Результатов удалось добиться благодаря редактированию генома эмбрионов на стадии одной клетки (зиготы) при помощи системы CRISPR-Cas9. Редактирование зигот заключалось в вырезании 32 нуклеотидов из последовательности гена CCR5, кодирующего рецептор, за который вирус прикрепляется клеткам крови.
Некоторая часть людей на Земле естественным образом обладает именно таким вариантом гена CCR5? и у них выявлена повышенная устойчивость к заражению ВИЧ. Подобная технология в будущем может помочь защитить от заражения вирусом иммунодефицита детей ВИЧ-инфицированных матерей с плохим ответом на противовирусную терапию.
Об успехах российских ученых в области борьбы с ВИЧ, а также о задачах генной инженерии корреспондент «Правды.Ру» побеседовал с Денисом Ребриковым, доктором биологических наук, профессором РАН, проректором по научной работе РНИМУ им. Н. И. Пирогова, заведующим лабораторией редактирования генома НМИЦ АГП им. В. И. Кулакова.
— Хотелось бы узнать подробности по вопросу создания устойчивых к ВИЧ человеческих эмбрионов?
— Вообще работать с системами редактирования генома эмбрионов человека начали не так давно. Первая попытка была предпринята китайскими исследователями в 2015 году, три года назад. Их работа с очень большим трудом пробивала себе дорогу в качестве публикации, поскольку научные журналы на тот момент плохо понимали, можно ли публиковать такие данные и насколько законодательно разрешено делать такие эксперименты. Изменение генома человека на уровне эмбриона — это новое направление, и оно пока плохо проработано как с точки зрения законодательной, так и на уровне восприятия обществом.
Наше общество очень консервативно. Даже ГМО, используемые в сельском хозяйстве уже более 30 лет, до сих пор вызывают у людей неоднозначное отношение. Уже два поколения выросло на ГМО. Многочисленные исследования доказали, что ГМО безопаснее для человека, чем «классические» сельхозтехнологии. А общество по-прежнему с опаской относится к растениям и животным, созданным с применением методов генной инженерии.
Но это и естественно: люди всегда с большим подозрением относятся к тому, чего они не понимают. Для них это черный ящик, красиво подаваемый в кинотеатрах блокбастерами о сумасшедших ученых, делающих мутантов в своих лабораториях. Поэтому вхождение технологий изменения генома эмбрионов человека в медицинскую практику будет трудным в первую очередь из-за восприятия обществом.
Возвращаясь к истории редактирования генома эмбрионов, следует уточнить, что, по сути, изменение ДНК проводят не на эмбрионе как таковом, а на одной-единственной клетке — зиготе, которая получается в результате оплодотворения: слияния яйцеклетки и сперматозоида. Зигота — это первая клетка, из которой развивается организм человека. Соответственно, самый удобный момент, когда мы можем поменять генетическую программу так, чтобы она была изменена во всем организме, — это стадия зиготы.
Хотя идея изменения генома зиготы лежит на поверхности, ее практическое воплощение до последнего времени было крайне трудоемким из-за недоразвитости технологий. Однако в последние три-четыре года появились высокоэффективные методы направленного изменения генома, основанные на бактериальной системе CRISPR/Cas.
— А какие стоят задачи перед этой генной технологией?
— Если говорить про изменение генома человека на уровне эмбриона, то медицинских задач под эту технологию сегодня не так уж и много. Дело в том, что появления большинства моногенных наследственных заболеваний у ребенка от данной пары родителей можно избежать и без изменения генома — простым отбором здорового эмбриона в рамках процедуры ЭКО.
Одна из потенциально актуальных задач для геномной медицины — создание ВИЧ-резистентных эмбрионов. Но в наших исследованиях выбор именно этой модели был не столько ради решения конкретной медицинской задачи, сколько ради отработки технологии точного внесения изменений в геном человека на уровне одной клетки. Сегодня для нас важнее понимать, что мы это умеем делать, что мы контролируем результат и что технология ведет себя предсказуемо.
При этом выбранная нами модель удобна тем, что мы, по сути, не создаем новый генотип, а лишь меняем один природный вариант на другой. Дело в том, что у некоторых людей (чаще в североевропейской популяции) присутствует вариант гена одного из поверхностных рецепторов клетки — химокинового рецептора 5 (CCR5), который неудобен для прикрепления вируса иммунодефицита к поверхности клетки. Оказалось, что такой «протективный» рецептор защищает клетки человека от проникновения вируса. Человек-носитель такого варианта CCR5 естественным образом защищен от ВИЧ-инфекции.
Геномное редактирование позволяет превратить обычный вариант рецептора в «протективный». Причем поменять код можно прямо на стадии одной клетки для любого эмбриона, даже если его родители не несли «протективного» варианта. То есть родители, у которых не было ВИЧ-резистентности, произведут на свет ребенка с ВИЧ-устойчивостью, потому что мы произведем небольшое изменение ДНК на стадии зиготы.
Повторю, плюс именно этой модели в том, что мы не выдумываем новый вариант гена, мы лишь переводим один-естественный вариант в другой, также присутствующий в человеческой популяции.
Теперь давайте посмотрим, где такую модификацию генома можно было бы применять на практике (в медицине). Известно, что большинство пациентов хорошо поддается лечению от ВИЧ современными препаратами и сегодня при правильной терапии человек с ВИЧ живет столько же, сколько без ВИЧ. Сама по себе ВИЧ-инфекция сегодня не является и противопоказанием для реализации репродуктивной функции: почти все дети у мам на антиретровирусной терапии рождаются без ВИЧ.
Но есть люди, у которых ответ на антиретровирусную терапию гораздо слабее, видимо, в связи с их индивидуальными генетическими особенностями. Если это молодая женщина и ей хочется реализовать репродуктивный потенциал, риск рождения ребенка с ВИЧ для нее будет гораздо выше среднего. Таким женщинам в будущем можно было бы предлагать сделать плод ВИЧ-резистентным, дабы уйти от риска ВИЧ-инфицирования.
Ранее «Правда.Ру» писала о предположениях, что ВИЧ-инфекция является продуктом биологических экспериментов.
Беседовала Лада Коротун
К публикации подготовила Светлана Широкова
Читайте также:
Генная инженерия приходит в соцсети
