Китайские ГМО-дети. Почему за такими "мутантами" будущее

В конце прошлого века учёные обнаружили в ДНК бактерий повторяющиеся фрагменты. Долгое время никто не понимал, для чего они нужны, но их назвали CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats — короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами). Уже в начале XXI века микробиологи выяснили, что CRISPR является частью продвинутой иммунной системы, которую простейшие используют для борьбы с вирусами.

Каждый раз, когда бактерия справляется с вирусом, она сохраняет фрагменты его гена в своей ДНК. Те части ДНК, в которых хранятся куски вирусов, и есть CRISPR. Информация о "враге" хранится на случай нового нападения. Когда вирус атакует бактерию повторно, она выделяет белок Cas9 и РНК-копию CRISPR. Cas9 берёт эту копию, сравнивает её с генетическим материалом вируса и разрезает его, если есть совпадение. Таким образом, каждая новая клетка бактерии устойчива к болезни, которой переболел её предок.

В дальнейшем микробиологи научились использовать механизм, который применяют бактерии, в клетках любых живых организмов. Более того — учёные смогли его усовершенствовать: теперь CRISPR/Cas9 служит не только для естественного и точного разрезания ДНК, но и для столь же естественной замены в ней фрагментов.

Разница в технологиях. По факту — CRISPR-дети, созданные китайским учёным, являются генетически модифицированными организмами. Они, если верить Хэ, полностью здоровые. Раньше такое было трудно представить, поскольку технологии были гораздо грубее.

В прошлом учёные просто подсаживали новую ДНК-часть в клетки. Как она встроится в существующую цепочку, предугадать было сложно. Такой способ был эффективным только для получения новых свойств. Например, для выработки витамина А в рисовых зёрнах. Однако для "починки" гена старая технология не годится. К тому же у бывшего способа вмешательства в клетки были серьёзные побочные эффекты: встраиваясь неудачно, донорская ДНК вызывает блокировку гена-реципиента. Последнее приводит к сбою той или иной функции организма.

Cas9 же работает более предсказуемо: направленно и точно, ввиду природных механизмов клетки.

Отредактировав ген в эмбрионе животного или растения, можно лишить его ряда свойств. Или, наоборот, их добавить. Из того же арахиса, например, можно удалить ген аллергена. А в качестве "улучшения" животных учёные часто упоминают малярийных комаров, от которых в Африке ежегодно заражаются миллионы людей. Дескать, гены насекомых можно отрегулировать так, чтобы комары стали невосприимчивыми к малярийному плазмодию, что перестанет делать их переносчиками.

В конце концов, человек как организм тоже может извлечь выгоду из CRISPR. Например, если в клетке эмбриона отредактировать ген, который отвечает за наследственную болезнь, он сам и его род может от неё избавиться навсегда. Учёные, например, уже умеют идентифицировать и модифицировать гены ВИЧ (CCR5), гипертрофической кардиомиопатии (MUBPC3) и не только. Также популяризаторы науки часто грезят о "дизайнерских детях". Представьте, что вы можете попросить врача не только отключить ген ВИЧ, как это сделал Дзянькуй, но и попросить его настроить цвет глаз, волос, уровень интеллекта и не только.

Да, но не среди людей. Доцент Корнеллского университета Джойс Ван Эк в октябре этого года сообщил об успешном "улучшении" физалиса, плоды которого у нас являются не самым доступным десертом. Физалис трудно выращивать, поскольку он довольно сильно разрастается, но даёт мало плодов размером с вишенку. Эк путём редактирования генов сделал так, что ягода начала расти более компактно. Но это не столь важно, поскольку главное — биоинженеру удалось увеличить плодовитость среднего куста на 50% и сделать ягоды крупнее.

Пока настройка внешности детей остаётся делом будущего, внешность цветков учёные уже меняют. В Японии, например, исследователи Цукубского университета отредактировали эмбрион ипомеи и сделали так, чтобы его цветок был не фиолетовым, а белоснежно белым.

Исследователи из компании eGenesis учатся выращивать свиней, которые могут стать донорами для человека. Так уж случилось, часть внутренностей человека и свиньи — вроде почек и сердца — довольны похожи. Однако прямо сейчас пересаживать органы никто не берётся в том числе и потому, что свиньи носят десятки опасных ретровирусов, которые приживаются в человеке. Специалисты eGenesis задались целью вырастить поросят без этих болезней, отредактировав их гены ещё на стадии эмбрионов. Они уже произвели на свет 37 здоровых поросят, у которых "вырезали" 25 вирусов.

Более того, неизлечимо больным людям CRISPR тоже помогает. Например, в конце 2017 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), местный аналог Минздрава, одобрило выпуск и использование препарата Luxturna, который, лечит от одного из видов наследственной слепоты. Лекарство содержит в себе "включатель" гена RPE65, который отвечает за работу светочувствительных клеток глаза. В этом же году в Штатах одобрили использование генной терапии для лечения некоторых видов лимфом. У половины пациентов при её использовании наступала полная ремиссия. Также в 2017-м в США разрешили лечить с помощью CRISPR лейкоз. Лекарство Kymriah обладает 83-процентной эффективностью. Однако ввиду возможности появления серьёзных побочных эффектов терапию прописывают только пациентам с острой формой заболевания старше 25 лет и только если другие средства не помогли. Курс, к слову, не из дешёвых — 475 тыс. долларов.

Особенно активно исследуют возможность лечения онкологических заболеваний посредством CRISPR в Китае. Причём довольно давно. Например, журналисты Wall Street Journal выяснили, что попытки лечить рак через CRISPR там предпринимались ещё в 2015 году. Однако об эффективности методики известно мало. Журналисты пронюхали только то, что 15 из 86 пациентов скончались.

— Китайские учёные уже давно занимаются активным изучением и практическим внедрением генной инженерии. Пару лет назад именно в Китае впервые внесли генетические правки в эмбрионы человека (тогда ещё без выращивания из этих эмбрионов детей). Ещё в 2003-м в Китае была одобрена первая генная терапия от некоторых онкологических заболеваний, основанная на доставке в раковые клетки гена, запускающего клеточное самоубийство, — говорит старший научный сотрудник Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН и популяризатор науки Александр Панчин.

Несмотря на то что CRISPR/Cas9 существенно эффективнее былых инструментов, совершенной она не является. Дело в том, что Cas9, несмотря на свою прелесть, не может похвастаться ювелирной точностью. Делая разрыв в нужном месте, он может вызвать дефекты в других. А каждый разрыв — это вероятность появления мутации. Причём, если в нужном месте мутации провоцируются ожидаемые, то результаты разрывов в других местах никто предугадать не может. Взять, например, обесцвечивание цветов в Японии. С помощью обсуждаемой технологии успешно изменить гены удалось только в 75% случаев. Понятное дело, когда речь заходит о модификации человеческого зародыша, этот элемент случайности неприемлем.

Во многом и из-за этого эксперимент Цзянькуя Хэ и не одобряется экспертами. Ведь если сиюминутно побочных эффектов не произошло, то это не значит, что их не будет в будущем. Причём в будущем, которое захватывает не одно, а несколько поколений CRISPR-детей. Учёные не хотят запускать поколение отредактированных людей, пока не будут уверены, что это абсолютное благо.

Зная про смелые эксперименты Китая, можно предположить, что именно там появится совершенная нация людей, устойчивая к болезням и с улучшенными характеристиками. Ведь они пренебрегают этикой и уже выращивают CRISPR-детей. Однако на деле не всё так просто. Судя по последним новостям, власти Поднебесной действительно позволяют учёным чуточку больше, чем остальные цивилизованные страны. Но эксперименты с жизнеспособными эмбрионами и для них — острый вопрос. Во всяком случае, когда стало известно о работе Дзянькуя, все его исследования были заморожены.

— Китай может сильно уйти вперёд, но про нацию генетически модифицированных людей — это фантастика, — уверен Панчин.