Китай против рака: генетики испытают CRISPR на людях

Недавно китайские ученые получили разрешение на редактирование генома взрослого человека: первый в мире подобный эксперимент с использованием технологии CRISPR/Cas9 — так называемых «ножниц для ДНК» — состоится уже в августе. Сотрудники Сычуаньского университета собираются применить CRISPR для модификации Т-лимфоцитов пациентов с раком легких. Почему именно Китай претендует на лидерство в области биотехнологий и смогут ли российские генетики лечить людей с помощью новейшего метода, разбирался «Футурист».

В области генной инженерии Китай — бесспорный претендент на лидерство. В начале 2016 года группа британских ученых получила разрешение на редактирование генома человеческих эмбрионов. Исследователи планировали выяснить причины бесплодия и попытаться их устранить, используя новейший инструмент CRISPR-Cas9. Однако китайцы опередили своих британских коллег: еще в апреле 2015 стали известны результаты экспериментальной «починки» дефектного гена, отвечающего за возникновение серповидно-клеточной анемии. Впрочем, эксперимент прошел не слишком удачно, так как внедрить правильный ген удалось лишь в 4 эмбриона из 28 выживших (всего для эксперимента были отобраны 89 эмбрионов).

Вот и сейчас китайские ученые получили разрешение на первый в мире эксперимент по редактированию генома взрослого человека с помощью CRISPR/Cas9. Ранее ученые из США сообщали об одобрении подобных исследований, однако проведение опытов назначено на конец 2016 года, в то время как Китай собирается тестировать технологию уже в августе.

Сотрудники Сычуаньского университета собираются применить CRISPR для модификации Т-лимфоцитов пациентов с раком легких. Исследователи видят в этой технологии уникальную возможность излечения раковых опухолей.

«Для людей с раком легких число возможных опций по борьбе с опухолью крайне невелико. Эта технология имеет множество плюсов, особенно для тех пациентов, с которыми мы работаем каждый день в нашей клинике», — заявил Лу Ю (Lu You) из госпиталя университета провинции Сычуань в Чэнду (Китай).

Поведением иммунных клеток управляет белок PD-1 – мембранный рецептор, расположенный на поверхности Т-клеток. Он подавляет способность иммунных клеток атаковать здоровые клетки организма. Однако по этой же причине лимфоциты не могут уничтожить раковые клетки. Не так давно биологи выяснили, что удаление или отключение этого гена заставляет иммунные клетки атаковать раковые опухоли и уничтожать их. Соответствующие эксперименты уже были проведены на животных.

Китайские медики собираются извлечь Т-лимфоциты из крови пациентов и »перепрограммировать» ДНК. С помощью системы CRISPR-Cas9 они удалят ген, кодирующий белок PD-1. Если лимфоциты будут активно узнавать раковые клетки, это замедлит ход болезни и сдержит возникновение опухоли. После перекодирования ДНК модифицированные Т-клетки размножат в лаборатории и введут пациентам обратно в кровоток.

Вышеупомянутые опыты, проведенные на дефектных зародышах человека в прошлом году, показали, что CRISPR/Cas9 иногда меняет устройство совсем не тех участков ДНК, которые должны были быть отредактированы. По этой причине исследователи из Сычуаня введут Т-лимфоциты в организм пациентов лишь после тщательной проверки внесенных в ДНК изменений. Вероятность сбоя в работе иммунных клеток остается высокой: лимфоциты могут начать атаковать не только раковые опухоли, но и здоровые ткани организма, что может повлечь за собой летальный исход. Кроме того, не следует надеяться на чудесное исцеление участников эксперимента. Исследователи будут работать с неоперабельными пациентами, страдающими от метастазирующего рака: в этом случае результаты можно считать хорошими, если болезнь хотя бы замедлит свое течение. Однако участники осведомлены об опасности и сознательно идут на риск ради блага науки и спасения жизни других онкобольных

Китайские ученые надеются, что они станут лидерами в области, которая сдерживается в других странах из морально-этических соображений. И у них есть все шансы.

Быстрый прогресс от исследовательской лаборатории до клиники в Китае обусловлен несколькими факторами. Во-первых, уровень научных исследований и научных кадров в этой стране действительно впечатляет. Китайские ученые имеют доступ к самым последним техническим решениям. Во-вторых, государство всемерно поддерживает внедрение научных разработок в практику. Это выражается в том числе доступными процедурами оформления разрешений на подобные работы. В-третьих, общество и государство поддерживает науку вообще. Сложно представить, чтобы научно-технический прогресс в Китае затормозился из-за обывательских мифов и страхов (да, это про мракобесие с ГМО в России), — рассказал «Футуристу» Александр Лавров, заведующий лабораторией мутагенеза в ФГБНУ «Медико-генетический научный центр» (МГНЦ)

Кроме того, в Китае нет настолько жестких ограничений по безопасности, как в США и Европе.

Российские лаборатории тоже занимаются исследованиями системы CRISPR/Cas9. В частности, ФГБНУ «МГНЦ» разрабатывает метод лечения одного из самых частых моногенных заболеваний — муковисцидоза — с помощью «генных ножниц». Химико-биологический институт Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта и новосибирский Институт цитологии и генетики пытаются адаптировать систему CRISPR/Cas9 под работу с митохондриями, так как элементы системы, узнающие мутацию, с трудом проникают внутрь мутантных митохондриальных ДНК. Недавно Россия и Китай совместно открыли новую CRISPR-систему, которая работает с РНК. Однако все исследования пока находятся в доклинической стадии.

У российских инвесторов также просыпается интерес к генной инженерии. Так, одним из лауреатов конкурса «ОнкоБиоМед-2015» стали участники с проектом TALEN-опосредованного лечения ВИЧ.

«Появление новых инструментов редактирования генома, новых компаний-стартапов в области генной терапии, и зарегистрированных геннотерапевтических препаратов в практике здравоохранения увеличивает интерес инвесторов к генной терапии. С 2013-2015 года тренд роста интереса инвесторов к генной терапии появился на рынке капитала в США, он распространяется за рубежом, в том числе и в России. Здесь нет ничего удивительного. Это связано с тем, что появление в практике новых технологий и новых препаратов, подобных нашему, открывает дорогу и инвесторам, и новым разработчикам, и в целом развивает отрасль. А с ростом инвестиций в генную терапию увеличиваются средства в отрасли и шансы на более активное внедрение таких технологий в практическое здравоохранение. Уже с прошлого года, мы, несмотря на пессимизм российского фондового рынка, отмечаем стойкое и сильное увеличение интереса инвесторов к нашим гентерапевтическим продуктам, которые находятся на разных стадиях развития, » — отмечает директор Института стволовых клеток человека (ИСКЧ) Артур Исаев.

Во многом внедрению технологии во врачебную практику будут мешать этические аспекты. На философском семинаре ФГБНУ “Институт философии РАН” и ФГБНУ “МГНЦ”, обсуждались основные проблемы, с которыми может столкнуться человечество, когда редактирование генома войдет в повседневную практику. Это риск неточного редактирования, трудность предсказания последствий изменений генов, с которыми столкнется человеческая популяция, необходимость изучения последствий в ряду поколений носителей измененных генов, невозможность ограничения распространения модифицирования генов. Кроме того, генетические улучшения в отдельных популяциях могут стать источником социального неравенства.

Тем не менее, по мнению Дмитрия Гольдштейна, заведующего лабораторией генетики стволовых клеток ФГБНУ “МГНЦ”, основные этические проблемы сводятся лишь к вопросам безопасности, а законодательные запреты — вопрос лишь здравого смысла.

«Мы должны решить: конвенция для человека или человек для конвенции. Человек, безусловно, первичен», – заявил на семинаре Дмитрий Голдштейн.

Александр Лавров уверен: никакие опасения и дискуссии об этике не помешают рано или поздно ввести «генные ножницы» в российскую лечебную практику.

«Технология CRISPR/Cas9 является настолько простой (по сравнению с другими методами редактирования генома), что её уже называли технологией гаражей по аналогии с тем, как компьютеры когда-то собирали в гаражах и это закончилось настоящей революцией в этой области. Многие пробуют ее применять. Но сложности нас поджидают там же, где и «классическую» генную терапию – как эффективно доставить эти инструменты внутрь наших клеток и только туда, куда надо.

Опасность от новой технологии есть всегда, как, например, от компьютера снижается зрение, и болит спина. Но это не повод пересесть за перо и чернила. Новая технология обещает настолько очевидные плюсы и возможности, что трудно представить себе, что кроме иррационального страха может препятствовать её дальнейшему развитию и внедрению. Основная опасность в том, что она окажется не настолько эффективной, насколько всем очень хочется надеяться.»