Новости и мнения

CRISPR Ученые хлопают Методы, Используемые на Гене-отредактированных Младенцах

С тех пор, как Хе Цзянькуй представил свои результаты на саммите по редактированию генов на прошлой неделе, исследователи выразили обеспокоенность по поводу его протокола, назвав процедуру «любительской» и «недобросовестной».

Исследователь Хе Цзянькуй (He Jiankui) заявил, что я использовал этот инструмент для редактирования генов CRISPR, чтобы изменить ДНК девочек-близнецов, родившихся ранее в прошлом месяце. В дополнение к этическим проблемам настройки ДНК зародышевой линии человека, а также отсутствию прозрачности, надзора и медицинских обоснований процедуры, ряд экспертов CRISPR также выразили обеспокоенность по поводу методологии эксперимента, которую он, наконец, представил недельный международный саммит по редактированию генома человека .

«Это очень любительски», – считает Гаэтан Бурджо , генетик из Австралийского национального университета, чьи исследования сосредоточены на CRISPR-Cas9 и который смотрел презентацию через веб-трансляцию. «Технически это просто ужасно. , , , Мне потребовалось некоторое время, чтобы успокоиться после того, как я это увидел ».

Мотивация эксперимента, как он объяснил в своем видео на YouTube , заключалась в том, чтобы дать детям защитную генетическую настройку, которая « спасет » их от потенциальной инфекции ВИЧ. Его целью было использовать CRISPR-Cas9 для отключения гена CCR5 , который кодирует рецептор, который позволяет ВИЧ проникать в клетки человека. У людей естественная вариация этого гена – так называемая мутация дельта 32 – придает некоторую устойчивость к определенным штаммам ВИЧ (но, как было отмечено , не всем вирусным штаммам).

Эксперты говорят, что то, как Он предпринял эту процедуру, означает, что могут быть потенциальные побочные эффекты, не говоря уже о том, что мутация может даже не быть эффективной для остановки ВИЧ-инфекции.

Новые мутации с неизвестными последствиями

Посмотрев презентацию и просмотрев слайды He, генетик из Массачусетского университета Шон Райдер отметил в Twitter, что ни одна из мутаций, которые он сгенерировал в близнецах, на самом деле не соответствует хорошо изученной делеции delta 32. Вместо того чтобы производить делецию из 32 пар оснований, он создал совершенно разные мутации в ДНК младенца: у одного из близнецов, которого он называет Лулу, была делеция из 15 пар оснований, а у Наны – пара из четырех оснований. удаление. Хотя фермент Cas9 разрезал геном в нужном сайте-мишени, естественные механизмы репарации ДНК клеток имеют тенденцию восстанавливать срезы случайным образом. В результате ни одна из делеций близнецов не соответствовала мутации дельты 32.

Ни одна из зарегистрированных мутаций в генах, модифицированных CRISPR, не соответствует хорошо изученной мутации дельта 32, которая, как известно, придает устойчивость к инфекции определенными штаммами ВИЧ. Эта фигура была создана генетиком Массачусетского университета Шоном Райдером, руководствуясь слайдами, представленными Хэ Цзянькуй на саммите по редактированию генов на прошлой неделе. Шон Райдер

«Если Его целью было полностью воссоздать удаление 32-парных пар, он разработал эксперимент ужасно», – отмечает Дженнифер Филлипс , научный сотрудник Института нейронауки Университета Орегона. Есть способы сделать конкретное удаление, хотя такие методы имеют низкую вероятность успеха, добавляет она. «Я думаю, он просто выдвинул гипотезу, что любой старый индель в этом генетическом регионе выполнит работу и пойдет на это», – добавила она вчера в твиттере .

Что касается Филипса и Райдера в отношении новых мутаций, так это то, что нет способа узнать, эффективны ли они для предотвращения заражения ВИЧ или даже безопасны. В частности, у Nana есть две разные мутации, каждая из которых вызывает мутации со сдвигом рамки, которые могут привести к появлению белков с новыми функциями, неправильно свернутых белков или токсических, которые вызывают иммунные реакции.

Оба исследователя отмечают, что Он не пытался продемонстрировать, что любая из мутаций близнецов имела ожидаемый эффект и не была вредной для животных моделей. Он проверил эффект одной мутации гена CCR5 у мышей, но это была делеция из 23 пар оснований – даже не одна из мутаций в геномах девочек, отмечает Райдер в электронном письме. «Я не могу рискнуть догадаться о том, почему он решил начать имплантацию [эмбрионов] без предварительной оценки влияния этих мутаций на животных. Я полагаю, он предположил, правильно или неправильно, что все удаления в этом регионе будут иметь одинаковый эффект ».

Другой ученый, Федор Урнов , помощник директора Института биомедицинских наук им. Альтиуса, указал Райдеру в Твиттере, что мутации могли также быть проверены этическим путем у людей путем введения генетически модифицированных Т-клеток в кровоток взрослых пациентов. Нет никаких доказательств того, что Он это сделал, и он не сразу ответил на запрос о комментарии.

Мозаика младенцев

Другая проблема заключается в том, что процесс редактирования генов был неполным. При анализе ДНК, собранной из пуповинной крови, пуповины и плаценты, он обнаружил разные версии гена CCR5 у каждого из близнецов. Например, в Лулу половина последовательностей показала делецию из 15 пар оснований, а другая половина – неотредактированные последовательности.

Если Его целью было полностью воссоздать удаление из 32 пар оснований, он ужасно спланировал эксперимент.

Дженнифер Филлипс, Университет Орегона

Есть два возможных объяснения этому. Одна возможность состоит в том, что редактирование CRISPR изменило ген только на одной хромосоме, а другой оставил нетронутым. «Таким образом, вы можете получить два разных редактирования в одной и той же ячейке», – объясняет Райдер, подразумевая, что Лулу будет «гетероаллельным» для этих вариантов. Другая альтернатива состоит в том, что некоторые клетки в ее теле несут мутацию, в то время как другие полностью не изменены – ситуация, известная как мозаицизм.

В зависимости от того, как обстоят дела, и действительно ли мутантный ген эффективно предотвращает заражение ВИЧ, это может иметь определенные последствия для Лулу. Даже если аллель столь же эффективен, как и мутация дельта 32, она все равно может быть не защищена, поскольку все клетки будут иметь одну интактную копию рецептора. Если у нее мозаика, ее устойчивость к инфекции зависит от того, имеют ли специфические клетки, в которые входит ВИЧ, устойчивую копию или нет. Например, если у нее есть интактные копии гена в этих клетках, она не будет защищена. По словам Райдера, продолжать имплантацию эмбриона без какой-либо уверенности в том, что мутация будет иметь желаемый эффект, недобросовестно.

Что касается другого близнеца, результаты предполагают, что Nana несет две разные мутации, либо по одной на каждый аллель, либо альтернативно присутствует в клетках мозаичным образом: одну делецию из четырех пар оснований и вставку из одной пары оснований. Если один аллель защищает, а другой нет, то ее ситуация такая же, как у Лулу.

Другие непредвиденные последствия

Филлипс отмечает, что неизвестно, что могло произойти в половых клетках девочек, которые происходят от специфической линии клеток в ранней бластоцисте. «Если эти клетки имеют другие изменения, чем остальные соматические клетки организма, то, возможно, вы не будете знать ответ, пока не увидите ооциты», – говорит она. Это может иметь неизвестные последствия для будущих поколений, отмечает она. Данные секвенирования, которые он представил до сих пор, не получены из половых клеток.

Бурджо говорит, что существует также вероятность того, что фермент Cas9 теоретически мог бы разрезать другие части генома, что приводило к непреднамеренным эффектам вне цели. Может быть сложно обнаружить такие несчастные случаи, и он говорит, что не уверен, что тщательно проверял их. Но его больше всего беспокоит эффект CRISPR. Например, фермент Cas9 имеет тенденцию оставаться активным долгое время после того, как он сделал свой первый разрез, отрубая в целевом сайте после последовательных циклов митоза, в конечном итоге вызывая большие делеции. «Из недавней работы с мышами и человеческими эмбрионами мы видели много таких эффектов на мишени с довольно сильными эффектами на [хромосомы], – объясняет Бургио.

О судьбе близнецов можно только догадываться, говорит Бурджо. Он указывает, что дефицит CCR5 может сделать людей более уязвимыми к таким инфекциям, как вирус Западного Нила и грипп . «Я думаю, что они будут в порядке, – говорит он о близнецах, – но мы не знаем, каковы долгосрочные последствия этих генетических модификаций».

В целом, риски процедуры He, по-видимому, значительно перевешивают любые потенциальные выгоды от генетических модификаций, отмечает Филлипс. «Это ужасно ужасно. Выбор сделать это, информированное согласие, фактический план эксперимента, бремя доказывания, обоснование для нацеливания на этот конкретный ген – все это на низком уровне, все это шокирующе непрофессионально и неэтично. Здесь много, много слоев неправильности ».

Даже сейчас все еще не ясно, истинны ли Его утверждения. В конце концов, он объявил о процедуре через YouTube, а не в рецензируемом журнале. И согласно китайскому законодательству, Ему не разрешается публиковать последовательности генов детей или их родителей. Но учитывая небрежный, непрофессиональный характер, в котором Он разработал свой эксперимент, Бурджо считает, что это вряд ли будет ложью. «Это слишком плохо, чтобы быть неправдой», – говорит он.

Исправление (5 декабря): в предыдущей версии этой статьи ошибочно указывалось, что делеции генов обеих девочек вызывают мутации сдвига рамки, тогда как только мутации Наны – одна вставка и одна делеция – могут иметь этот эффект, основываясь на данных Он представил. Ученый сожалеет об ошибке.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *