPR — новый вид генной инженерии, который позволяет ученым с невозможной ранее легкостью редактировать ДНК. Исследователи считают, что CRISPR могла бы в корне изменить подходы к лечению и профилактике заболеваний. К примеру, CRISPR могла бы позволить ученым устранять генетические дефекты или использовать генетически модифицированные клетки в лечебных целях.

Традиционная генотерапия использует вирусы, чтобы внедрить новые гены в клетки и тем самым попробовать лечить болезнь. Лечение при помощи CRISPR избегает использования вирусов, которые вызывали проблемы с защитой в прошлом. Вместо этого она изменяет саму молекулу ДНК при помощи направленных молекулярных инструментов. Эту технологию сравнили с функцией «копировать-вставить» в программе обработки текстов, так как она позволяет ученым удалять и изменять определенные гены, вызывающие проблемы.

Это та самая технология, вызвавшая недавний скандал, когда ученый из Китая отредактировал гены двух человеческих эмбрионов?

Существует большая разница между медицинским исследованием, которое мы обсуждаем, и тем, что сделал ученый из Китая. Он использовал CRISPR, чтобы редактировать гены человеческих эмбрионов. Это означает, что те изменения, что он внес, отразятся на последующих поколениях. И он сделал это прежде, чем это признали безопасным. В действительности, были сделаны заявления о необходимости моратория на внесение изменений, которые способны передаваться по наследству.

Для лечения заболеваний изменения вносятся только в молекулу ДНК отдельных пациентов. То есть такое редактирование генов не инициирует антиутопические страхи о переконструировании человеческой расы. Также предусмотрена тщательная подготовка таких исследований, чтобы избежать неожиданных последствий.

Что сейчас происходит с новыми или запланированными испытаниями?

Наконец, мы достигли момента, когда CRISPR выходит за пределы лаборатории — в клиники всего мира.

На текущий момент было проведено относительно небольшое количество исследований об использовании CRISPR для лечения болезней. И почти все эти исследования были проведены в Китае и были направлены на лечение разных форм рака.

Сейчас в университете Пенсильвании проходят клинические испытания относительно использования CRISPR-технологии в лечении рака. Это включает забор клеток иммунной системы у пациентов, модификацию клеток в лаборатории и введение модифицированных клеток обратно в организм пациента.

Есть надежда, что модифицированные клетки смогут захватывать и разрушать клетки рака. Никакой другой информации о том, насколько успешно это может работать, не было получено. Исследование было одобрено для лечения 18 пациентов.

«Открытия, сделанные в процессе этого исследования, будут обнародованы в соответствующее им время на медицинской конференции или в рецензированной публикации», — написал официальный представитель университета в электронном письме NPR.

Помимо исследований о раке, ученые из Европы, США и Канады запускают по меньшей мере полдюжины тщательно продуманных проектов, направленных на исследование использования CRISPR технологии для лечения множества других болезней.

Для каких еще болезней пытаются найти лечение?

Дизайн двух исследований, спонсируемых компаниями CRISPR Therapeutics в Кембридже, Массачусетс, и Vertex Pharmaceuticals в Бостоне, рассчитан на лечение генетических болезней крови. Один для лечения серповидноклеточной анемии, другой — для бета-талассемии.

Фактически, первый пациент с бета-талассемией недавно лечился в Германии. Вскоре большее количество пациентов смогут отредактировать свои клетки крови, используя CRISPR, в этой больнице и во второй клинике в Германии, а затем в медицинских центрах в Торонто, Лондоне и, возможно, в других местах.

Первые пациенты с серповидноклеточной анемией могут в скором времени получить модифицированную ДНК клеток их крови, в Нэшвилле, Теннесси, Сан Антонио и Нью-Йорке.

А с помощью другого исследования, спонсируемого Editas Medicine из Кембриджа, штат Массачусетс, попытаются излечить наследственную форму слепоты, известную как врожденный амавроз Лебера.

Это исследование заслуживает внимания, поскольку ученые впервые пытаются использовать CRISPR для редактирования генов, находящихся в человеческом теле. Другие исследования включают забор клеток у пациентов, редактирование ДНК этих клеток в лаборатории, а затем введение модифицированных клеток обратно.

Наконец, в этом году в Техасе, Нью-Йорке и других местах могут начаться еще несколько исследований рака в США, чтобы попытаться вылечить опухоли путем генетической модификации клеток иммунной системы.

Что может пойти не так в случае использования CRISPR? Есть ли поводы для беспокойства?

Всякий раз, когда ученые пробуют что-то новое и мощное, это всегда вызывает опасения, что что-то может пойти не так. В первые годы использования генотерапии опасались больших провалов, таких как в случае с Джесси Джелсингером, который умер от побочного эффекта лечения.

Большое беспокойство по поводу CRISPR заключается в том, что редактирование может произойти неправильно, вызывая непреднамеренные изменения в ДНК, которые могут вызвать проблемы со здоровьем.

Есть также некоторая обеспокоенность в связи с этой новой волной исследований, потому что они первыми получили одобрение, не пройдя дополнительный уровень контроля со стороны Национальных институтов здравоохранения. Это произошло из-за того, что Национальный институт здравоохранения и Управление по санитарному надзору за качеством продуктов и медикаментов США поменяли свою политику, заявив, что только в некоторых исследованиях требуется дополнительная проверка.

«Каждому человеку на планете стоит надеяться, что эта технология сработает. Но она может как сработать, так и не сработать. Это всегда неизвестно», — говорит Лори Золот, специалист по биоэтике в Университете Чикаго, — «Это эксперимент, поэтому вам необходим сильный уровень защиты. И вам нужно думать о будущем, оценив с точки зрения этики, как вы делаете эту работу».

Ученые, проводящие эти исследования, утверждают, что они провели тщательные предварительные исследования и их проекты прошли тщательный контроль с научной и этической стороны.

Когда будет известно, работают ли какие-либо из этих методик лечения с использованием CRISPR?

Все эти исследования носят предварительный характер и направлены в первую очередь на проверку того, безопасно ли это. Тем не менее, ученые все еще в поиске подсказок о том, как они могут помочь пациентам. Но пройдет много лет, прежде чем любое лечение CRISPR станет широко доступным.