The Village попытался разобраться, научатся ли учёные лечить генетические заболевания, можно ли «заказать» ребёнка с определёнными качествами и действительно ли клонирование бесполезно.
В Великобритании выдано первое разрешение на редактирование генома эмбриона человека в научных целях. В будущем эта технология, возможно, позволит избегать наследственных заболеваний. О том, что это означает для науки и медицины, а также о том, можно ли заранее узнать о своей склонности к определённым болезням, The Village рассказал профессор Ратгерского университета США и профессор Сколковского института науки и технологий Константин Северинов.
О решении генетических проблем
— Новости о том, что лечить наследственные заболевания можно будет на стадии эмбриона, звучат фантастически. Что это за технология, когда она появилась?
— Это существующая пару лет технология CRISPR/Cas9, которая позволяет целенаправленно менять последовательность ДНК в клетках высших организмов, будь то рыба, кошка или человек. Такого рода изменения позволяют — по крайней мере, теоретически — бороться с генетическими заболеваниями. Это новая технология, которая, безусловно, ещё не вошла в медицинскую практику, хотя опыты уже успешно проводятся на животных. Учитывая значительный потенциал этой технологии, необходимо проводить опыты и на людях, потому что конечная цель таких работ, помимо удовлетворения учёными собственного интереса, — это как раз исправление генетических ошибок, мутаций, которые приводят к заболеваниям.
— А каких болезней, например, можно будет избежать?
— Есть целый ряд наследуемых болезней, которые возникают на стадии оплодотворённой яйцеклетки. Простой пример — гемофилия.
Цесаревич Алексей «подцепил» гемофилию, потому что у его бабки по материнской линии, королевы Виктории, была соответствующая мутация. Такого рода болезни, в принципе, можно было бы лечить, если уметь на стадии эмбриона выявлять генетическое повреждение и редактировать его. Тогда цесаревич Алексей был бы здоров.
— Обычному человеку, не генетику или биологу, сложно себе представить, как это работает. Объясните общедоступно, как редактируются «плохие» клетки?
— У нас двойной набор хромосом и, соответственно, двойной набор генов: один от папы, другой от мамы. Мы получаем эти наборы при зачатии, и из одной-единственной клетки — оплодотворённого яйца — возникает целый человек, например вы или я, содержащий в себе несколько триллионов клеток, и все они — потомки исходной оплодотворённой яйцеклетки. Если исходно присутствовало какое-то повреждение, мутация (папа, например, дал нефункциональный ген, а мама — хороший), человек будет носителем такой неудачной копии, но при этом более или менее здоровым. А теперь представим, что два носителя повреждённых генов, зная или не зная об этом, решили создать семью и завести ребёнка. С вероятностью в 25 % он получит плохие копии и от папы, и от мамы, родится больной и, возможно, даже умрёт. Изменить здесь что-либо нельзя, потому что это генетическая болезнь, лекарства бесполезны. Генетическое заболевание — это, по сути, опечатка в тексте ДНК, которую хотелось бы исправить, переписать. Технология CRISPR/Cas9 позволяет ввести в ДНК раскус — это скальпель, которым можно разрезать ДНК в любом месте, а затем залатать дырочку. Это значит, что можно изменить «неправильную» копию гена на «правильную», то есть вылечить генетическое заболевание.
— До сих пор подобные опыты проводились только на животных. Где гарантии, что опыты на человеке будут безопасными?
— С точки зрения молекулярного биолога никакой принципиальной разницы между клетками человека, свиньи или курицы нет, потому что сами по себе технологии геномного редактирования с помощью CRISPR/Cas9 не привязаны к конкретному организму. С помощью этой технологии создают мышек, рыбок, мушек, червяков и свиней — это уже работает с изменёнными геномами и широко используется в лабораторной практике. Другой вопрос, что, если вы хотите лечить наследственные заболевания, вам придётся работать с клетками человека и с эмбрионами.
— А здесь уже возникают этические вопросы…
— В случае с людьми, безусловно, есть проблемы. Опыты по генетической инженерии людей в принципе запрещены, то есть нет легальной базы, которая позволяла бы это делать. Но в Великобритании выдали разрешение, которое позволяет редактировать человеческие эмбрионы. Когда в клиниках делают ЭКО, остаются десятки и сотни невостребованных оплодотворённых яйцеклеток и ранних эмбрионов, которых не подсадили матерям. Они хранятся в холодильниках, и в конце концов их выбрасывают. И в Англии разрешили использовать этот материал, чтобы проводить опыты по редактированию и давать им чуть-чуть поразвиваться — в течение 11 дней. Эмбрион развивается в пробирке, а потом его нужно уничтожить. Критики утверждают, что такие эмбрионы при имплантации в женскую матку могли бы развиться в человека, который стал бы настоящей личностью и имел бы бессмертную душу, если вы в это верите. А тут получается, что мы взяли эту бессмертную душу, поменяли геном (если у души есть геном), а потом развалили на части.
О мире идеальных людей
— Можно ли будет с помощью такого редактирования устранять вообще все человеческие проблемы, связанные, например, с внешностью? И создавать совершенных, красивых и здоровых людей?
— Понятия «абсолютно здоровые люди» не существует. Мы все разные, потому что у нас разные гены. Каждый человек содержит в себе генетическую «книгу» от папы размером в 3 миллиарда букв (это наш геном) и очень похожую «книгу» от мамы. При этом книги-геномы разных людей отличаются друг от друга в среднем на одну букву из тысячи. Получается, что между вами и мной три миллиона отличий (считайте, три миллиона мутаций), при этом все они разбросаны по самым разным местам нашего «текста». Поэтому сказать, кто из нас лучше, невозможно. Когда мы делаем детей, то обмениваемся этими опечатками в случайном порядке, поэтому есть братья и сестры, и если они не близнецы, то не очень похожи друг на друга. Мы все очень разные.
— То есть «отредактировать» эмбрион до идеального состояния нельзя?
— Непонятно, что такое идеальное состояние. Если допустить его существование, нужно принять, что кто-то из нас лучше другого. Конечно, есть очевидно нехорошие вещи, такие как гемофилия и прочие заболевания, которые в современных условиях делают людей несчастными. Они возникают в результате мутаций в каком-нибудь одном гене. Но огромное количество мутаций и их комбинаций делают вас в одном чуть хуже, но зато лучше в другом. Шизофреники, например, могут быть талантливыми поэтами, у многих евреев ашкенази есть проблема с липидным обменом, которая генетически проявляется на уровне болезни Тея — Сакса. Но с другой стороны, эти же мутации (но в других комбинациях) увеличивают количество связей нервных клеток в мозгу. И, возможно, делают людей чуть сообразительнее.
— Таких взаимосвязанных вещей в генетике много?
— Их огромное количество. Но большинство генетических изменений имеют крайне сложные проявления. За внешний вид ответственно не одно изменение в ДНК, а сотни и тысячи. И учёные в большинстве случаев понятия не имеют, как именно и какой набор мутаций ответственен за характеристики отдельного человека. Я уж не говорю о таких факторах, как образование, культура, среда, которые оказывают сильнейшее влияние, так что ни о каких генетических идеалах речи быть не может.
— Нельзя создать «на заказ» красивого, сильного и умного ребёнка?
— Красота — понятие культурное, субъективное. Плюс заказать красивого, сильного и умного ребёнка нельзя, потому что неясно, какие гены отвечают за эти свойства и есть ли такие гены вообще. А если и представить, что вы сделали кого-то генетически умным, где гарантия, что он или она будет хорошо учиться в школе и в итоге вы получите то, что хотели?
— Но вот пол ребёнка уже сейчас в некоторых странах можно выбрать, так?
— Здесь всё просто. Пол определяется тем, какой сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку. Это не имеет никакого отношения к генетической инженерии. Есть два типа сперматозоидов, их можно физически разделить на носителей мужской или женской хромосомы, а потом оплодотворить яйцеклетку теми или другими, и у вас будет большее количество эмбрионов мальчиков или девочек. Вы можете их подсадить суррогатной или настоящей матери, и она выносит человека того пола, который вам нужен.
— А что насчёт создания ребёнка сразу от трёх родителей? Учёные из Великобритании говорят, что такие дети могут появиться на свет уже через пару лет.
— Это яркий заголовок журналистов — чтобы было красивее и загадочнее. Дело в том, что, кроме тех генов, которые дают папа и мама (они находятся в хромосомах, которых у человека, как известно, 46), в наших клетках есть ещё органелла — митохондрия, в России её любят называть энергетической станцией клетки. Это потомок бактерии, которая давно, когда ещё не было людей, оказалась захвачена предком всех наших клеток и сидит теперь в наших клетках и снабжает их энергией. У митохондрий есть некоторое количество оставшихся от бактерий генов, и все митохондрии передаются от мамы, они есть только в яйцеклетке. И тут возникает проблема, потому что некоторые женщины являются носителем мутаций в митохондриальных ДНК, которые приводят к ряду тяжёлых заболеваний у детей. Чтобы такого не происходило, можно получить оплодотворённую яйцеклетку, в которой митохондрии — не от мамы, а от кого-то ещё. Если такой человек родится, у него в некотором смысле будет три родителя: папа дал одни хромосомные гены, мама — другие, а третий человек — митохондрии. От общего количества генов митохондриальные составляют очень мало — сотые процента.
О генетических тестах
— Сейчас в России набирают популярность так называемые генетические тесты, с помощью которых, сдав слюну за 15–20 тысяч рублей, можно узнать о своей предрасположенности к различным болезням или даже о склонностях к определённым профессиям. Это действительно работает? Стоит ли доверять таким тестам?
— Это вопрос из разряда «Стоит ли доверять гороскопам?». Вы можете прочитать его в бесплатной газете, а можете заплатить 20 тысяч рублей и получить особый генетический гороскоп. Изначально такого рода сервисы появились в США, и там, слава богу, государственные организации запретили этим компаниям выдавать медицинские рекомендации, и ими пользуются любители генеалогии. Тесты, по идее, должны определять наличие тех самых «опечаток», о которых я говорил. И есть исследования, которые пытаются связать наличие тех или иных изменений в ДНК с теми или другими свойствами. Но если у вас есть муковисцидоз или гемофилия, вы и так об этом узнаете, для этого никуда ходить не надо.
Генетические тесты основываются на работах, которые, к примеру, изучили данные 100 тысяч человек и выяснили, что у группы с определённым набором мутаций повышен риск того или иного заболевания. Ровно такого рода информацию вы и получите — речь идёт о рисках, а не о заболеваниях. Ведь само по себе наличие этих мутаций не означает, что вы заболеете. Кроме того, в большинстве случаев эти риски настолько малы, что данные не могут стать руководством к действию для конкретного человека. Поэтому большинство таких сервисов по итогам генетических тестов дают рекомендации типа «Вам нужно больше бегать и меньше курить». Если вам нужен такой совет за 20 тысяч рублей, пожалуйста.
Никакого сервиса, который может чётко сказать, что вы заболеете раком через какое-то время, нет и не может быть. Но можно сказать, что любой из нас заболеет раком, если только доживёт до него
— А выявить предрасположенность к раку с помощью таких тестов возможно?
— Вероятность заболевания раком точно просчитать невозможно. Это сложная болезнь, которая возникает не только за счёт генетических предрасположенностей, но и за счёт образа жизни, влияния внешней среды и ещё миллиона всяких вещей, в частности возраста. Никакого сервиса, который может чётко сказать, что вы заболеете раком через какое-то время, нет и не может быть. Но можно сказать, что любой из нас заболеет раком, если только доживёт до него.
— Для планирования семьи это тоже бесполезно? Речь о ситуации, когда будущие родители идут в такую компанию, чтобы до зачатия определить, могут ли они передать детям какое-то генетическое заболевание.
— Мне кажется, что это скорее такой хипстерский способ казаться умнее, чем ты есть на самом деле. Потом можно получить результаты теста, прийти в бар или офис и сказать: «Я это сделал», — вызвав тем самым уважение и зависть окружающих. Медицинское значение таких тестов близко к нулю. Доктора совершенно не знают, что с такого рода информацией делать, как её интерпретировать. Но не исключено, что в будущем за счёт более широкого охвата и долгосрочных исследований эти сервисы смогут давать более точные предсказания и станут частью практической медицины.
— В целом складывается впечатление, что сейчас некий переломный момент в науке. Что ещё немного — и начнут выращивать органы и клонировать человека. Это так?
— Зачем нужно клонирование человека, пока непонятно. Сейчас в этом нет никакой проблемы — ни теоретической, ни практической. Просто клонирование запрещено по целому ряду философских и этических соображений. А главное, оно абсолютно не нужно, это ненаучный вопрос. Допустим, вам нравится Владимир Путин, и вы решили клонировать Путина…
— Нет, давайте лучше не будем…
— Ну хорошо, возьмём другой пример. Вы решили клонировать себя. Если рассматривать это как способ обретения вечной жизни, то возникший человек к вам не будет иметь никакого отношения, кроме того, что он будет вам генетически идентичен. Он будет другим, он будет жить в другом обществе, говорить и думать, возможно, на другом языке, читать другие книжки. Если же рассматривать клонирование как способ получения органов, то здесь тоже есть проблемы. Если у меня сейчас болит печень и я решил создать клона, чтобы из него потом эту печень, грубо говоря, вырезать, мне придётся дожить до того времени, когда он вырастет, чтобы печень мне подошла.
— А выращивать органы ещё не научились?
— Пока это нерешённая задача. Есть большой шум в СМИ, но выращенных полноценных органов не существует. Возможно, более перспективно использование органов животных для пересадки человеку. Например, так можно будет использовать свиней, они на нас физиологически похожи.
— И такие органы будут приживаться?
— Речь идёт о генно-модифицированных свиньях. Они будут сделаны таким образом, чтобы у человека не возникло особых иммунных проблем. Но вначале должно быть выдано разрешение на использование генно-модифицированных клеточных продуктов и органов в биомедицине, а сейчас его нет.
— Когда это всё может быть реализовано?
— Предсказывать будущее бессмысленно. Два года назад мы и мечтать не могли о такой технологии, как CRISPR/Cas9. И возникла она только потому, что люди изучали, как бактерии борются с вирусами, а не потому, что они исследовали генетические болезни. Это говорит о том, что научный прогресс имеет не прямую траекторию, а очень извилистую и непонятную. Именно это делает занятие наукой интересным и захватывающим процессом.