Российский учёный намерен исправить "мутацию глухоты" в генах человеческих эмбрионов

Летом 2019 года российский специалист в области молекулярной биологии и генной инженерии Денис Ребриков сообщил о намерении создать генно-модифицированных детей.

После скандала, разразившегося вокруг китайского генетика Хэ Цзянькуя, создавшего первых в мире детей с подправленными генами, заявление нашего соотечественника было воспринято в научном сообществе, мягко говоря, неоднозначно.

Однако Ребриков уточнил, что планирует сначала получить одобрение государственных органов России, в том числе Министерства здравоохранения.

Изначально учёный намеревался работать с тем же геном, что и Хэ Цзянькуй – CCR5. Он кодирует белок, позволяющий ВИЧ проникать в клетки. Биолог намеревался "отключить" этот ген у эмбрионов, которые затем хотел имплантировать ВИЧ-положительным матерям. Это снизило бы риск передачи вируса малышу.

Учёный успел поработать с нежизнеспособными эмбрионами (не предназначенными для переноса в матку женщины), которые были получены в клинике ЭКО при Национальном медицинском исследовательском центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени В. И. Кулакова. Об этом исследовании команда Ребрикова рассказала в статье, вышедшей в научном медицинском журнале РНИМУ имени Н. И. Пирогова "Вестник РГМУ".

Однако затем биолог выбрал новую мишень. Он решил бороться с наследственной глухотой, обусловленной мутацией в гене GJB2.

Новый курс

Люди с мутациями в двух копиях гена GJB2 (гомозиготная мутация под названием 35delG) не могут слышать без слуховых аппаратов или кохлеарных имплантатов.

Ген GJB2 продуцирует одноимённый белок в щелевых контактах, обеспечивающих перенос ионов и небольших молекул между соседними клетками, в том числе во внутреннем ухе.

В результате мутации 35delG происходит делеция (потеря) одного нуклеотида, гуанина, что наносит вред белку GJB2. Это одна из наиболее распространённых генетических причин потери слуха.

Денис Ребриков хочет использовать методику CRISPR, чтобы заменить эту версию гена на здоровую (кстати, недавно учёные предложили новый подход к улучшению технологии CRISPR, который позволяет совершать такие манипуляции с меньшим количеством побочных эффектов).

Как сообщил Ребриков журналу Nature, он уже приступил к редактированию генов в яйцеклетках, полученных от женщин, которые могут слышать.

Также биолог тестирует возможности методики CRISPR по исправлению гена GJB2 в клетках, взятых у людей с "мутацией глухоты".

На этом этапе цель учёного – узнать, какие модификации позволят парам с гомозиготными мутациями 35delG рожать детей без этой мутации.

Исследователь также сообщил, что планирует тщательно проверить безопасность процедуры, прежде чем обращаться за разрешением на подсадку отредактированных эмбрионов в матку пациенток.

По заверению Ребрикова, у него есть надёжный алгоритм для проверки нецелевой активности, которая может возникнуть в результате экспериментов (речь, в частности, идёт о возникновении нецелевых мутаций, которые могут быть опасными).

Кроме того, специалиста волнует риск мозаицизма.

"К сожалению, из-за невозможности полного анализа (мы смотрим только на биопсию из 5-7 клеток эмбриона) мы никогда не будем полностью уверены в отсутствии мозаицизма. Но статистически и экспериментально можно показать допустимый процент мозаицизма или его отсутствие", – пояснил учёный.

Пять пар с гомозиготными мутациями 35delG уже обсуждают участие в будущем эксперименте (если он будет одобрен). Ребриков признаётся, что хочет помочь этим парам родить детей без нарушений слуха (хотя никаких соглашений пары на данный момент не подписывали).

Одна из женщин, обратившихся к учёному, дала интервью журналу Science. По её словам, Ребриков объяснил ей и её супругу, как работает технология CRISPR, и сообщил о некоторых рисках, в частности, нецелевых мутациях и мозаицизме.

"Это как чудо, что у вас может быть ребёнок, у которого есть слух, когда вы не слышите. Мы были поражены этой удивительной возможностью. [Но] многие [специалисты] говорили мне, что лучше иметь глухого ребёнка с кохлеарным имплантатом, чем генетически модифицированного ребёнка", – рассказала женщина.

Между тем некоторые зарубежные коллеги биолога и эксперты по этике ставят под сомнение целесообразность этих изысканий, поскольку потеря слуха не является "вопросом жизни или смерти".

Некоторые клиницисты и исследователи, которые специализируются на потере слуха, не уверены, что парам с гомозиготной мутацией 35delG стоит рисковать, соглашаясь на участие в подобном эксперименте.

С одной стороны, "мутация глухоты" иногда вызывает лишь слабое нарушение слуха. С другой, существует проверенная альтернатива – кохлеарный имплантат, электронное устройство, которое стимулирует слуховые нервы. Оно помогает восстановить слух, и особенно успешно, когда операцию делают маленьким детям.

Дэвид Кори (David Corey), нейробиолог из Гарвардской медицинской школы, который специализируется на молекулярных основах потери слуха, добавляет, что несколько биотехнологических компаний уже пытаются разработать методы лечения, которые могут исправить "мутацию глухоты" у детей уже после их рождения.

Международный резонанс

Хотя сегодня Ребриков говорит о создании ГМ-детей лишь в долгосрочной перспективе, многие специалисты и такие заявления считают преждевременными.

"Проект [Ребрикова] является опрометчиво оппортунистическим, явно неэтичным и подрывает доверие к технологии, которая призвана помогать, а не вредить", – считает Дженнифер Дудна (Jennifer Doudna) из Калифорнийского университета в Беркли, пионер в работе с инструментом CRISPR.

Отметим, что после прошлогоднего скандала, связанного с рождением ГМ-близнецов в Поднебесной, Всемирная организация здравоохранения занялась разработкой международных структур для управления клиническим применением методики редактирования генов. Также комитет ВОЗ создал международный реестр клинических исследований с использованием технологии редактирования генов для наблюдения за этой практикой.

Тем временем специально созданная международная комиссия готовит основу для клинических исследований в области редактирования генов в клетках зародышевой линии, которая, как ожидается, будет выпущена весной 2020 года.

Денис Ребриков отметил, что хочет следовать правилам, согласованным на международном уровне. Но также признался, что разочарован длительным отсутствием определённости и чётких регламентов.

"Это непростой вопрос, и нелепо думать, что через несколько месяцев мы сможем предложить глобальные решения для регулирования в очень сложной научной и потенциально клинической области", – заявил член комитета ВОЗ Робин Лоуэлл-Бэдж (Robin Lovell-Badge) из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне.

Тем временем в России

Между тем на родине на Ребрикова обрушился мощный поток критики. В этом месяце в Институте философии РАН состоялось совещание, в котором приняли участие специалисты по биоэтике, генетики и клиницисты.

Как сообщает журнал Science, заявления Ребрикова о намерении использовать технологию редактирования генов для лечения наследственной глухоты некоторые специалисты посчитали саморекламой, попыткой добиться славы и признания, а также грантов.

Критики уверены: российское общество ещё не готово к подобным новшествам, а регламентация и проверка на некоторых уровнях оставляют желать лучшего. К тому же неясно, кто будет нести ответственность (и какую), если эксперимент повлечёт нежелательные для ребёнка последствия.

В проверке, которую обещает проводить Ребриков в том случае, если дело всё же дойдёт до создания ГМ-детей, многие специалисты тоже сомневаются. В числе скептиков – Фёдор Урнов (Fyodor Urnov), который трудится в Калифорнийском университете в Беркли и выступает против редактирования генов человеческих эмбрионов даже в исследовательских целях.

По словам Урнова, даже с современными секвенирующими технологиями, подобными тем, которые намеревается использовать Ребриков, потребуется сложная биоинформатика для обнаружения редких мутаций. Пока методики, обеспечивающие достаточно высокую точность, находятся на стадиях разработки. Однако Урнов отметил, что было бы очень впечатляюще, если бы его коллега смог создать специализированный вычислительный алгоритм для сравнения генома эмбриона с геномами родителей и выявления нецелевых мутаций.

В то же время другие учёные, хорошо знающие Ребрикова, открыто поддерживают его. Ректор РНИМУ имени Н. И. Пирогова Сергей Лукьянов согласен с тем, что редактирование генов в клетках зародышевой линии пока преждевременно. Но он поддерживает пошаговый подход Ребрикова.

"Ребриков является одним из тех людей, которые предпринимают действия по отношению к любому несовершенству Вселенной, которое, с его точки зрения, можно исправить. Для него это возможность подарить родителям счастье иметь здоровых детей", – отметил Лукьянов.

Профессор Сергей Куцев, главный внештатный специалист Минздрава России по медицинской генетике, полагает, что "мутация глухоты", на которую нацелился Ребриков, в целом является хорошим выбором. Однако генетик настаивает на том, что вероятность причинения вреда при изменении клеток зародышевой линии при помощи инструмента CRISPR слишком велика, а значит, методика ещё не готова к клиническому применению.

Примечательно, что буквально за день до заседания в Институте философии РАН Минздрав России сделал заявление по поводу редактирования генов в клетках зародышевой линии. Выдача разрешения на редактирование генома человека в клинической практике была бы сейчас преждевременной и безответственной мерой, так как на данном этапе развития технологий редактирования генома не изучены возможные осложнения в краткосрочной и долгосрочной перспективах, говорилось в сообщении для прессы.

"Ленин сказал: вчера было слишком рано, завтра будет слишком поздно", – так Ребриков прокомментировал журналу Nature заявление ведомства.

Добавим, что учёный не отказался от своих первоначальных планов по редактированию гена CCR5. Он сообщил, что уже начал искать ВИЧ-положительных женщин, которые хотят иметь ребёнка и у которых высока вероятность передачи вируса по наследству.

Сегодня Денис Ребриков возглавляет лабораторию по редактированию генома в Национальном медицинском исследовательском центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени В. И. Кулакова и является проректором по научной работе в Российском национальном исследовательском медицинском университете имени Н. И. Пирогова.

Учёный отмечает, что изначально не был заинтересован в исправлении какой-то конкретной "ошибки" в человеческом геноме. Скорее его цель – доказать, что он может помочь людям при помощи революционной методики.

Напомним, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о создании первых в мире детей с исправленной ДНК и о том, какой резонанс этот эксперимент вызвал в научных кругах.

А буквально на днях в "деле ГМ-близнецов" произошёл любопытный поворот: учёные, ранее сообщившие о риске преждевременной смерти детей с отредактированными генами, отозвали собственную научную публикацию.