Oamenii de știință au raportat pentru prima dată anul acesta modificarea selectivă a genelor în embrioni umani viabile. De aproape cinci ani, cercetătorii au folosit foarfecele moleculare cunoscute sub numele de CRISPR/Cas9 pentru a face modificări precise în ADN-ul animalelor. Dar utilizarea sa în embrioni umani are implicații mai profunde, spun cercetătorii și eticienii.
„Acum ne putem schimba literalmente propria specie”, spune Mildred Solomon, bioetician și președinte al Centrului Hastings, un institut de cercetare în bioetică din Garrison, NY.
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
CRISPR/Cas9 este un sistem imunitar bacterian (SN: 15/04/17, str. 22) s-a transformat într-un instrument puternic de editare genetică. Descris pentru prima dată în 2012, editorul constă dintr-o enzimă de tăiere a ADN-ului numită Cas9 și o bucată scurtă de ARN care ghidează enzima către un anumit loc pe care oamenii de știință doresc să îl editeze. Odată ce mașina de editare ajunge la destinație, Cas9 scindează ADN-ul. Celulele pot repara ruptura prin lipirea capetele tăiate înapoi împreună sau prin lipirea în altă bucată de ADN. Oamenii de știință au dezvoltat variații ale editorului care fac alte modificări ADN-ului fără tăiere, inclusiv o versiune descrisă în octombrie, care realizează o conversie anterior imposibilă a unei baze de ADN în alta.
Dacă oamenii de știință ar trebui să folosească puterea CRISPR/Cas9 pentru a crea copii modificați genetic este o chestiune de dezbatere aprinsă. Până în martie, bătăliile au fost în mare parte academice, deoarece încercările anterioare de a edita embrioni umani au fost făcute în embrioni care nu s-ar dezvolta niciodată într-un copil (SN Online: 4/8/16; SN Online: 23.04.15). Dar, în martie, Lichun Tang de la Centrul de Cercetare Proteome din Beijing și colegii săi au raportat că au folosit CRISPR/Cas9 pentru a corecta mutațiile care cauzează boli într-un număr mic de embrioni umani viabili. Alte grupuri au postat rapoarte separate despre repararea CRISPR/Cas9 la embrioni umani viabile în august și octombrie.
Abonați-vă la Știri științifice
Primiți jurnalism științific excelent, de la cea mai de încredere sursă, livrat la ușa dumneavoastră.
Împreună, studiile ilustrează faptul că tehnologia de editare a genelor poate face o varietate de modificări în ADN-ul uman, care ar dura o viață și s-ar extinde de-a lungul generațiilor. Este relativa ușurință și permanență care îi fac pe mulți oameni îngrijorați că CRISPR/Cas9 ar putea duce la noi clase de oameni îmbunătățiți genetic și la discriminare față de alții născuți cu boli genetice necorectate. Dusă la extreme, acea discriminare s-ar putea extinde și asupra persoanelor ai căror părinți au ales să nu modifice (sau nu au avut mijloacele) genetic puterea atletică, capacitatea intelectuală sau alte caracteristici ale copiilor lor.
În februarie, un grup de eticieni și alți experți reuniți de Academiile Naționale de Științe, Inginerie și Medicină din SUA au avertizat împotriva utilizării CRISPR pentru a îmbunătăți sănătatea sau alte trăsături. Dar panelul a spus că utilizarea editării genelor umane pentru a corecta bolile, în anumite circumstanțe, ar putea fi permisă (SN: 18.3.17, str. 7).
Niciun copil nu s-a născut cu modificări făcute de CRISPR/Cas9 sau de orice altă tehnologie de editare genetică. Dar ar putea fi doar o chestiune de timp. „Nu aș fi surprins dacă ar exista un copil modificat cu CRISPR undeva în lume în următorii doi ani”, a declarat pionierul CRISPR Jennifer Doudna de la Universitatea din California, Berkeley, pe 26 octombrie, la San Francisco, la Conferința Mondială a Științei. Jurnaliştii. Doudna a spus că nu acceptă utilizarea CRISPR/Cas9 pentru a face copii modificați genetic.
Cercetătorii, inclusiv Shoukhrat Mitalipov de la Oregon Health & Science University din Portland, spun că îmbunătățirea tehnologiei pentru a o face mai sigură și mai eficientă este importantă pentru combaterea bolilor genetice la sursa lor – genele defecte. Un studiu al lui Mitalipov și al colegilor, publicat în Natură în august, sugerează că a face așa-numiții „bebe de designer” ar putea fi mai greu decât se așteaptă oamenii (SN: 9/2/17, str. 6). În loc să folosească o bucată de ADN pe care cercetătorii au injectat-o pentru a repara tăieturile făcute de CRISPR/Cas9, embrionii umani și-au folosit propriul ADN dintr-un alt cromozom ca șablon de reparare. Acest lucru ar putea face mai dificilă adăugarea de gene externe pentru a îmbunătăți trăsăturile, dar repararea unor mutații care cauzează boli ar fi potențial mai ușoară, spune Mitalipov. Dacă există o copie sănătoasă a genei, celula, teoretic, ar folosi-o ca șablon de reparare.
Rescrie genetică
Editorii de baze fuzionează enzimele care pot modifica structura chimică a bazelor ADN într-o versiune „moartă” a CRISPR/Cas9 care nu taie ADN-ul. Primii editori de bază dezvoltați în 2016 folosesc citidin deaminaza pentru a schimba perechile de baze CG în perechi TA (sus). Un nou editor de baze (de jos) folosește ADN adenin deaminaza pentru a face schimbarea opusă, transformând perechile de baze AT în perechi GC.
Studiul a fost în curând criticat de alți cercetători. „Dovezile pentru remediere nu există”, spune Dieter Egli, un biolog de dezvoltare la Universitatea Columbia. Mitalipov și colegii nu au prezentat suficiente date pentru a susține interpretarea lor, spune el. Egli și colegii și-au postat criticile online pe 28 august la bioRxiv.org. „Concluzia că a avut loc corecția este, în cel mai bun caz, prematură”, spune Egli. „În cel mai rău caz, ar putea fi fals.”
Mitalipov și colega din Oregon, Paula Amato, spun că au prezentat mai multe dovezi pentru a susține afirmația lor Natură și sper să publicăm datele în curând. Descoperirea trebuie să fie replicată de alte grupuri, spune Amato, dar „momentan, ne menținem concluziile”.
De asemenea, ar putea fi posibilă repararea mutațiilor genetice fără nicio tăiere. Prin tocirea lamelor lui Cas9, cercetătorii conduși de David Liu de la Universitatea Harvard au dezvoltat „editori de bază”. Enzima poate prinde ADN-ul, dar nu poate tăia prin el. Cercetătorii au atașat alte enzime care schimbă chimic o bază ADN-ului în alta. Bazele ADN sunt partea purtătoare de informații a moleculei de ADN și sunt adesea reprezentate de A, C, T și G. În 2016, Liu a descris un editor de baze care transformă un C într-un T.
Apoi, o echipă de cercetători chinezi a folosit acel editor de bază pentru a corecta o mutație la embrioni umani care provoacă tulburarea sanguină beta-talasemie, a raportat 23 septembrie în Proteine și celule (SN: 25.11.17, str. 7). În octombrie, Liu și colegii au raportat că au creat un alt editor de bază care poate face un truc anterior imposibil: convertirea unui A într-un G. Cei doi editori de bază împreună le-ar putea permite cercetătorilor să repare majoritatea mutațiilor de bază unice responsabile de cauzarea omului. boli, cum ar fi anemia cu celule secera, distrofia musculara si fibroza chistica.
Dar înainte ca orice tip de editare a embrionilor umani să poată fi utilizat în clinică, aceasta trebuie să fie la fel de sigură și eficientă ca și metodele existente de screening a embrionilor. Astăzi, medicii care lucrează cu embrioni creați prin fertilizare in vitro pot extrage câteva celule pentru testare genetică într-un proces numit diagnostic genetic preimplantare sau PGD. Embrionii care nu au mutații pot fi transferați în uterul unei femei pentru a stabili o sarcină. În unele cazuri rare, cuplurile pot să nu producă embrioni sănătoși. Editarea viitoare a genelor ar putea ajuta aceste cupluri să aibă un copil biologic sănătos. Pentru alte cupluri, editarea genelor ar putea crește numărul de embrioni sănătoși disponibili prin repararea unora care altfel ar fi aruncați, spune Amato. „Dacă s-a dovedit a fi la fel de sigur și de eficient ca PGD, aș spune: „De ce să nu îl folosiți?” ”