Вы довольны своей внешностью? Наверняка у вас есть особенности и секреты, которые заставляют вас чувствовать себя неуверенно. Собираясь на очередное свидание, вы думаете о том, как хорошо проведете время с новым потенциальным партнером, или готовитесь к нему как к решающей битве, планируете, как вы скроете лишний вес, замаскируете дефекты кожи, попробуете казаться выше и стройнее, специально подчеркнёте свои достоинства?
Или представим родителей ребенка с редким инвалидизирующим заболеванием. Пока другие дети посещают дополнительные занятия по рисованию или играют в футбол, их ребенок прикован к постели и полностью лишен возможности удовлетворять свои базовые потребности.
И теперь вам говорят, что существует новое чудодейственное средство, способное решить вашу проблему раз и навсегда. Как вы поступите? Примите то, что дала вам природа, или вмешаетесь в естественный ход вещей? Будет ли для вас иметь значение, что общество может вас осудить? Сколько вы готовы заплатить за такое избавление, годовую или двухлетнюю зарплату? Что, если вам придется платить половину своего дохода всю оставшуюся жизнь?
Наш внешний вид определяется нашей генетической информацией, содержащейся в ДНК. Ваш цвет глаз, индекс массы тела, рост – все это записано в генах и унаследовано от родителей. Мы не могли повлиять на набор наших генов… до недавнего времени. С момента открытия ДНК и генетической информации люди не переставали фантазировать о ее редактировании.
Люди могут преследовать совершенно разные цели при редактировании генома, чаще всего это решение медицинских проблем. В настоящее время известно более 6 тысяч генетических заболеваний, многие из них несовместимы с жизнью, приводят к инвалидности, и ни одно из них не поддается лечению, мы можем только купировать их симптомы. С помощью методов редактирования генома возможно победить их все. Вполне возможно, что через пару сотен лет эти заболевания будут встречаться только в медицинских справочниках, рядом с побеждённой оспой и полиомиелитом (очень надеюсь, что ковид там тоже будет). Примерно 5-6% населения планеты имеют генетические заболевания, или генетическую предрасположенность к заболеваниям, причем каждый из нас является носителем около 5 наследственных заболеваний, которые могут убить или сильно ограничить качество жизни потомства. Вот почему очень сложно переоценить значение генной терапии.
Но это только верхушка айсберга; при редактировании генома автор проекта может преследовать совершенно разные цели, ограниченные лишь его фантазией. Возможны изменения, которые принесут пользу всему обществу, например, пожарные с огнеупорной кожей или постоянная генная вакцина против ВИЧ для всех новорожденных. И наоборот, например, какой-нибудь диктатор может захотеть создать себе армию из сильных и быстрых, но лишенных воли солдат. Или женщина, перенесшая десятки пластических операций, захочет родить ребенка с особенностями своей новой внешности, невзирая на последствия. Можно вспомнить Стивена Хокинга, который предупреждал об использовании генетической модификации людьми из высшего класса общества для “улучшения” себя до уровня superhuman, при том условии, что остальное общество останется в лучшем случае на том же, “естественном” уровне. Жуткая антиутопия, с разделением всего человечества на рабов, которые должны быстро взрослеть, выполнять свою социальную роль, а затем умирать до наступления старости, и хозяев - вечно молодых, сильных, умных, бесконечно тешащих свое эго. Общество может идти самыми разными путями развития, я уверен, что некоторые из них сейчас не может представить себе ни один писатель-фантаст. Но совершенно очевидно, что человечество само начнет творить собственную эволюцию, сводя к нулю влияние природных факторов и естественного отбора.
Прежде чем редактировать геном, необходимо определиться с современными методами. Глобально все методы делятся на 2 типа. В первом случае мы добавляем нужные гены, во втором — вырезаем ненужные. Рассмотрим подробнее каждый способ:
1. Добавление желаемого генетического материала или тканевая нанотрансфекция (ТНТ).
Одним из самых безопасных и эффективных является наноканальная или наноэлектропорация. В этом методе синтетические РНК и ДНК загружаются в специальное устройство с микрочипом. В чип встроены крошечные иглы, содержащие наноканалы, в которые загружаются синтетические РНК и ДНК. Биологический груз доставляется к клеткам с помощью небольшого электрического разряда, практически не ощущаемого пациентом. Эта процедура занимает меньше секунды и демонстрирует эффективность 98%. Также с помощью этого метода можно перепрограммировать клетки, то есть из клеток одного типа ткани получить клетки другого типа ткани. Это может оказаться очень полезным в будущем при развитии технологий, когда с помощью наноэлектропорации из жировой ткани пациента можно будет вырастить полноценный орган, например, почку.
Следующий метод – использование вирусных векторов. Суть метода заключается в том, что пациента заражают не способным к размножению вирусом с измененным генетическим материалом. В результате пациент получает необходимый ему ген, без риска спровоцированного вирусом канцерогенеза или получения инфекционного заболевания. Примерами использования этой технологии являются вакцины против ковида: BNT162b2 (BioNTech и Pfizer) или AZD1222 от AstraZeneca, а также векторный препарат Золгенсма, используемый для лечения спинальной мышечной атрофии, имеющий феноменальную стоимость – 2,1 миллиона долларов (цена актуальна на февраль 2023 года).
2. Методы, направленные на удаление ненужных генов. CRISPR/Cas9, TALEN и метод цинковых пальцев — это технологии, которые позволяют нам удалять нежелательную ДНК из нашего генома. Все они работают примерно по одной схеме, это частицы, имеющие в своем составе часть, отвечающую за распознавание мишени в генетическом коде, и фермент, отвечающий за разрезание ДНК.
Например, у человека повышен синтез белка амилоида, что приводит к развитию различных заболеваний, например, болезни Альцгеймера, мы можем вырезать ген, отвечающий за синтез этого белка, устранив первопричину заболевания. Также с помощью комбинации с ТNТ можно вырезать “сломанные” гены и вставлять нормальные. Этот метод можно использовать для лечения многих аутоиммунных заболеваний, например, диабета.
Одной из основных проблем всех методов редактирования генома является мозаичность. На данный момент невозможно внедрить агенты редактирования генома в 100% клеток-мишеней, это приводит к перепрограммированию лишь небольшой их части. Хотя стоит отметить, что для лечения многих заболеваний, например, миодистрофии Дюшенна, достаточно и 1% перепрограммированных клеток.
Если вам кажется, что редактирование генома человека возможно только в далеком будущем и всё это не про наше время и действительность, то стоит вспомнить самый громкий пример применения технологии на человеке. В ноябре 2018 года стало известно, что группе китайских учёных под руководством Хэ Цзянькуя удалось создать первых в мире людей с искусственно модифицированными генами — двух девочек-близняшек с отключенным геном CCR5, которые, как предполагается, обладают иммунитетом к вирусу иммунодефицита человека. Эксперимент раскритиковали за нарушение многочисленных научных и этических правил, но факт создания генетически модифицированных людей навсегда останется в истории мировой науки.
К достоинствам многих методов редактирования генома также относится и их относительная простота, а также постепенное снижение стоимости с течением времени и развитием технологий. Уже сейчас в мире появляются биохакеры, которые прямо у себя на кухне делают для личного использования генные вакцины от ковида, или блокаторы миостатина чтобы быстрее набрать мышечную массу без тренировок. Например, на фоне официальной науки с ее сводом этических правил контрастно выделяется проект Odin (https://www.the-odin.com/). Сотрудники проекта позиционируют себя как биохакеры, или даже биопанки, делая технологию редактирования генома доступной каждому. Команда Одина утверждает, что каждый должен иметь возможность готовить реагенты у себя на кухне, чтобы редактировать те элементы своего генома, которые ему не нравятся. Также неоднократно ими высказывались идеи по снижению доходов индустрии красоты, фармакологии и медицины из-за массового использования технологий редактирования генома. Компания также реализует лабораторное оборудование и реагенты для практики самостоятельного редактирования генома в домашних условиях. Изменить цвет глаз или волос у вас, конечно, не получится, но вы сможете почувствовать себя настоящим ученым и заставить дрожжи светиться в темноте, а затем сварить из них светящееся пиво.
Среди потенциальных побочных эффектов геномной модификации можно выделить канцерогенез, развитие аутоиммунных заболеваний, нарушение функционирования других генов, а также некроз и анафилактический шок. Геном человека еще изучается и не все пути изучены, никто не может гарантировать, что вы отключите ген, отвечающий за подагру, и при этом у вас не будет камней в почках, умственной отсталости и задержки воды в организме. Эти побочные эффекты, довольно часто, отсрочены во времени, поэтому часто не указываются в результатах коротких исследований. Животные модели также не всегда гарантируют безопасность модификации наследственной информации, поскольку механизмы генетической регуляции у всех живых организмов различны.
Для широкого применения на людях необходимо убедиться в безопасности технологии, уровне выживаемости трансфицированных клеток, найти лучший способ расчета дозировок вводимых веществ, а главное, научиться модифицировать все клетки организма, а не несколько процентов.
Общественное порицание – еще одна проблема, с которой придётся столкнуться. На данный момент в обществе нет единого мнения о пользе редактирования генома. Люди оценивают этот вопрос через призму своих стереотипов, знаний и религиозных убеждений. Давайте посмотрим на некоторые диаграммы из социальных опросов:
1. Первый и вполне ожидаемый опрос, показывающий, что чем выше религиозные убеждения, тем выше неприятие генетического редактирования.
2. Как осведомленность о методах геномного редактирования может повлиять на решение использовать эту технологию? Все логично, неосведомленные люди больше боятся процедуры, о которой мало знают и которая им непонятна.
Лишь немногие лидеры мнений и знаменитости, например, Билл Гейтс поддержали положительный потенциал методов генетической модификации. А пионер редактирования генома человека Хэ Цзянькуй был приговорен к трем годам тюремного заключения и штрафу в 3 миллиона юаней.
И если какие-то морально-этические ограничения кажутся вам абсолютно абсурдными или наоборот, их правота нерушима, предлагаю вам ответить на несколько вопросов морального выбора.
В заключение стоит сказать, что генетическая модификация – это не прогулка по солнечной лужайке, это блуждание по лабиринту, практически в полной темноте. Исправив один дефект, мы можем создать несколько новых, поэтому вопрос геномной модификации необходимо тщательно изучать, находить новые пути и проводить эксперименты. По мере развития технологий необходимо также решать этические вопросы. То, что приемлемо сегодня, было неприемлемо 100 лет назад и наказуемо 1000 лет назад. Возможно, будущие поколения столкнутся с моральным выбором такой сложности, который мы и не можем себе представить. И самое главное, по какому пути мы пойдем, получив ключи от нашего генома?
Генетическое разнообразие является ключом к выживанию любого биологического вида при изменениях окружающей среды, чем однообразнее особи, тем выше вероятность того, что все погибнут в условиях очередного катаклизма. Человечество неоднократно оказывалось на грани гибели по естественным причинам, и кто знает, смогут ли идеальные генетически модифицированные люди будущего противостоять взрыву Йеллоустонского супервулкана и последующему изменению климата, обладая набором генов, повышающих сексуальные качества, дающих вечную молодость и подтянутую фигуру.
