Projektuojantys žmonės: GMO karta

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Daugelis iš mūsų gimsta su savybėmis, padedančiomis geriau konkuruoti visuomenėje: grožiu, sumanumu, įspūdinga išvaizda ar fizine jėga. Dėl genetikos pažangos ima atrodyti, kad netrukus galėsime prieiti prie to, kas anksčiau nebuvo pavaldi – „projektuoti“žmones dar prieš jiems gimstant. Prašyti reikalingų savybių, jei jos neduotos prigimties, iš anksto nulemdamos gyvenime taip reikalingas galimybes. Tai darome su automobiliais ir kitais negyvais objektais, bet dabar, kai žmogaus genomas yra iššifruotas ir jau mokomės jį redaguoti, atrodo, kad artėjame prie vadinamųjų „dizainerių“, „projektuotų“vaikų atsiradimo.. Ar taip atrodo, ar greitai tai taps realybe?

Lulu ir Nana iš Pandoros skrynios

Pirmųjų vaikų su modifikuotu genomu gimimas 2019 metų pabaigoje sukėlė rimtą rezonansą mokslo bendruomenėje ir visuomenėje. He Jiankui, Pietų Kinijos mokslo ir technologijos universiteto (SUSTech) biologas – 2018 m. lapkričio 19 d., antrojo tarptautinio aukščiausiojo lygio susitikimo dėl žmogaus genomo redagavimo Honkonge išvakarėse, interviu naujienų agentūrai Associated Press paskelbė. pirmųjų vaikų su redaguotu genomu gimimas.

Mergaitės dvynės gimė Kinijoje. Jų vardai, kaip ir jų tėvų vardai, nebuvo atskleisti: pirmieji „GMO vaikai“planetoje žinomi kaip Lulu ir Nana. Mokslininko teigimu, mergaitės yra sveikos, o dėl įsikišimo į jų genomą dvyniai tapo atsparūs ŽIV.

Įvykis, kuris gali atrodyti kaip naujas žingsnis žmonijos, o bent jau medicinos raidoje, kaip jau minėta, mokslininko kolegose teigiamų emocijų nesukėlė. Priešingai, jis buvo pasmerktas. Vyriausybės agentūros Kinijoje pradėjo tyrimą ir visi eksperimentai su žmogaus genomu šalyje buvo laikinai uždrausti.

Jis Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Eksperimentas, kurio visuomenė neįvertino, buvo toks. Mokslininkas paėmė iš būsimų tėvų spermą ir kiaušialąstes, su jais atliko apvaisinimą mėgintuvėlyje, redagavo gautų embrionų genomus CRISPR / Cas9 metodu. Po to, kai embrionai buvo implantuoti į moters gimdos gleivinę, būsimoji mergaičių mama nebuvo užsikrėtusi ŽIV, skirtingai nei tėvas, kuris buvo viruso nešiotojas.

CCR5 genas, koduojantis membraninį baltymą, kurį žmogaus imunodeficito virusas naudoja, kad patektų į ląsteles, buvo redaguotas. Jei jis bus modifikuotas, žmogus, turintis tokią dirbtinę mutaciją, bus atsparus infekcijai virusu.

Lulu ir Nana / © burcualem.com

Mutacija, kurią He Jiankui bandė sukurti dirbtinai, vadinama CCR5 Δ32: ji randama gamtoje, tačiau tik keliuose žmonėse, ir jau seniai patraukė mokslininkų dėmesį. 2016 m. atlikti eksperimentai su pelėmis parodė, kad CCR5 Δ32 veikia hipokampo funkciją ir žymiai pagerina atmintį. Jo nešiotojai ne tik atsparūs ŽIV, bet ir greičiau pasveiksta po insulto ar trauminio galvos smegenų sužalojimo, turi geresnes atmintis ir mokymosi gebėjimus nei „paprasti“žmonės.

Tiesa, kol kas nė vienas mokslininkas negali garantuoti, kad CCR5 Δ32 nekelia nežinomų pavojų ir kad tokios manipuliacijos su CCR5 genu nesukels neigiamų pasekmių mutacijos nešiotojui. Dabar žinoma vienintelė neigiama tokios mutacijos pasekmė: jos šeimininkų organizmas jautresnis Vakarų Nilo karštinei, tačiau ši liga yra gana reta.

Tuo tarpu universitetas, kuriame dirbo Kinijos mokslininkas, savo darbuotojo išsižadėjo. Alma mater teigė, kad jie nežinojo apie He Jiankui eksperimentus, kuriuos pavadino šiurkščiu etikos principų ir mokslinės praktikos pažeidimu, o jis jais užsiėmė už įstaigos sienų.

Pažymėtina, kad pats projektas negavo nepriklausomo patvirtinimo ir nepraėjo tarpusavio peržiūros, o jo rezultatai nebuvo publikuoti moksliniuose žurnaluose. Viskas, ką turime, yra tik mokslininko pareiškimai.

Jis Jiankui darbas pažeidė tarptautinį tokių eksperimentų moratoriumą. Draudimas yra nustatytas įstatymų leidybos lygmeniu beveik visose šalyse. Genetiko kolegos sutinka, kad CRISPR / Cas9 genomo redagavimo technologijos naudojimas žmonėms kelia didžiulę riziką.

Tačiau pagrindinis kritikos dalykas yra tai, kad Kinijos genetiko darbuose nėra nieko naujoviško: niekas anksčiau tokių eksperimentų nesiėmė, nes bijojo nenuspėjamų pasekmių, nes nežinome, kokių problemų gali sukelti modifikuoti genai jų nešiotojams ir palikuonims.

Kaip savo „Twitter“paskyroje sakė britų genetikė Maryam Khosravi: „Jei galime ką nors padaryti, tai nereiškia, kad turime tai daryti“.

Beje, 2018 m. spalį, dar prieš šokiruojantį kinų mokslininko pareiškimą, Kulakovo vardu pavadinto Nacionalinio medicinos tyrimų centro Akušerijos, ginekologijos ir perinatologijos centro Rusijos genetikai taip pat paskelbė apie sėkmingą CCR5 geno pakeitimą naudojant CRISPR / Cas9 genomiką. redaktorius ir gauti embrionus, kurie nėra paveikti ŽIV. Natūralu, kad jie buvo sunaikinti, kad negimtų vaikai.

Prieš 40 metų

Pasukite keturis dešimtmečius į priekį. 1978 metų liepą Didžiojoje Britanijoje gimė Louise Brown – pirmasis vaikas, gimęs apvaisinimo mėgintuvėlyje rezultatu. Tada jos gimimas sukėlė daug triukšmo ir pasipiktinimo ir atiteko „mėgintuvėlio kūdikio“tėvams bei mokslininkams, pramintiems „Frankenšteino gydytojais“.

Louise Brown. Vaikystėje ir dabar / © dailymail.co.uk

Bet jei ta sėkmė vienus išgąsdino, kitiems suteikė vilties. Taigi, šiandien planetoje yra daugiau nei aštuoni milijonai žmonių, gimę dėl IVF metodo, ir daugelis tuomet populiarių išankstinių nusistatymų buvo išsklaidyti.

Tiesa, buvo ir dar vienas rūpestis: kadangi IVF metodas daro prielaidą, kad į gimdą įdedamas „paruoštas“žmogaus embrionas, prieš implantaciją jis gali būti genetiškai modifikuotas. Kaip matome, po kelių dešimtmečių atsitiko būtent taip.

IVF procedūra / © freepik.com

Taigi ar galima vesti paralelę tarp dviejų įvykių – Louise Brown ir kinų dvynių Lulos ir Nanos gimimo? Ar verta ginčytis, kad Pandoros skrynia atidaryta ir jau visai netrukus bus galima „užsisakyti“pagal projektą, tai yra dizainerio, sukurtą vaiką. O svarbiausia – ar pasikeis visuomenės požiūris į tokius vaikus, kaip šiandien praktiškai pasikeitė į vaikus „iš mėgintuvėlio“?

Embrionų atranka ar genetinė modifikacija?

Tačiau genomo redagavimas nėra vienintelis dalykas, kuris priartina mus prie ateities, kurioje vaikai turės iš anksto suplanuotų savybių. Lulu ir Nana gimsta ne tik dėl CRISPR / Cas9 genų redagavimo technologijų ir IVF, bet ir dėl embrionų genetinės diagnostikos prieš implantaciją (PGD). Savo eksperimento metu He Jiankui naudojo redaguotų embrionų PGD, kad nustatytų chimerizmą ir netikslines klaidas.

Ir jei draudžiama redaguoti žmogaus embrionus, tai preimplantacinė genetinė diagnostika, kurią sudaro embrionų genomo sekos nustatymas kai kurioms paveldimoms genetinėms ligoms ir vėlesnė sveikų embrionų atranka, nėra. PGD yra tam tikra alternatyva prenatalinei diagnostikai, tik nereikia nutraukti nėštumo, jei nustatomi genetiniai sutrikimai.

Ekspertai pabrėžia, kad pirmieji „teisėti“dizainerių vaikai bus gauti būtent atrinkus embrionus, o ne dėl genetinės manipuliacijos.

PGD metu embrionai, gauti apvaisinimo in vitro būdu, yra genetiškai tikrinami. Procedūra apima ląstelių pašalinimą iš embrionų labai ankstyvoje vystymosi stadijoje ir jų genomų „skaitymą“. Nuskaitoma visa DNR arba jos dalis, siekiant nustatyti, kuriuos genų variantus ji turi. Po to būsimi tėvai galės pasirinkti, kokius embrionus implantuoti tikėdamiesi nėštumo.

Priešimplantacinė genetinė diagnozė (PGD) / ©vmede.org

Preimplantacinę genetinę diagnozę jau taiko poros, kurios mano, kad jos turi tam tikrų paveldimų ligų genus, kad nustatytų embrionus, kurie tų genų neturi. JAV toks tyrimas taikomas apie 5% IVF atvejų. Paprastai tai atliekama trijų ar penkių dienų amžiaus embrionams. Tokiais tyrimais galima aptikti genus, pernešančius apie 250 ligų, įskaitant talasemiją, ankstyvą Alzheimerio ligą ir cistinę fibrozę.

Tik šiandien PGD nėra labai patraukli vaikų projektavimo technologija. Kiaušinių gavimo procedūra yra nemaloni, kelia pavojų ir neužtikrina atrankai reikiamo ląstelių skaičiaus. Tačiau viskas pasikeis, kai tik bus galima gauti daugiau kiaušinėlių tręšimui (pavyzdžiui, iš odos ląstelių), o tuo pačiu didės genomo sekos nustatymo greitis ir kaina.

Bioetikas Henry Greeley iš Stanfordo universiteto Kalifornijoje teigia: „Beveik viską, ką galite padaryti su genų redagavimu, galite padaryti su embrionų atranka“.

Ar DNR likimas?

Ekspertų teigimu, artimiausiais dešimtmečiais išsivysčiusiose šalyse mūsų chromosomose įrašyto genetinio kodo skaitymo technologijų pažanga suteiks galimybę vis daugiau žmonių sekti savo genus. Tačiau naudoti genetinius duomenis nuspėti, kokiu žmogumi taps embrionas, yra sudėtingiau, nei atrodo.

Žmonių sveikatos genetinio pagrindo tyrimai tikrai svarbūs. Vis dėlto genetikai mažai ką padarė, kad išsklaidytų supaprastintas idėjas apie tai, kaip genai mus veikia.

Daugelis žmonių mano, kad tarp jų genų ir savybių yra tiesioginis ir nedviprasmiškas ryšys. Idėja apie genų, tiesiogiai atsakingų už intelektą, homoseksualumą ar, pavyzdžiui, muzikinius sugebėjimus, egzistavimą yra plačiai paplitusi. Tačiau net ir pasinaudoję minėto CCR5 geno pavyzdžiu, kurio pasikeitimas turi įtakos smegenų veiklai, pamatėme, kad viskas nėra taip paprasta.

Yra daug – dažniausiai retų – genetinių ligų, kurias galima tiksliai atpažinti pagal specifinę genų mutaciją. Kaip taisyklė, tarp tokio geno skilimo ir ligos tikrai yra tiesioginis ryšys.

Dažniausios ligos ar medicininiai polinkiai – diabetas, širdies ligos ar tam tikros vėžio rūšys – yra susijusios su keliais ar net daugybe genų ir negali būti tiksliai nuspėti. Be to, jos priklauso nuo daugelio aplinkos veiksnių – pavyzdžiui, nuo žmogaus mitybos.

Tačiau kalbant apie sudėtingesnius dalykus, tokius kaip asmenybė ir intelektas, mes nelabai žinome, kurie genai yra susiję. Tačiau mokslininkai teigiamo požiūrio nepraranda. Didėjant žmonių, kurių genomai buvo sekvenuoti, skaičiui, galėsime daugiau sužinoti apie šią sritį.

Tuo tarpu Europos bioinformatikos instituto Kembridže direktorius Euanas Birney, užsimindamas, kad genomo dekodavimas neatsakys į visus klausimus, pažymi: „Turime atsikratyti minties, kad jūsų DNR yra jūsų likimas“.

Dirigentas ir orkestras

Tačiau tai dar ne viskas. Už mūsų intelektą, charakterį, kūno sudėjimą ir išvaizdą atsakingi ne tik genai, bet ir epigenai – specifinės žymės, lemiančios genų aktyvumą, bet neveikiančios pirminės DNR struktūros.

Jei genomas yra mūsų kūno genų rinkinys, tai epigenomas yra žymų rinkinys, lemiantis genų aktyvumą, tam tikras reguliavimo sluoksnis, esantis tarsi genomo viršuje. Reaguodamas į išorinius veiksnius, jis nurodo, kurie genai turi veikti, o kurie – miegoti. Epigenomas yra dirigentas, genomas – orkestras, kuriame kiekvienas muzikantas turi savo partiją.

Tokios komandos neveikia DNR sekos, jos tiesiog įjungia (išreiškia) vienus genus, o išjungia (represuoja) kitus. Taigi ne visi genai, esantys mūsų chromosomose, veikia. Vienų ar kitų fenotipinių savybių pasireiškimas, gebėjimas sąveikauti su aplinka ir net senėjimo greitis priklauso nuo to, kuris genas blokuojamas ar atblokuotas.

Žymiausias ir, kaip manoma, svarbiausias epigenetinis mechanizmas yra DNR metilinimas, CH3 grupės pridėjimas DNR fermentais – metiltransferazėmis prie citozino – vienos iš keturių azoto bazių DNR.

Epigenomas / ©celgene.com

Kai prie citozino, kuris yra tam tikro geno dalis, prijungiama metilo grupė, genas išjungiamas. Tačiau stebėtina, kad tokioje „miegančioje“būsenoje genas perduodamas palikuonims. Toks per gyvenimą gyvų būtybių įgytų charakterių perkėlimas vadinamas epigenetiniu paveldėjimu, kuris išlieka kelias kartas.

Epigenetika – mokslas, vadinamas mažąja genetikos seserimi – tiria, kaip genų įjungimas ir išjungimas veikia mūsų fenotipinius bruožus. Daugelio ekspertų teigimu, dizainerių vaikų kūrimo technologijos ateities sėkmė priklauso nuo epigenetikos raidos.

Pridėję ar pašalinę epigenetines „žymes“, galime nepaveikdami DNR sekos kovoti tiek su ligomis, kurios atsirado veikiant nepalankioms aplinkybėms, tiek išplėsti planuojamų vaiko dizaino savybių „katalogas“.

Ar Gattaki scenarijus ir kitos baimės yra tikros?

Daugelis baiminasi, kad nuo genomo redagavimo – siekdami išvengti rimtų genetinių ligų – pereisime prie žmonių tobulinimo, o čia jau netoli nuo antžmogio atsiradimo ar žmonijos išsišakojimo į biologines kastas, kaip numatė Yuval Noah. Harari.

Bioetikas Ronaldas Greenas iš Dartmuto koledžo Naujajame Hampšyre mano, kad technologijų pažanga gali padaryti „žmogaus dizainą“prieinamesnį. Pasak jo, per ateinančius 40–50 metų „matysime, kaip bus naudojamos genų redagavimo ir dauginimosi technologijos žmonėms tobulinti; galėsime parinkti vaikui akių ir plaukų spalvą, norime tobulinti sportinius gebėjimus, skaitymo ar skaičiavimo įgūdžius ir pan.“

Tačiau dizainerių vaikų atsiradimas kupinas ne tik nenuspėjamų medicininių pasekmių, bet ir gilėjančios socialinės nelygybės.

Kaip pažymi bioetikos mokslininkas Henry Greeley, 10–20 % pasiekiamas sveikatos pagerėjimas naudojant PGD, be naudos, kurią jau suteikia turtas, gali padidinti turtingųjų ir vargšų sveikatos atotrūkį – tiek visuomenėje, tiek tarp šalių..

Ir dabar vaizduotėje iškyla baisūs genetinio elito vaizdai, tokie, kokie vaizduojami distopiniame trileryje „Gataka“: technologijų pažanga lėmė tai, kad eugenika nustojo būti laikoma moralės ir etikos normų pažeidimu, ir pradedama kurti idealių žmonių gamyba. Šiame pasaulyje žmonija yra padalinta į dvi socialines klases – „galiojančią“ir „negaliojančią“. Pirmieji, kaip taisyklė, yra tėvų apsilankymo pas gydytoją rezultatas, o antrieji – natūralaus apvaisinimo pasekmė. Visos durys atviros „gerai“, o „netinkamos“, kaip taisyklė, yra už borto.

Kadras iš filmo "Gattaca" (1997, JAV)

Grįžkime į savo realybę. Pastebėjome, kad kol kas neįmanoma numatyti trukdžių į DNR seką pasekmių: genetika nepateikia atsakymų į daugelį klausimų, o epigenetika iš tikrųjų yra ankstyvoje vystymosi stadijoje. Kiekvienas eksperimentas, kai gimsta vaikai su modifikuotu genomu, yra didelė rizika, kuri ilgainiui gali virsti problema tokiems vaikams, jų palikuonims ir, galbūt, visai žmonių rūšiai.

Tačiau technologijų pažanga šioje srityje, mus išgelbėjusi, tikriausiai nuo tam tikrų problemų, pridės naujų. Visais atžvilgiais tobulų dizainerių vaikų atsiradimas, kurie subrendę taps visuomenės nariais, gali sukurti rimtą problemą gilėjančios socialinės nelygybės forma jau genetiniame lygmenyje.

Yra ir kita problema: į nagrinėjamą temą pažvelgėme ne vaiko akimis. Žmonės kartais linkę pervertinti mokslo galimybes, o pagunda kruopščios vaiko priežiūros, jo auklėjimo ir studijų poreikį pakeisti sąskaitų apmokėjimu specializuotoje klinikoje gali būti didelė. Ką daryti, jei dizaineris vaikas, į kurį buvo investuota tiek daug pinigų ir kuris turi tiek daug lūkesčių, nepateisins tų vilčių? Jei, nepaisant genuose užprogramuoto intelekto ir įspūdingos išvaizdos, jis netaps tuo, kuo jie norėjo? Genai dar nėra likimas.