Быстрый, точный, сравнительно легкий в применении метод CRISPR-Cas9 сделал генное редактирование более эффективным. В то же время, становится реальностью редактирование фундаментальной наследственности человека, – что размывает многие этические барьеры, воздвигнутые для предотвращения безответственного экспериментирования с нашим геномом.
«Этические дебаты о том, что сегодня называют редактированием человеческих генов, продолжаются уже более полувека. И на протяжении почти всего этого времени существовал консенсус касательно моральных границ между редактированием соматических клеток и вмешательством в зародышевую линию генов».
Доктор Джон Г. Эванс, содиректор Института практической этики при Калифорнийском университете, Сан-Диего, США
Профессор Дж. Г. Эванс, известный специалист в области этических аспектов науки, опубликовал в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) эссе, – где с тревогой говорит, в частности, о том, что многие из доселе незыблемых биоэтических принципов и запретных границ стали незаметно «растворяться» на фоне триумфального пришествия CRISPR.
Эванс не одинок в своих тревогах. Растущее число экспертов обращает внимание на то, что моральный запрет, четко разделявший научные исследовании в области редактирования т.н. зародышевой линии от опытов по терапевтическому редактированию соматических клеток, заметно ослабевает в последние годы. (Гены зародышевой линии, – англ. «germline genes», – обеспечивают принадлежность потомства к родительскому биологическому виду и наследование базисных его свойств. Гены, не входящие в зародышевую линию и отвечающие, приближенно говоря, за индивидуальные морфологические черты, называют соматическими. – Прим. Лахта Клиники).
В 2018 году весь мир всколыхнули сообщения из Китая, где Хе Дзяньки с применением CRISPR генетически изменил человеческие эмбрионы, что привело к рождению близнецов по имени Лулу и Нана, – и сделало как никогда актуальными вопросы политики в сфере редактирования зародышевой линии. Как и следовало ожидать, первым делом на Хе Дзяньки обрушилось всеобщее осуждение, проклятия, всевозможные обвинения в «антигуманных экспериментах на людях». Однако его работа имела и другой эффект: стало очевидным, что прежние негласные запреты уже не работают и пора от консенсусных умолчаний переходить к спокойному обсуждению возможностей и конкретных методов регуляции подобных исследований. Политики сменили тон на более мягкий, и тут выяснилось, что в научном мире уже давно растет интерес к манипуляциям с генетическими секвенциями зародышевой линии ДНК.
«В настоящее время, … несмотря на шумиху вокруг работы Хе Дзяньки по вмешательству в процессы гестации и рождению генно-модифицированных близнецов в Китае, руководство Второго Международного саммита по вопросам редактирования зародышевой линии имплицитно согласилось с этим специалистом в том, что вторжение в зародышевую линию, в принципе, допустимо, – если оно осуществляется [по медицинским показаниям] с соблюдением всех мер предосторожности и безопасности для человека. Действительности, комиссия Национальной медицинской академии, Национальной академии наук США, а также Королевское научное общество Великобритании недавно разработали «трансляционный путь для ответственного применения» методов редактирования зародышевой линии».
Джон Г. Эванс
Термин «генное редактирование» фактически обобщает несколько существующих технологий, позволяющих ученым «переписывать» сегменты в генетическом коде различных организмов. Секвенции в ДНК могут быть удалены, дополнены или модифицированы практически в любом участке генома. От прочих технологий метод CRISPR-Cas9 отличается более высокой скоростью, эффективностью и простотой реализации. Именно CRISPR биологи все чаще называют «новым горизонтом открывающихся возможностей».
Но метод CRISPR только кажется высокотехнологичным современным изобретением. На самом деле он появился не в лаборатории, – это адаптация естественной системы редактирования генома, обнаруженной у бактерий и архей. Эти микроорганизмы способны буквально «красть» ничтожно малые последовательности генетического материала у вирусов, которые их инфицируют, и затем использовать эти секвенции для создания новых сегментов ДНК, которые получили название CRISPR-массивы. Это позволяет бактериям и археям эффективно отвечать на будущие вторжения вирусов, «запоминая и узнавая», контратакуя и уничтожая их. Во многих отношениях этот механизм напоминает гораздо более сложную «генную память» В- и Т-клеток иммунной системы млекопитающих.
Как известно, за совместную работу по совершенствованию метода CRISPR-Cas9 Дженнифер Дудна (Калифорнийский университет в Беркли, США) и Эммануэль Шарпантье (Институт Пастера, Париж, Франция) в 2020 году получили Нобелевскую премию в области химии. Первоначально технология была разработана испанским биологом Фрэнсисом Мохика, профессором Университета Аликанте, и названа его именем, однако он не был включен в число Нобелевских лауреатов.
Дж. Г. Эванс тем временем подчеркивает в своей публикации, что в начале 2010-х годов, когда была осознана вся мощь CRISPR как инструмента лабораторного редактирования, «зародышевая линия все еще казалась навеки неприкосновенной для модификаций. И лишь после того, как были преданы гласности первые лабораторные эксперименты по редактированию зародышевой линии человека, все больше влиятельных научных групп стали выступать с заявлениями о недопустимости нарушения барьера между «соматическим» и «зародышевым» редактированием, – ссылаясь на незыблемую ценность принципа непричинения вреда».
«Инструменты генетического редактирования становятся все более мощными, и нам давно пора сосредоточиться на вопросах о том, ЗАЧЕМ мы их используем, – учитывая непреходящие общечеловеческие ценности. В противном случае мы рискуем скатиться к очень опасному принципу «делай всё, что может быть сделано!»».
Джон Г. Эванс
По материалам сайта Medical Xpress
Примечание Лахта Клиники. Иной комментарий к материалу оказывается более лаконичным и точным, чем собственно текст. В данном случае один из посетителей сайта Medical Xpress оставил под статьей задумчивую фразу, которая в переводе звучала бы так: «Дорога в небеса или дорога в ад. Кто знает…».
1Влиятельная научная группа полагает, что исследователям должно быть разрешено искусственное культивирование человеческих эмбрионов в лабораторных условиях на период более двух недель, и рекомендует поднять верхний предел в ныне действующем т.н. «правиле 14 дней».
Согласно разъяснениям авторитетного ресурса STAT, правило 14 дней заключается в строгом ограничении времени выращивания лабораторных эмбрионов человека, – во избежание этических дилемм, неизбежно возникающих по мере того, как ткани созревают и становятся все более и более человеческими. Некоторые страны, включая Австралию и Великобританию, пошли на то, чтобы закрепить это правило на уровне государственного законодательства; другие же, в т.ч. США, реализуют запрет через регуляторные и контролирующие исследовательские органы. В прошлом, однако, ученым приходилось прилагать огромные усилия для того, чтобы поддерживать жизнеспособность эмбриона хотя бы на период этих двух недель, и удавалось это далеко не всегда.
В настоящее же время техники культивирования живых клеток настолько усовершенствовались, что эмбрионы могут оставаться жизнеспособными и за пределами разрешенного срока.
26 мая 2021 года Международное общество исследования стволовых клеток (ISSCR) выпустило новые рекомендации, где содержится заявление о необходимости разрешить ученым культивирование эмбрионов на более продолжительный период.
«Существуют очень веские причины для такого рода исследований. Лишь одним из множества примеров может служить необходимость изучения патогенеза инфертильности, выкидышей и врожденных дефектов. И людям не стоит бояться подобных исследований, если применяются надежные механизмы надзора и контроля».
Роберт Ловелл-Бадж, специалист в биологии развития (Институт Фрэнсиса Крика, Лондон), председатель рабочей группы по созданию рекомендаций.
В период между 14 и 28 днями после оплодотворения эмбрион начинает строить ткани из множества различных типов клеток, и формируется плацента. Но, поскольку многие женщины обнаруживают у себя беременность позже 28-дневного срока, этот период очень затруднительно изучать in vivo. Пробел может быть заполнен именно исследованиями эмбрионов in vitro, в условиях искусственного лабораторного развития.
«Когда вы задаете вопросы о том, насколько это этично, вы должны также задать и обратный вопрос: а этично ли отказываться от важнейших исследований, если они возможны? И во многих отношениях вы могли бы аргументированно ответить, что неэтичным является именно отказ».
Роберт Ловелл-Бадж
По сообщениям ресурса NPR, обновленные рекомендации ISSCR теперь будут изучаться регуляторными органами по всему миру, с тем чтобы эксперты смогли определиться, следует ли принять и как реализовать предлагаемые новые принципы.
«Это отнюдь не означает, что уже включен зеленый свет для всех групп, исследующих эмбриональное развитие в лабораторных условиях. На сегодняшний день нарушение правила 14 дней остается безответственным и незаконным. Все, к чему мы призываем, – это широкий двусторонний диалог по вопросу возможного пересмотра лимитов, действующих в отношении культивирования человеческих эмбрионов».
Кэти Найякан, биолог (Кембриджский университет и Институт Фрэнсиса Крика), член рабочей группы по созданию рекомендаций.
Далеко не все ученые и специалисты в области биоэтики соглашаются с новыми рекомендациями ISSCR.
«Меня глубоко тревожат подобные предложения. Отныне под угрозой оказываются все принципы уважения к человеческому эмбриону»
Дэниэл Салмэси, эксперт по вопросам биоэтики.
Хэнк Грили, специалист в области биоэтики из Стэнфордского университета, воспринимает новые рекомендации более сдержанно и, в принципе, поддерживает их, однако выражает обеспокоенность тем, что авторы не указали никакой конкретной точки остановки: «Если вам не задан конечный предел, будете ли вы культивировать эмбрион до 20 недель? До 24 недель? Или конечная точка задается только жизнеспособностью эмбриона?»
Альта Чаро, занимающаяся биоэтическими проблемами на юридическом факультете Висконсинского Университета в Мэдисоне, отмечает, что новые рекомендации открыли дверь для вопросов такого рода, которые теперь послужат почвой для дебатов в научном сообществе: «До сих пор это даже не обсуждалось, – что ж, пришло время обсуждать».
Более подробные сведения о том, когда и почему появилось «правило 14 дней», можно найти на сайтах STAT, NPR и Nature News.
По материалам сайта Live Science
Согласно выкладкам и выводам к статье, опубликованной 25 мая 2021 года в журнале Nature Communications, люди способны достигать возраста в пределах от 120 до 150 лет, – но не более того.
Результаты математического моделирования показывают, что по достижении некоего возрастного лимита организм человека должен полностью утрачивать способность к восстановлению после любых стрессов, включая болезни и травмы, что будет неизбежно результировать смертью. Теоретически человек смог бы проживать и более долгую, причем вполне здоровую жизнь, – но лишь при условии, что будут разработаны эффективные методы повышения «эластичности» и сопротивляемости организма. [Речь в статье идет о свойстве, которое в английском языке выражается словом «resilience» – упругая эластичность, способность восстанавливать первоначальную форму после внешних деформирующих воздействий. – Прим. Лахта Клиники].
Подобные исследования всегда «…опираются на исторические и современные данные, собранные в различных популяциях людей», – говорит Джудит Кампизи, профессор Института Бака по исследованию старения в Новато, старший научный сотрудник Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (штат Калифорния, США). Вновь опубликованные выводы являются очередными «предположениями, однако они базируются на хороших числах», – добавляет она, выступая в данном случае в качестве независимого, не участвовавшего в исследовании эксперта.
Авторами был осуществлен анализ больших статистических массивов из США, Великобритании и России, что в совокупности составило базу анонимных медицинских данных о более чем 500 тысяч человек. Изучались результаты рутинного анализа крови, доступного практически всем участникам исследования. В течение несколько месяцев люди сдавали этот анализ неоднократно.
Объектом изучения выступали два показателя, отражаемые анализом крови: соотношение двух разных типов лейкоцитов, которые борются с болезнями, и степень вариативности размера красных кровяных телец-эритроцитов.
«Подобно тому, как волосы у человека с возрастом становятся всё более седыми, эти два показателя по мере прожитых десятилетий возрастают. Мы называем их биомаркерами старения».
Доктор Марк Дж. Кан, декан Медицинского института Кирка Керкорьяна, вице-президент Университета Невады (Лас-Вегас) по вопросам здравоохранения.
Результаты анализов крови затем подвергались анализу в системе компьютерного моделирования; конечной целью было определение т.н. «динамического индикатора состояния организма» (DOSI) для каждого из участников исследования. В сущности, именно DOSI можно назвать мерой «биологического возраста», и моделируемая динамика этого показателя может использоваться для численной оценки того, насколько эффективно данный организм в будущем будет восстанавливаться после разного рода стрессов.
Как и Джудит Кампизи, доктор М. Дж. Кан в исследовании участия не принимал, выполняя на этапе рецензирования функции независимого эксперта. По его мнению, «авторы имеют все основания использовать индекс DOSI […] для оценки времени восстановления. [Обнаруженная ими] проблема заключается в том, что с определенного возраста восстановительный период удлиняется настолько, что мы фактически теряем устойчивость». Этот критический, предельный этап жизни на возрастной шкале должен находиться где-то между 120 и 150 годами.
Кроме того, для валидации результатов анализировались данные о физической активности, измеряемой числом сделанных за день шагов. Была обнаружена аналогичная закономерность: более молодые люди ежедневно проходят бо́льшие расстояния (даже если не покидают пределов квартиры или дома), а с возрастом эти расстояния, в среднем, укорачиваются. Экстраполяция этих данных дает примерно такой же возрастной предел, как и анализ DOSI.
Это далеко не первая работа, где системы математического моделирования применяются для оценки продолжительности человеческой жизни. Ян Видж, генетик из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна, возглавлял опубликованное в журнале Nature детальное исследование (2016), где анализировались тренды средней продолжительности жизни и тоже был сделан вывод о том, что шансы пережить 125-летний юбилей для человека очень малы. Тем не менее, другие авторы продолжают настаивать на отсутствии конечных пределов человеческой жизни.
Джудит Кампизи обращает внимание на то, что даже если верны вновь опубликованные данные и человек может жить до 150 лет, это число ничего не говорит нам о качестве жизни в столь глубокой старости. Не случайно в последнее время все больше специалистов предпочитают рассуждать не о продолжительности жизни как таковой, а о т.н. продолжительности здоровья, считая это более точным и информативным показателем.
«Теперь уже приходится рассматривать всю совокупность биологических, электронных и механических конструктов, которые пока относятся к области научной фантастики. Нам действительно понадобятся такие штуки, если мы хотим продлить себе жизнь».
Марк Дж. Кан
Безусловно, продолжительность жизни является индивидуальным и чрезвычайно вариативным показателем, т.е. математическая корректность его усреднения, обобщения, экстраполяции сама по себе вызывает вопросы. Подобные исследования неточны по своей природе. «Утверждать наверняка можно лишь то, – с философским юмором замечает Дж.Кампизи, – что рано или поздно все мы умрем».
Авторами публикации были специалисты из биотехнологической компании Gero (штаб-квартира в Сингапуре), медицинского центра Roswell Park Comprehensive Cancer Center (Буффало, Нью-Йорк, США) и Курчатовского института (Москва, Российская Федерация).
По материалам сайта Live Science
Болезнь Альцгеймера в настоящее время принято считать главной причиной деменции. Существующие на данный момент терапевтические стратегии носят исключительно паллиативный характер и не позволяют предотвращать, замедлять прогрессирование или излечивать это заболевание.
Одной из основных клинических особенностей этого нейродегенеративного процесса выступает прогрессирующая утрата памяти, обусловленная гибелью нейронов в нескольких регионах головного мозга, – включая гиппокамп, который отвечает за первичное формирование памяти.
Сотрудники Нидерландского института нейронаук (НИН) идентифицировали небольшую молекулу, которая в перспективе может использоваться для «омоложения» мозга и противодействия процессам распада памяти.
Новые клетки в старом мозге
Возможность присутствия в гиппокампе пожилых людей новых клеток, появившихся уже в зрелом возрасте, была сравнительно недавно продемонстрирована доказательными научными исследованиями. Это означает, вообще говоря, что так называемый процесс взрослого нейрогенеза продолжается в течение всей жизни, вплоть до глубокой старости. Взрослый нейрогенез связан с несколькими ключевыми аспектами эффективности когнитивных функций и памяти, что подтверждено как на животных моделях, так и у человека. Сообщается, что у пациентов с болезью Альцгеймера этот процесс отчетливо снижен.
Авторам также удалось установить, что более высокий уровень нейрогенеза при данном заболевании коррелирует с лучшим когнитивным статусом на терминальных стадиях.
В свою очередь, теоретически
«…это может означать, что «родившиеся» во взрослом возрасте нейроны могут составлять своеобразный когнитивный резерв, который позднее обеспечивал бы более высокую сопротивляемость процессу утраты памяти».
Евгения Сальта, руководитель группы, Нидерландский институт Нейронаук
Таким образом, целью исследовательской группы НИН была оценка возможностей профилактики или лечения деменции, обусловленной болезнью Альцгеймера, посредством искусственной стимуляции взрослого нейрогенеза.
Маленькая молекула с большим потенциалом
Данная работа может оказаться отправной точкой для разработки новых терапевтических подходов к лечению болезни Альцгеймера.
Евгения Сальта:
«Семь лет назад, изучая небольшую молекулу рибонуклеиновой кислоты, которая экспрессируется в мозге человека (она была названа «микроРНК-132»), мы столкнулись с довольно неожиданным явлением. Эти молекулы, – а предыдущими исследованиями было показано существенное сокращение их числа у пациентов с болезнью Альцгеймера, – по-видимому, регулируют гомеостаз нейрональных стволовых клеток в центральной нервной системе».
На тот момент считалось, что болезнь Альцгеймера поражает только зрелые нейрональные клетки, т.е. на первый взгляд эта находка не могла объяснить возможную роль микроРНК-132 в прогрессировании заболевания.
Группа исследователей из НИН задалась вопросом: может ли микроРНК-132 регулировать взрослый нейрогенез в гиппокампе в мозге здорового человека и у пациентов с болезнью Альцгеймера. Используя различные модели болезни Альцгеймера на мышах, отслеживая культивируемые человеческие нейрональные стволовые клетки и изучая посмертные образцы мозговых тканей, специалисты обнаружили, что данная молекула действительно необходима для процессов нейрогенеза в гиппокампе взрослого человека.
«Повышение уровня микроРНК-132, по крайней мере, в мозге взрослых мышей и в нейрональных стволовых клетках человека in vitro, стимулирует продукцию нейронов. Восстановление количества микроРНК-132 у мышей с болезнью Альцгеймера устраняет нейрогенный дефицит и препятствует распаду памяти».
Сара Сноек, техник группы Е.Сальта.
В целом, полученные результаты подтверждают предполагаемый терапевтический потенциал взрослого нейрогенеза при болезни Альцгеймера.
Евгения Сальта:
«Следующей нашей целью является систематическая оценка эффективности и безопасности применения микроРНК-132 в качестве основы для терапевтической стратегии при болезни Альцгеймера».
По материалам зарубежных сайтов
Быстрый, точный, сравнительно легкий в применении метод CRISPR-Cas9 сделал генное редактирование более эффективным. В то же время, становится реальностью редактирование фундаментальной наследственности человека, – что размывает многие этические барьеры, воздвигнутые для предотвращения безответственного экспериментирования с нашим геномом.
«Этические дебаты о том, что сегодня называют редактированием человеческих генов, продолжаются уже более полувека. И на протяжении почти всего этого времени существовал консенсус касательно моральных границ между редактированием соматических клеток и вмешательством в зародышевую линию генов».
Доктор Джон Г. Эванс, содиректор Института практической этики при Калифорнийском университете, Сан-Диего, США
Профессор Дж. Г. Эванс, известный специалист в области этических аспектов науки, опубликовал в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) эссе, – где с тревогой говорит, в частности, о том, что многие из доселе незыблемых биоэтических принципов и запретных границ стали незаметно «растворяться» на фоне триумфального пришествия CRISPR.
Эванс не одинок в своих тревогах. Растущее число экспертов обращает внимание на то, что моральный запрет, четко разделявший научные исследовании в области редактирования т.н. зародышевой линии от опытов по терапевтическому редактированию соматических клеток, заметно ослабевает в последние годы. (Гены зародышевой линии, – англ. «germline genes», – обеспечивают принадлежность потомства к родительскому биологическому виду и наследование базисных его свойств. Гены, не входящие в зародышевую линию и отвечающие, приближенно говоря, за индивидуальные морфологические черты, называют соматическими. – Прим. Лахта Клиники).
В 2018 году весь мир всколыхнули сообщения из Китая, где Хе Дзяньки с применением CRISPR генетически изменил человеческие эмбрионы, что привело к рождению близнецов по имени Лулу и Нана, – и сделало как никогда актуальными вопросы политики в сфере редактирования зародышевой линии. Как и следовало ожидать, первым делом на Хе Дзяньки обрушилось всеобщее осуждение, проклятия, всевозможные обвинения в «антигуманных экспериментах на людях». Однако его работа имела и другой эффект: стало очевидным, что прежние негласные запреты уже не работают и пора от консенсусных умолчаний переходить к спокойному обсуждению возможностей и конкретных методов регуляции подобных исследований. Политики сменили тон на более мягкий, и тут выяснилось, что в научном мире уже давно растет интерес к манипуляциям с генетическими секвенциями зародышевой линии ДНК.
«В настоящее время, … несмотря на шумиху вокруг работы Хе Дзяньки по вмешательству в процессы гестации и рождению генно-модифицированных близнецов в Китае, руководство Второго Международного саммита по вопросам редактирования зародышевой линии имплицитно согласилось с этим специалистом в том, что вторжение в зародышевую линию, в принципе, допустимо, – если оно осуществляется [по медицинским показаниям] с соблюдением всех мер предосторожности и безопасности для человека. Действительности, комиссия Национальной медицинской академии, Национальной академии наук США, а также Королевское научное общество Великобритании недавно разработали «трансляционный путь для ответственного применения» методов редактирования зародышевой линии».
Джон Г. Эванс
Термин «генное редактирование» фактически обобщает несколько существующих технологий, позволяющих ученым «переписывать» сегменты в генетическом коде различных организмов. Секвенции в ДНК могут быть удалены, дополнены или модифицированы практически в любом участке генома. От прочих технологий метод CRISPR-Cas9 отличается более высокой скоростью, эффективностью и простотой реализации. Именно CRISPR биологи все чаще называют «новым горизонтом открывающихся возможностей».
Но метод CRISPR только кажется высокотехнологичным современным изобретением. На самом деле он появился не в лаборатории, – это адаптация естественной системы редактирования генома, обнаруженной у бактерий и архей. Эти микроорганизмы способны буквально «красть» ничтожно малые последовательности генетического материала у вирусов, которые их инфицируют, и затем использовать эти секвенции для создания новых сегментов ДНК, которые получили название CRISPR-массивы. Это позволяет бактериям и археям эффективно отвечать на будущие вторжения вирусов, «запоминая и узнавая», контратакуя и уничтожая их. Во многих отношениях этот механизм напоминает гораздо более сложную «генную память» В- и Т-клеток иммунной системы млекопитающих.
Как известно, за совместную работу по совершенствованию метода CRISPR-Cas9 Дженнифер Дудна (Калифорнийский университет в Беркли, США) и Эммануэль Шарпантье (Институт Пастера, Париж, Франция) в 2020 году получили Нобелевскую премию в области химии. Первоначально технология была разработана испанским биологом Фрэнсисом Мохика, профессором Университета Аликанте, и названа его именем, однако он не был включен в число Нобелевских лауреатов.
Дж. Г. Эванс тем временем подчеркивает в своей публикации, что в начале 2010-х годов, когда была осознана вся мощь CRISPR как инструмента лабораторного редактирования, «зародышевая линия все еще казалась навеки неприкосновенной для модификаций. И лишь после того, как были преданы гласности первые лабораторные эксперименты по редактированию зародышевой линии человека, все больше влиятельных научных групп стали выступать с заявлениями о недопустимости нарушения барьера между «соматическим» и «зародышевым» редактированием, – ссылаясь на незыблемую ценность принципа непричинения вреда».
«Инструменты генетического редактирования становятся все более мощными, и нам давно пора сосредоточиться на вопросах о том, ЗАЧЕМ мы их используем, – учитывая непреходящие общечеловеческие ценности. В противном случае мы рискуем скатиться к очень опасному принципу «делай всё, что может быть сделано!»».
Джон Г. Эванс
По материалам сайта Medical Xpress
Примечание Лахта Клиники. Иной комментарий к материалу оказывается более лаконичным и точным, чем собственно текст. В данном случае один из посетителей сайта Medical Xpress оставил под статьей задумчивую фразу, которая в переводе звучала бы так: «Дорога в небеса или дорога в ад. Кто знает…».