Технологию CRISPR можно использовать для создания устойчивости к ВИЧ

Китайские ученые применили технологию CRISPR для внедрения мутации устойчивости к ВИЧ в эмбрионы человека. Их работа [1], в которой метод CRISPR использовался на нежизнеспособных эмбрионах, уничтоженных на третий день, является уже вторым исследованием, в котором метод генного редактирования применялся на человеческих эмбрионах.

В апреле 2015 г. другая научная группа из Китая заявила о модификации гена, связанного с талассемией (заболеванием крови), у эмбрионов человека, которые также были нежизнеспособны и не могли привести к рождению человека [2]. То сообщение, ставшее первым в мире, разожгло международные споры об этике модификации эмбрионов и репродуктивных клеток человека и привело к призывам на запрет даже экспериментальных исследований.

В то же время появилась информация, что и другие исследовательские группы проводят подобные эксперименты. Один из источников в Китае сообщил новостной редакции журнала Nature, что ряд статей подан на публикацию. Последняя статья, опубликованная 6 апреля в Journal of Assisted Reproduction and Genetics, может быть одной из них.

Устойчивость к ВИЧ

В новой публикации Йонг Фан (Yong Fan), сотрудник Медицинского Университета Гуанчжоу (Guangzhou Medical University, Китай), и его научная группа сообщают, что они получили 213 оплодотворенных яйцеклеток человека за период с апреля по сентябрь 2014 г. Оплодотворенные яйцеклетки, предоставленные 87 пациентками, были непригодны для имплантации в ходе цикла вспомогательной репродукции из-за содержания дополнительного набора хромосом.

Группа Фан использовала метод генетического редактирования CRISPR–Cas9 для внедрения в некоторые эмбрионы мутации гена CCR5, активного в иммунных клетках. У некоторых людей эта мутация (CCR5Δ32) встречается естественным образом и обеспечивает устойчивость к ВИЧ из-за изменения белка CCR5, что предотвращает проникновение вируса в Т-лимфоциты при попытке инфекции.

Генетический анализ показал, что 4 из 26 эмбрионов были успешно модифицированы. Однако не все хромосомы этих эмбрионов несли мутацию CCR5Δ32: в некоторых остался немодифицированный ген CCR5, а другие несли иные мутации.

Джордж Дэли (George Daley), специалист по стволовым клеткам Бостонской Детской Больницы (Children’s Hospital Boston, США), считает, что основным достижением работы является факт использования CRISPR для успешного внедрения конкретной генетической модификации.

«Эта статья не выглядит так, будто она предлагает анекдотичное доказательство работы метода на эмбрионах человека, что нам уже известно. Сейчас, конечно, далеко до намеченной цели – человеческого эмбриона, в котором все копии CCR5 инактивированы», – говорит Дэли.

«Это лишь подчеркивает, что точное редактирование клеток эмбриона человека сопровождается множеством технических сложностей», – комментирует Сяо-Джан Ли (Xiao-Jiang Li), нейробиолог из Университета Эмори (Emory University, США). Он считает, что исследователям следует поработать над этой проблемой на нечеловекообразных обезьянах, прежде чем продолжать модифицировать геномы человеческих эмбрионов, используя такой метод как CRISPR.

Этика экспериментов

Тетсуйя Ишии (Tetsuya Ishii), специалист по биоэтике Университета Хоккайдо (Hokkaido University, Япония), не видит проблем со способом проведения экспериментов: местный этический комитет одобрил их, а доноры яйцеклеток дали информированное согласие – однако он задается вопросом насчет необходимости таких экспериментов. «Внедрение мутации CCR5Δ32 и попытка исправления даже нежизнеспособных эмбрионов – это лишь игра с эмбрионами человека», – говорит Ишии.

Группа Фана сообщает в публикации, что важно проводить эксперименты, подтверждающие принцип редактирования эмбрионов человека, а легальные аспекты модификации зародышевых клеток обсуждаемы. «Мы полагаем, что любая попытка создания генетически модифицированных людей путем модификации эмбрионов на ранней стадии должна быть строго запрещена до тех пор, пока мы не сможем решить этические и научные вопросы», – пишут исследователи.

По мнению Дэли, существует очевидная разница между работой Фана и исследованием, одобренным в феврале 2016 г. британскими контролирующими органами, позволившими использовать метод CRISPR для редактирования эмбрионов человека. В тех экспериментах, выполняемых под руководством специалиста по биологии развития Кэти Ниакан (Kathy Niakan) из Института Френсиса Крика (Francis Crick Institute, Великобритания ) для исследования причин прерывания беременности, будут инактивированы гены, участвующие в раннем развитии человека. (Такая работа будет проведена на жизнеспособных эмбрионах, однако, условия требуют остановки экспериментов через 14 дней).

Ранее в этом году специалист по биологии развития Робин Лавелл-Бэдж (Robin Lovell-Badge), также являющийся сотрудником Института Френсиса Крика, сообщил Nature, что, по его мнению, тщательно рассмотренное британскими контролирующими органами одобрение может подтолкнуть других ученых, заинтересованных в продвижении исследований по редактированию эмбрионов. «Если они делают это в Китае, вскоре мы сможем увидеть появление множества публикаций», – говорит ученый.

В то время как работа Ниакан отвечает на фундаментальные вопросы эмбриологии, работа Фана является доказательством принципа того, что необходимо сделать для получения организма с устойчивостью к ВИЧ, отмечает Дэли. «Это означает, что наука движется вперед, не ожидая общего соглашения после споров о медицинской оправданности такого подхода», – поясняет ученый.

Ученые редактировали эмбрионы человека на ранней стадии. (фото: Yorgos Nikas/SPL)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2016.19718

Литература:
1. Kang, X. et al. J. Assist. Reprod. Genet. http://dx.doi.org/10.1007/s10815-016-0710-8 (2016).
2. Liang, P. et al. Protein Cell 6, 363–372 (2015).