Чому технологія CRISPR все ще надто ризикована для людини — дослідження ембріонів висвітлюють проблеми

Через 4 роки після народження перших дітей з відредагованим геномом методи редагування генома все ще недостатньо безпечні для використання в людських ембріонах, призначених для відтворення, оголосили організатори Третього міжнародного саміту з редагування геному людини.

Крім немовлят CRISPR: як продовжується редагування геному людини після скандалу

Деякі дослідники стверджують, що спадкове редагування геному може допомогти людям, які є носіями генетичних захворювань, уникнути передачі цих захворювань своїм дітям. У багатьох випадках це вже можна зробити, поєднуючи екстракорпоральне запліднення (ЕКЗ) із тестуванням отриманих ембріонів на певне генетичне порушення. Але це не завжди можливо, наприклад, коли всі ембріони пари неминуче успадковують генетичний розлад, або коли всі наявні ембріони несуть відповідальні гени.

Окрім ширшого занепокоєння щодо етики та соціальної справедливості, редагування ембріонів вимагатиме безпечної та ефективної платформи для редагування геному, щоб мінімізувати ймовірність заподіяння шкоди ембріона, народженій дитині та нащадкам цієї дитини. Однак більшість досліджень щодо редагування геному в ембріонах проводилися на тваринних моделях, таких як миші, які можуть не точно відображати те, що відбувається в людських ембріонах. І хоча потенційні методи редагування генома були широко вивчені на клітинах дорослої людини, ембріони можуть інакше, ніж дорослі клітини, реагувати на пошкодження ДНК, спричинене деякими інструментами редагування геному.

Лише кілька лабораторій безпосередньо намагалися відредагувати геноми людських ембріонів за допомогою популярної системи редагування CRISPR-Cas9, і деякі з них представили на саміті результати, що викликають занепокоєння.

Редагування генів CRISPR в людських ембріонах сіє хромосомний хаос

Фермент Cas9 працює шляхом розриву обох ланцюгів ДНК у ділянці, позначеній направляючою частиною РНК. Потім клітина відновлює розрив ДНК, використовуючи схильний до помилок механізм, який зшиває два кінці разом, але іноді видаляє або вставляє кілька літер ДНК під час процесу, або замінюючи відсутню ДНК послідовністю, скопійованою з шаблону, наданого досліднику. Розриви ДНК, утворені Cas9 в ембріонах, зазвичай виправляються за допомогою схильного до помилок шляху, а не за допомогою шаблонної ДНК.

Кращі техніки

Існують нові варіанти редагування CRISPR-Cas9, які не розривають обидва ланцюги спіралі ДНК. Базове редагування, наприклад, може перетворити одну окремий нуклеотид ДНК в інший, а техніка під назвою первинне редагування дозволяє дослідникам вставляти послідовності ДНК більш передбачувано, ніж редагування CRISPR-Cas9. Жоден із цих методів не викликає дволанцюгових розривів, але вони не були настільки ретельно вивчені та оптимізовані, як CRISPR-Cas9.

Надточний інструмент CRISPR, вдосконалений ферментною інженерією

Альтернативою редагування ембріонів було б редагування гамет, таких як яйцеклітини та сперматозоїди, або стовбурових клітин, які їх утворюють. Це також усуне занепокоєння щодо того, що спроби редагувати ембріони можуть не мати успіху у всіх клітинах ембріона, що призведе до появи нащадків, які містять суміш відредагованих і невідредагованих клітин. Декілька дослідників на саміті повідомили про прогрес у створенні гамет у лабораторії, але робити це з людськими клітинами, призначеними для репродуктивного використання, все ще проблематично з технічної точки зору.

Організатори саміту з редагування геному людини закликали дослідників продовжувати досліджувати кожен із цих варіантів, навіть поки політики та громадськість борються з тим, які обмеження слід накласти на редагування спадкового геному.

ДЖЕРЕЛО: https://www.nature.com/