Человек редактированный, или Биомедицина будущего - Киселев Сергей Владимирович

Девятнадцать мутантных отпрысков были тщательно исследованы учеными. У мартышек были обнаружены только те генетические изменения, которых они добивались, а в других местах никаких изменений не оказалось, что указывает на высокую точность редактирования.

Это генетическое редактирование, проведенное на уровне яйцеклетки, было первой работой, которая показала, что если данный процесс вообще можно проводить на приматах, то технология полностью готова для проведения генетического редактирования генома человека, причем такого, при котором внесенные изменения станут наследуемыми.

Следующего шага долго ждать не пришлось. Уже в 2015 году вышла новая работа китайских ученых, в которой они сообщили о результатах проведенного генетического редактирования на эмбрионах человека. В опубликованной статье было сказано, что большинство эмбрионов после их геномного редактирования оказались нежизнеспособными, а с остальными эксперимент был прерван на стадии четырнадцатого дня развития эмбриона, причем большинство из них погибло даже раньше. Тем не менее этот эксперимент вызвал бурный взрыв эмоций со стороны научных сообществ, в первую очередь американского. Ученые из США возмущались громче всех, доказывая, что это неэтично, что человечество к таким экспериментам еще не готово, надо проверить получше, изучить более тщательно, провести дополнительные исследования.

Наверное, это отчасти правильно. Чем больше мы проведем исследований, прежде чем применить что-то непосредственно на человеке, тем лучше, все-таки человек — не обезьяна. Но все равно когда-то придется переходить на человека и применять разработанные на животных технологии. А неудовольствие американских ученых этим первым экспериментом, скорее всего, было вызвано тем, что «кто-то» опередил США.

В декабре 2015 года в США состоялся 1-й Международный саммит по редактированию генома человека. Организаторами являлись США, Великобритания и Китай, присутствовали ученые из разных стран. В отличие от Асиломарской конференции 1975 года, российских представителей там не было. На саммите 2015 года участники конференции договорились, что на настоящий момент клиническое использование отредактированных эмбрионов человека является безответственным.

Такое решение не было первым. Еще в конце 2014 года Организация Объединенных Наций выпустила декларацию, к которой присоединился ряд стран, в том числе и Россия, о том, что нельзя использовать геномное редактирование для клеток человека, которые могут попасть в зародышевый путь. Но в китайской работе 2015 года по редактированию эмбрионов человека генетическая информация уже могла бы сохраниться, если бы эмбрионы не погибли или их развитие не было специально остановлено. Саммит 2015 года был созван, чтобы, так сказать, сверить часы. По его результатам было принято решение, что эмбрионы человека редактировать не стоит...

Однако в 2017 году вышла работа американских ученых именно по генетическому редактированию эмбриона человека, выполненная под руководством одного из ведущих ученых-эмбриологов мира Шухрата Миталипова, в свое время получившего образование в СССР.

За этим ученым признано несколько больших технологических прорывов. В частности, он был первым в мире человеком, который совершил терапевтическое клонирование приматов. Он же впервые в мире в 2012 году клонировал эмбрион человека. Это было не репродуктивное клонирование с целью рождения нового человека, а терапевтическое клонирование для получения эмбриональных стволовых клеток, полностью идентичных донору генетического материала.

Целью исследования 2017 года было внесение исправлений в некую патогенную мутацию. Сначала коллектив Миталипова пытался идти по пути своих китайских коллег и производить геномное редактирование на уровне зиготы, когда яйцеклетка уже оплодотворена сперматозоидом и там присутствуют два генома — отцовский и материнский. Но оказалось, что при последующих делениях получается целый набор различных вариантов клеток, отличающихся своим геномом. Бывает, например, так, что все клетки в многоклеточном эмбрионе оказываются несущими нужные исправления. Возможен и совершенно другой вариант: получаются эмбрионы, в которых вообще нет никаких генетических исправлений. Но самое плохое — когда образуется смешанный вариант (он называется мозаик), в котором присутствуют различные геномы; это значит, что в получившемся многоклеточном эмбрионе часть клеток несет генетические исправления, а другая часть — не несет.

Последний вариант хуже всех, потому что впоследствии эти клетки продолжают деление и с определенного момента начинают специализироваться: какие-то идут в клетки зародышевого пути, другие начинают формировать сердце, образуют закладки мозга, крови, пищеварительного тракта и других органов тела. А вот в какую ткань попадет клетка с каким геномом — совершенно непредсказуемо. И получится, что уже во взрослом организме клетки с исходной мутацией будут, скажем, наблюдаться в коже, но отсутствовать в крови. Или, к примеру, в сердце они могут и присутствовать, и отсутствовать. Это значит, что совершенно четкой картины мы не получим и не сможем сказать, каков вклад мутации, исправили мы ее или нет. Группа Шухрата Миталипова поставила перед собой задачу преодолеть эту проблему — сделать так, чтобы все эмбрионы на стадии сотни клеток были однородными, не мозаичными. Для этого генетический редактор вводился в ооцит на разных стадиях оплодотворения. Оказалось, чтобы получить единообразный эмбрион, лучше делать генетическое редактирование еще на стадии яйцеклетки — до того, как произошло оплодотворение отцовским геномом. Вероятно, здесь работают какие-то определенные механизмы, приводящие к более эффективному геномному редактированию.

В своих работах на приматах китайские исследователи проблем мозаичности не наблюдали. Почему такая разница в результатах китайских и американских ученых? В первую очередь надо понимать, что каждый исследователь использует свои условия, которые хоть немного, но отличаются (как минимум, это собственные глаза и руки). Немножко различаются и используемые реактивы, поскольку они выпускаются разными фирмами, изготовлены в разные годы, по-разному хранились (это «немножко» может на самом деле оказывать большое влияние). Исследования некоторых групп, проведенные позже, не совсем подтвердили точку зрения Миталипова и его коллег относительно того, что лучше редактировать геном яйцеклетки до оплодотворения. Ничего драматичного нет в том, что по каким-то неустранимым причинам результаты оказываются не полностью воспроизводимыми. К тому же надо иметь в виду, что работа очень сложна, поскольку ведется на живых системах, которые исключительно гибки, и действие многих внешних факторов нам трудно заранее предсказать.

Итак, можно сказать, что, несмотря на принятые самими учеными ограничения, работы с эмбрионами человека активно продолжались и усложнялись, хотя и были исключительно экспериментами в пробирке, in vitro. В США, Англии и еще нескольких странах Европы действовал категорический запрет на геномное редактирование эмбрионов человека с их последующей имплантацией.

Наиболее грамотную политику в плане всех новых технологий, в том числе геномного редактирования, проводил Китай: эти работы не были полностью запрещены, но для них были установлены некие внутренние правила. И хотя они подлежали определенным согласованиям и разрешениям, запреты были минимальны, поэтому исследования развивались стремительно. Глядя на успехи применения технологии геномного редактирования в Китае, американские регуляторы в 2017 году несколько снизили строгость своего запрета на редактирование эмбриона человека. Они уже допускали, что с большой вероятностью исследования по редактированию наследственных заболеваний на уровне эмбриона человека могут быть совершены в будущем при серьезной патологии у людей.

Причина этого послабления простая: наука не стоит на месте, и этот вопрос все равно придется решать. Делать пока ничего нельзя, но запрещать себе даже думать о генетическом редактировании на уровне эмбриона для лечения наследственных заболеваний уже непростительно. Таким образом, американский регулятор FDA сделал первый шаг, позволив ученым «думать». А в середине 2018 года уже британский регулятор выпустил очередную брошюру, в которой отмечалось, что редактирование эмбриона при наследственном заболевании может быть приемлемо при некоторых обстоятельствах. Это была гораздо более приближенная к жизни формулировка, чем в США, поскольку не содержала расплывчатых указаний на вероятные действия в неопределенном будущем. Великобритания допускала, что в обозримые сроки этот вопрос каким-то образом точно будет решен.