Designe mennesker: GMO generasjon

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Mange av oss er født med egenskaper som bidrar til å konkurrere bedre i samfunnet: skjønnhet, intelligens, spektakulært utseende eller fysisk styrke. På grunn av fremskrittene innen genetikk, begynner det å se ut til at vi snart vil kunne få tilgang til noe som tidligere ikke var underlagt - å "designe" mennesker allerede før de ble født. Å spørre om de nødvendige egenskapene, hvis de ikke er gitt av naturen, forhåndsbestemme mulighetene som er så nødvendige i livet. Vi gjør dette med biler og andre livløse gjenstander, men nå som det menneskelige genomet er dekodet og vi allerede lærer å redigere det, ser det ut til at vi nærmer oss fremveksten av såkalte "designer", "projiserte" barn. Virker det slik eller vil det snart bli virkelighet?

Lulu og Nana fra Pandora's Box

Fødselen av de første barna med et modifisert genom på slutten av 2019 forårsaket en alvorlig resonans i det vitenskapelige miljøet og blant publikum. He Jiankui, en biolog ved Southern University of Science and Technology, Kina (SUSTech) - Den 19. november 2018, på tampen av det andre internasjonale toppmøtet om redigering av humant genom i Hong Kong, kunngjorde i et intervju med Associated Press fødselen til de første barna noensinne med et redigert genom.

Tvillingjentene ble født i Kina. Navnene deres, så vel som navnene på foreldrene deres, ble ikke avslørt: de første "GMO-barna" på planeten er kjent som Lulu og Nana. Ifølge forskeren er jentene friske, og innblanding i genomet deres har gjort tvillingene immune mot HIV.

Begivenheten, som kan virke som et nytt skritt i utviklingen av menneskeheten, eller i det minste medisin, som allerede nevnt, forårsaket ikke positive følelser blant forskerens kolleger. Tvert imot ble han fordømt. Offentlige etater i Kina startet en etterforskning, og alle eksperimenter med det menneskelige genomet i landet ble midlertidig forbudt.

He Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Eksperimentet, som ikke ble verdsatt av publikum, var som følger. Forskeren tok sæd og egg fra fremtidige foreldre, utførte in vitro-fertilisering med dem, han redigerte genomene til de resulterende embryoene ved å bruke CRISPR / Cas9-metoden. Etter at embryoene ble implantert i slimhinnen til kvinnens livmor, var ikke jentenes fremtidige mor smittet med HIV, i motsetning til faren, som var bærer av viruset.

CCR5-genet, som koder for et membranprotein som brukes av det humane immunsviktviruset for å komme inn i celler, har gjennomgått redigering. Hvis den modifiseres, vil en person med en slik kunstig mutasjon være motstandsdyktig mot infeksjon med viruset.

Lulu og Nana / © burcualem.com

Mutasjonen som He Jiankui prøvde å lage kunstig, kalles CCR5 Δ32: den finnes i naturen, men bare hos noen få mennesker, og har lenge tiltrukket seg oppmerksomheten til forskere. Eksperimenter på mus i 2016 viste at CCR5 Δ32 påvirker hippocampus funksjon, og forbedrer hukommelsen betydelig. Bærerne er ikke bare immune mot HIV, men kommer seg også raskere etter hjerneslag eller traumatisk hjerneskade, har bedre hukommelse og læringsevner enn "vanlige" mennesker.

Riktignok kan så langt ingen forsker garantere at CCR5 Δ32 ikke bærer noen ukjent risiko, og at slike manipulasjoner med CCR5-genet ikke vil forårsake negative konsekvenser for bæreren av mutasjonen. Nå er den eneste negative konsekvensen av en slik mutasjon kjent: organismen til eierne er mer utsatt for West Nile-feber, men denne sykdommen er ganske sjelden.

I mellomtiden har universitetet der den kinesiske forskeren jobbet, fornektet sin ansatte. Alma materen sa at de ikke visste om He Jiankuis eksperimenter, som de kalte et grovt brudd på etiske prinsipper og vitenskapelig praksis, og han var engasjert i dem utenfor institusjonens vegger.

Det skal bemerkes at selve prosjektet ikke mottok uavhengig bekreftelse og ikke bestod fagfellevurdering, og resultatene ble ikke publisert i vitenskapelige tidsskrifter. Alt vi har er bare uttalelser fra en vitenskapsmann.

He Jiankuis arbeid brøt det internasjonale moratoriet for slike eksperimenter. Forbudet er etablert på lovgivende nivå i nesten alle land. Kolleger av genetikeren er enige om at bruken av CRISPR / Cas9 genomisk redigeringsteknologi hos mennesker medfører enorme risikoer.

Men hovedpoenget med kritikk er at arbeidet til den kinesiske genetikeren ikke har noe nyskapende: ingen har foretatt slike eksperimenter før på grunn av frykt for uforutsigbare konsekvenser, fordi vi ikke vet hvilke problemer modifiserte gener kan skape for deres bærere og etterkommere.

Som den britiske genetikeren Maryam Khosravi sa på sin Twitter-konto: «Hvis vi kan gjøre noe, betyr det ikke at vi må gjøre det».

Forresten, i oktober 2018, selv før den sjokkerende uttalelsen fra den kinesiske forskeren, kunngjorde russiske genetikere fra National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology oppkalt etter Kulakov også den vellykkede endringen av CCR5-genet ved å bruke CRISPR / Cas9-genomikken. redaktør og skaffe embryoer som ikke er utsatt for virkningene av HIV. Naturligvis ble de ødelagt, slik at det ikke kom til fødselen av barn.

40 år før

Spol fire tiår fremover. I juli 1978 ble Louise Brown født i Storbritannia – det første barnet som ble født som et resultat av in vitro-fertilisering. Så forårsaket fødselen hennes mye støy og indignasjon, og gikk til foreldrene til "prøverørsbabyen", og forskerne, som fikk kallenavnet "leger av Frankenstein."

Louise Brown. I barndommen og nå / © dailymail.co.uk

Men hvis suksessen skremte noen, ga den andre håp. Så, i dag på planeten er det mer enn åtte millioner mennesker som skylder fødselen sin til IVF-metoden, og mange av fordommene som var populære da har blitt fordrevet.

Riktignok var det en bekymring til: siden IVF-metoden forutsetter at et "klar" menneskelig embryo er plassert i livmoren, kan det bli genetisk modifisert før implantasjon. Som vi kan se, etter noen tiår, er dette nøyaktig hva som skjedde.

IVF prosedyre / © freepik.com

Så kan det trekkes en parallell mellom de to hendelsene – fødselen til Louise Brown og de kinesiske tvillingene Lula og Nana? Er det verdt å argumentere for at Pandoras boks er åpen og veldig snart vil det være mulig å "bestille" et barn laget i henhold til et prosjekt, det vil si en designer. Og viktigst av alt, vil samfunnets holdning til slike barn endre seg, slik den praktisk talt har endret seg til barn «fra et reagensrør» i dag?

Embryoseleksjon eller genmodifisering?

Genomredigering er imidlertid ikke det eneste som bringer oss nærmere en fremtid hvor barn vil ha forhåndsplanlagte kvaliteter. Lulu og Nana skylder fødselen sin ikke bare til CRISPR / Cas9 genredigeringsteknologier og IVF, men også til preimplantasjonsgenetisk diagnose av embryoer (PGD). Under eksperimentet hans brukte He Jiankui PGD av redigerte embryoer for å oppdage kimerisme og feil utenfor målet.

Og hvis redigering av menneskelige embryoer er forbudt, er det ikke preimplantasjonsgenetisk diagnostikk, som består i sekvensering av genomet til embryoer for noen arvelige genetiske sykdommer, og det påfølgende utvalget av friske embryoer. PGD er et slags alternativ til prenatal diagnostikk, bare uten behov for å avbryte svangerskapet hvis genetiske abnormiteter blir funnet.

Eksperter påpeker at de første "legitime" designerbarna vil bli oppnådd nettopp gjennom valg av embryoer, og ikke som et resultat av genetisk manipulasjon.

Under PGD blir embryoer oppnådd ved in vitro fertilisering utsatt for genetisk screening. Prosedyren innebærer å fjerne celler fra embryoer på et veldig tidlig stadium av utviklingen og «lese» deres genom. Hele eller deler av DNAet leses for å finne ut hvilke varianter av gener det bærer. Etter det vil de kommende foreldrene kunne velge hvilke embryoer som skal implanteres i håp om graviditet.

Preimplantasjon genetisk diagnose (PGD) / ©vmede.org

Preimplantasjonsgenetisk diagnose blir allerede brukt av par som tror de bærer gener for visse arvelige sykdommer for å identifisere embryoer som ikke har disse genene. I USA brukes slik testing i omtrent 5 % av IVF-tilfellene. Det utføres vanligvis på tre til fem dager gamle embryoer. Slike tester kan oppdage gener som bærer rundt 250 sykdommer, inkludert talassemi, tidlig Alzheimers sykdom og cystisk fibrose.

Bare i dag er PGD lite attraktiv som teknologi for å designe barn. Prosedyren for å skaffe egg er ubehagelig, bærer risiko og gir ikke det nødvendige antallet celler for seleksjon. Men alt vil endre seg så snart det blir mulig å skaffe flere egg til befruktning (for eksempel fra hudceller), og samtidig vil hastigheten og prisen på genomsekvensering øke.

Bioetiker Henry Greeley fra Stanford University i California sier: "Nesten alt du kan gjøre med genredigering, kan du gjøre med embryoseleksjon."

Er DNA skjebne?

I følge eksperter, i de kommende tiårene i utviklede land, vil fremskritt innen teknologier for å lese den genetiske koden registrert i kromosomene våre gi flere og flere mennesker muligheten til å sekvensere genene sine. Men å bruke genetiske data for å forutsi hva slags person et embryo vil bli, er vanskeligere enn det høres ut.

Forskning på det genetiske grunnlaget for menneskers helse er absolutt viktig. Likevel har genetikere gjort lite for å fjerne forenklede ideer om hvordan gener påvirker oss.

Mange tror at det er en direkte og entydig sammenheng mellom deres gener og egenskaper. Ideen om eksistensen av gener som er direkte ansvarlige for intelligens, homoseksualitet, eller for eksempel musikalske evner, er utbredt. Men selv ved å bruke eksemplet med det nevnte CCR5-genet, en endring som påvirker hjernens funksjon, så vi at alt ikke er så enkelt.

Det er mange - for det meste sjeldne - genetiske sykdommer som kan gjenkjennes nøyaktig av en spesifikk genmutasjon. Som regel er det virkelig en direkte sammenheng mellom en slik gennedbrytning og sykdommen.

De vanligste sykdommene eller medisinske predisposisjonene - diabetes, hjertesykdom eller visse typer kreft - er assosiert med flere eller til og med mange gener og kan ikke forutsies med sikkerhet. I tillegg er de avhengige av mange miljøfaktorer - for eksempel på en persons kosthold.

Men når det kommer til mer komplekse ting som personlighet og intelligens, her vet vi ikke så mye om hvilke gener som er involvert. Imidlertid mister ikke forskere sin positive holdning. Etter hvert som antallet mennesker hvis genom er sekvensert øker, vil vi kunne lære mer om dette området.

I mellomtiden bemerker Euan Birney, direktør for European Institute of Bioinformatics i Cambridge, som antyder at dekoding av genomet ikke vil svare på alle spørsmål: "Vi må komme vekk fra ideen om at DNAet ditt er din skjebne."

Dirigent og orkester

Dette er imidlertid ikke alt. For vår intelligens, karakter, kroppsbygning og utseende er ikke bare gener ansvarlige, men også epigener - spesifikke tagger som bestemmer aktiviteten til gener, men som ikke påvirker den primære strukturen til DNA.

Hvis genomet er et sett med gener i kroppen vår, så er epigenomet et sett med tagger som bestemmer aktiviteten til gener, et slags regulatorisk lag som så å si ligger på toppen av genomet. Som svar på ytre faktorer kommanderer han hvilke gener som skal fungere og hvilke som skal sove. Epigenomet er dirigenten, genomet er orkesteret, der hver musiker har sin egen del.

Slike kommandoer påvirker ikke DNA-sekvenser; de slår ganske enkelt på (uttrykker) noen gener og slår av (undertrykker) andre. Dermed fungerer ikke alle gener som er på kromosomene våre. Manifestasjonen av en eller annen fenotypisk egenskap, evnen til å samhandle med miljøet og til og med aldringshastigheten avhenger av hvilket gen som er blokkert eller ublokkert.

Den mest kjente og, som det antas, den viktigste epigenetiske mekanismen er DNA-metylering, tilsetning av CH3-gruppe av DNA-enzymer - metyltransferaser til cytosin - en av de fire nitrogenholdige basene i DNA.

Epigenom / ©celgene.com

Når en metylgruppe festes til cytosinet, som er en del av et bestemt gen, slås genet av. Men overraskende, i en slik "hvilende" tilstand, overføres genet til avkommet. En slik overføring av karakterer ervervet av levende ting i løpet av livet kalles epigenetisk arv, som vedvarer i flere generasjoner.

Epigenetikk – vitenskapen kalt genetikkens lillesøster – studerer hvordan det å slå gener på og av påvirker våre fenotypiske egenskaper. Ifølge mange eksperter er det i utviklingen av epigenetikk at den fremtidige suksessen til teknologien for å skape designerbarn ligger.

Ved å legge til eller fjerne epigenetiske «tags» kan vi, uten å påvirke DNA-sekvensen, bekjempe begge sykdommer som har oppstått under påvirkning av ugunstige faktorer, og utvide «katalogen» over det planlagte barnets designegenskaper.

Er Gattaki-scenariet og annen frykt reell?

Mange frykter at fra å redigere genomet - for å unngå alvorlige genetiske sykdommer - vil vi gå videre til å forbedre mennesker, og der er det ikke langt før fremveksten av et supermenneske eller forgreningen av menneskeheten til biologiske kaster, som spådd av Yuval Noah Harari.

Bioetiker Ronald Greene fra Dartmouth College i New Hampshire mener teknologiske fremskritt kan gjøre «menneskelig design» mer tilgjengelig. I de neste 40-50 årene, sier han, «vil vi se bruken av genredigering og reproduksjonsteknologier for å forbedre mennesker; vi vil være i stand til å velge farge på øyne og hår for barnet vårt, vi vil ha forbedret atletisk evne, lese- eller regneferdigheter, og så videre."

Fremveksten av designerbarn er imidlertid fulle av ikke bare uforutsigbare medisinske konsekvenser, men også utdyping av sosial ulikhet.

Som bioetisk vitenskapsmann Henry Greeley påpeker, kan en 10-20 % oppnåelig helseforbedring gjennom PGD, i tillegg til fordelene som rikdom allerede gir, føre til et økende gap i helsetilstanden til rike og fattige – både i samfunnet og mellom land.

Og nå, i fantasien, oppstår forferdelige bilder av en genetisk elite, som de som er avbildet i den dystopiske thrilleren Gattaca: teknologiens fremgang har ført til at eugenikk har sluttet å bli ansett som et brudd på moralske og etiske normer, og produksjonen av ideelle mennesker settes i drift. I denne verden er menneskeheten delt inn i to sosiale klasser - "gyldig" og "ugyldig". Førstnevnte er som regel et resultat av foreldrenes besøk til legen, og sistnevnte er et resultat av naturlig befruktning. Alle dører er åpne for "bra", og "uegnet" er som regel over bord.

Stillbilde fra filmen "Gattaca" (1997, USA)

La oss gå tilbake til vår virkelighet. Vi bemerket at det ennå ikke er mulig å forutsi konsekvensene av interferens med DNA-sekvensen: genetikk gir ikke svar på mange spørsmål, og epigenetikk er faktisk på et tidlig stadium av utviklingen. Hvert forsøk med fødsel av barn med modifisert genom er en betydelig risiko som på sikt kan bli et problem for slike barn, deres etterkommere og muligens hele menneskearten.

Men teknologiutviklingen på dette området, etter å ha reddet oss, sannsynligvis fra noen problemer, vil legge til nye. Fremveksten av designerbarn, perfekte i alle henseender, som, etter å ha modnet, vil bli medlemmer av samfunnet, kan skape et alvorlig problem i form av å utdype sosial ulikhet allerede på genetisk nivå.

Det er et annet problem: vi så ikke på emnet som ble vurdert gjennom øynene til et barn. Noen ganger har folk en tendens til å overvurdere vitenskapens evner, og fristelsen til å erstatte behovet for møysommelig omsorg for barnet, hans oppvekst og studier med å betale regninger i en spesialisert klinikk kan være stor. Hva om designerungen, som det er investert så mye penger i og som har så mange forventninger, ikke lever opp til disse håpene? Hvis han, til tross for intelligensen programmert i genene og et spektakulært utseende, ikke blir det de ønsket å gjøre? Gener er ikke skjebne ennå.