Przekonujące powody naprawy ludzkich linii komórkowych

W normalnych warunkach, jeśli połączymy spermę, z której połowa ma dominujący allel chorobowy z nienaruszonymi oocytami, oczekuje się, że tylko 50% powstałych ludzkich embrionów będzie miało nienaruszone kopie genu, o którym mowa. Naukowcy, Ma, Mitalipov i współpracownicy, niedawno poinformowali, że za pomocą technologii CRISPR do składania linii germinalnych (klastry z krótkimi  powtórzeniami palindromicznymi) – 9, byli w stanie zwiększyć tę proporcję do 72% .1 W szczególności celem było „precyzyjne edytowanie genów”. nie tylko ukierunkowane uszkodzenie genu. Odnotowano potrzebę danych, aby wykluczyć alternatywne wyjaśnienia – partenogenezę lub delecje wpływające na startery łańcuchowe reakcji polimerazy.
Nowa praca objęła co najmniej trzy zmiany w stosunku do wcześniejszych wysiłków związanych z edycją genów zarodka: użycie nukleazy przeznaczonej do cięcia tylko chorobotwórczej wersji genu przy jednoczesnym unikaniu normalnego chromosomu; zapewnienie, że nukleaza w postaci białka, a nie w postaci DNA (ma na celu zmniejszenie szkód poza celami); i włączanie go jako części śródplazmatycznego wstrzyknięcia spermy przed powieleniem chromosomów spermy (w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa występowania mieszanin mozaikowych w zarodkach). Syntetyczne DNA przeznaczone do korygowania mutacji plemników było oznaczone dwiema zmianami nukleotydowymi, ale nie znaleziono ich w ostatecznych zarodkach, co zostało wyjaśnione przez autorów jako wynik naprawy genomu pokrytego Cas9 przy użyciu matczynego DNA zamiast syntetycznego DNA. Niemniej jednak, ma się nadzieję, że naukowcy sprawdzili haplotypy zarodkowych blastomerów, aby ustalić, czy kopia matczyna rzeczywiście została skopiowana, a nie po prostu utracono ojcowską kopię2.
Jakie mogą być przyszłe kroki w kierunku naprawy ludzkiej linii płciowej? W obliczu rodzicielskiej lub społecznej troski o życie zarodkowe najlepiej byłoby, gdyby część nienaruszonych embrionów mogła być bliższa 100%. Możemy zobaczyć, jak uzyskać bardzo zbliżone do w pełni normalnych zarodków za pomocą analizy klonalnej traktowanych komórek macierzystych3, a nie bezpośredniego działania na zarodki – selektywnie przy użyciu klonów komórek macierzystych, które nie mają błędów poza celem, żadnych błędów na celowniku, żadnych błędów niezwiązanych ze sobą do edycji (tj. spontaniczne mutacje punktowe lub aneuploidia chromosomów) i brak błędów epigenetycznych.
Po drugie, specyficzne dla alleli edytowanie Ma, Mitalipova i współpracowników zależało od istnienia dużej różnicy między tymi dwoma allelami – skreślenia z 4 parami zasad. Może być potrzebna inna strategia, aby naprawić bardziej typowe problemy genetyczne związane z wariantem pojedynczego nukleotydu (SNV). Główną trudnością jest to, że po naprawie SNV, CRISPR dąży do cięcia genomu, dopóki większa mutacja go nie zatrzyma. Do alternatyw można zaliczyć związane z adenowirusami wirusowe donorowe DNA dawcy i edycję PerfectMatch TAL (możliwe do rozmieszczenia w każdej możliwej pozycji w genomie, w przeciwieństwie do Cas9, która jest ograniczona do około 9% miejsc w genomie). Inną strategią jest wprowadzenie sąsiadujących „cichych” mutacji w DNA dawcy, aby zapobiec ponownemu nawrotowi choroby. Na koniec, potencjalne rozwiązania nie-nukleazowe, choć bardziej kłopotliwe w programowaniu, unikają problemu przypadkowych błędów docelowych, jakie stanowią nukleazy.
Trzecią poprawą byłoby zmniejszenie ryzyka dla zarodków przez interweniowanie wcześniej, zanim zostaną utworzone spermy.4 Chociaż kuszące jest odrzucenie takiej technologii jako ograniczonej do małego rynku lub dalekiej od strony technicznej, byłoby lepiej przygotować się starannie do jej celów. potencjalne wczesne przybycie i szerokie zastosowanie, biorąc pod uwagę tempo opracowywania sekwencjonowania nowej generacji do nieinwazyjnych badań prenatalnych i prenatalnych badań genetycznych w połączeniu z zapłodnieniem in vitro. Spośród 130 milionów dzieci urodzonych każdego roku na całym świecie około 7 milionów ma poważne dziedziczne zaburzenia genetyczne. Mimo że niektóre z tych przypadków można uniknąć poprzez nieinwazyjne badania prenatalne lub prenatalne badania genetyczne, obie procedury skutkują odrzuceniem zarodków, co wielu ludzi uważa za niedopuszczalne. W 2004 r. Komisja watykańska stwierdziła, że ​​”inżynieria genetyczna linii germinalnej z celem terapeutycznym u człowieka byłaby sama w sobie do zaakceptowania. . . w komórkach macierzystych, które produkują spermę mężczyzny, dzięki czemu może spłodzić zdrowe potomstwo swoim własnym nasieniem za pomocą aktu małżeńskiego. „Badanie opłacalności takiej alternatywy dla odrzucania zarodków w różnych kulturach wydaje się warte zachodu.
W czerwcowym raporcie z Kongresowej Podkomisji ds. Badań i Technologii stwierdzono, że „kwietniowy artykuł wstępny w magazynie Science Magazine wymagał rozważnej ścieżki rozwoju inżynierii genomicznej. Zalecił moratorium na dalsze badania „. Cytowany artykuł 5 nie zawierał jednak słowa” moratorium „(lub” zakaz „lub” przerwa „). Co więcej, niedawny raport sporządzony przez Narodowe Akademie Nauk, Inżynierii i Medycyny (NASEM) stwierdził, że „badania genetyczne w edycji genomu germinalnego mogą być dozwolone, ale tylko po przeprowadzeniu o wiele więcej badań mających na celu spełnienie istniejących standardów ryzyka / korzyści dla autoryzacji badań klinicznych. a nawet wtedy, tylko z ważnych powodów i pod ścisłym nadzorem. „Raport przechodzi do listy 0 kryteriów, w tym „przekształcenie takich genów w wersje, które są powszechne w populacji i wiadomo, że są związane ze zwykłym zdrowiem” i „długoterminowa obserwacja wielopokoleniowa.” To zalecenie NASEM nie różni się zasadniczo od Food and Drug Administracja (FDA) proces zatwierdzania innych nowych terapii. Jednak kierowca sekcji 749 ustawy o składkach skonsolidowanych z 2016 r. Podważa mandat FDA do ratowania życia, twierdząc, że „żaden z funduszy udostępnionych w tym akcie nie może być wykorzystany do powiadomienia sponsora lub innego potwierdzenia otrzymania wniosku o zwolnienie. do badania zastosowania leku lub produktu biologicznego. . . w badaniach, w których ludzki zarodek jest celowo tworzony lub modyfikowany w celu włączenia dziedzicznej modyfikacji genetycznej. „Zakaz ten ignoruje obecną medyczną praktykę modyfikacji ludzkich genów u potencjalnych rodziców podczas chemioterapii raka. Czy takie losowe mutacje linii płciowej są naprawdę bardziej akceptowalne niż ostrożne przywracanie zweryfikowanego stanu normalnego?