Шукрат Миталипов и его коллеги рассказали об успешном исправлении мутации в ДНК человеческого зародыша при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9 и опубликовали результаты своих экспериментов в журнале Nature.

«Благодаря этой терапии, каждое поколение потомков этого зародыша было бы избавлено от проблем со здоровьем сердца, так как мы удалили дефектный ген, связанный с гипертрофической кардиомиопатией. Используя этот подход, мы сможем избавить многие семьи от этой болезни, и в конечном итоге — очистить от этой мутации все человечество», — заявил Миталипов.

Два года назад в научных кругах начали ползти слухи о том, что ряд китайских ученых и их американских коллег уже провел ряд опытов по редактированию и замене генов в дефектных человеческих эмбрионах, о чем редакции новостной службы журнала Nature рассказал ряд неназванных молекулярных биологов.

В апреле 2015 года эти слухи подтвердились — китайские ученые опубликовали статью в журнале Protein & Cell, в которой они описали результаты в целом довольно неудачных попыток адаптировать стремительно набирающую популярность систему редактирования генома CRISPR/Cas9 для манипуляций человеческой ДНК внутри зародыша.

Подобные результаты экспериментов и сам факт редактирования генома эмбрионов заставил многих политиков и ученых задуматься о моратории на проведении таких опытов на территории США, Британии и ряда других стран.

Шукрат Миталипов, известный молекулярный биолог из университета медицины и здоровья Орегона в Портланде (США), и его коллеги выяснили, почему опыты китайских биологов привели к подобным последствиям, и провели первую успешную операцию по редактированию ДНК «живого» эмбриона.

Как рассказывают ученые, первые опыты, которые они проводили на уже оплодотворенных яйцеклетках, показывали, что редактирование их генома часто приводило не только к появлению новых ошибок в ДНК, но и к химеризации — часть клеток, на которые делилась материнская клетка, содержала в себе отредактированные гены, а другие — их старую, мутантную версию.

Наблюдая за процессом редактирования ДНК, ученые пришли к выводу, что появления ошибок можно избежать, если менять геном зародыша не после оплодотворения, а непосредственно во время проникновения сперматозоида в яйцеклетку и слияния их генетического материала.

Руководствуясь этой идеей, ученые собрали примерно шесть дюжин полноценных яйцеклеток, которые им пожертвовали женщины-добровольцы, и попытались оплодотворить их при помощи спермы мужчин, страдавших от гипертрофической кардиомиопатии, тяжелой наследственной болезни, резко повышающей предрасположенность к внезапной остановке сердца и мгновенной смерти.

Гипертрофия одного из желудочков сердца, как объясняют ученые, обычно возникает в результате появления небольшой «опечатки» в гене MYBPC3, и повреждение даже одной из двух копий этого участка ДНК приводит к развитию болезни. Вылечить эту болезнь невозможно, и только исправление дефектной версии гена еще до рождения ребенка поможет ему избежать подобной участи.

Опыты Миталипова и его коллег показали, что редактирование ДНК зародыша во время оплодотворения ликвидирует практически все проблемы, связанные с неточностью работы CRISPR/Cas9. Неправильная версия гена MYBPC3 была удалена из ДНК всех 58 зародышей, а правильная версия была вставлена в геномы 72% зародышей.

Ни в одном случае ученые не зафиксировали развития химеризма или появления «опечаток» в других регионах ДНК, не связанных с MYBPC3. Все зародыши развивались нормально на протяжении нескольких дней, после чего Миталипов и его коллеги были вынуждены прекратить эксперимент по этическим причинам.

Успех этой процедуры, как считают ученые, улучшит репутацию CRISPR/Cas9 и других методик редактирования генома, разрабатываемых сегодня. Пока не совсем понятно, можно ли применять эту процедуру для «починки» других мутаций в ДНК человека, однако ученые надеются, что с ними можно бороться подобным образом.