Les den første delen her.
Selv om målretting og nøyaktighet av endringer under genomredigering var upåklagelig, vil spørsmålet fortsatt være om endringene i den menneskelige kimen kan være trygge. Nature magazine fortsetter samtalene med forskere og snakker om problemene som moderne genredigering står overfor.
Ønskelig men farlig: hvilke genomendringer er trygge?
Selv om målretting og nøyaktighet av endringer under genomredigering var upåklagelig, vil spørsmålet fortsatt være om endringene i den menneskelige kimen kan være trygge. I 2017 definerte det internasjonale vitenskapelige samfunnet, ledet av US National Academy of Sciences, Bioengineering and Medicine, betingelsene som må være oppfylt før redigering av genomet til et menneskelig embryo beregnet på implantasjon. En slik tilstand er at DNA-sekvensen oppnådd som et resultat av redigering allerede må distribueres i befolkningen og ikke ha noen kjent risiko for sykdom.
Dette kravet alene ville gjøre arvelig genredigering hos mennesker umulig i nær fremtid, sier Porteus. Det er veldig vanskelig ikke bare å forutsi den eksakte sekvensen av redigeringen, men også å si med sikkerhet at dette alternativet ikke vil øke risikoen for sykdom.
For eksempel er noen mutasjoner i PCSK-genet assosiert med lavere kolesterolnivå og reduserer derfor risikoen for hjertesykdom. Noen ganger foreslås dette genet brukt til redigering. Men bare noen få mennesker har disse beskyttende mutasjonene, bemerker Porteous. Menneskene vi kjenner er sunne, men forskerne vet ikke hvor mange andre mennesker med denne mutasjonen som har dødd.
Det første kjente forsøket på arvelig genredigering hos mennesker var å deaktivere CCR5-genet, som produserer en immuncellereseptor som gjør at HIV kan smitte mennesker. Når genet ble ødelagt, ville barna være motstandsdyktige mot viruset, begrunnet Jiankui He, deretter ved det sørlige universitetet for vitenskap og teknologi i Shenzhen, Kina. Han prøvde å skape CCR5-mutasjonen, som forekommer i noen europeere og er assosiert med HIV-resistens. Imidlertid viste en studie basert på data fra UK Biobank og publisert denne måneden at sletting av dette genet også kan forkorte levetiden.
Salgsfremmende video:
Konsekvensene av å bruke visse genvarianter kan også avhenge av miljøet og av andre alleler som er tilstede i genomet. For eksempel er CCR5-mutasjonen veldig sjelden blant den kinesiske befolkningen, noe som skaper frykt for at genet kan være viktig for å beskytte mot virus som folk mer sannsynlig vil møte i Asia.
Alle disse kompleksitetene kan gjøre det vanskelig å redigere arvelige gener, sa Cletus Tandoh Andoh, en bioetiker ved University of Yaounde i Kamerun. "Det meste av forskningen på koblingen mellom gener og sykdommer er gjort hos europeere," sier han. For å begynne å bruke arvet DNA-redigering i Afrika, må først storskala gen- og miljøforskning utføres i afrikanske befolkninger, argumenterer han.
Lappetepper: Hvordan kan oppdagere unngå mosaikk?
Noen ganger er forskjellige ikke bare forskjellige mennesker i en populasjon, men også i forskjellige menneskelige celler. Med bruk av billig og rask genomsekvensering viste det seg at denne tilstanden, kjent som mosaikk, eller mosaikk, er mer vanlig enn tidligere antatt.
Mosaicity kan skape problemer for genredigering. Et embryo som har gjennomgått korreksjon av genet som forårsaker Huntingtons sykdom, kan inneholde både korrigerte og ukorrigerte celler. Vil dette påvirke helsen til det resulterende barnet? Avhenger av hvilke celler som skal redigeres og hvilke ikke - det kan være veldig vanskelig å forutsi på forhånd.
Rudolf Jaenisch, en stamcellespesialist ved Whitehead Institute i Cambridge, Massachusetts, tviler på at forskere noen gang vil utelukke muligheten for mosaikkembryoer. Og metoder for å analysere DNA-sekvensen til et embryo er basert på det faktum at et lite antall celler er valgt for testing og deretter ødelagt. Forskere vil ikke kunne sjekke de gjenværende cellene. "Selv om du stiller en pre-implantasjonsdiagnose," sier han, "er det umulig å bestemme hvor nøyaktig den er."
Noen forskere rapporterer introduksjonen av CRISPR-Cas9-mekanismen i embryoer i veldig tidlige stadier av utvikling, når de fremdeles bare er en celle. Denne teknikken unngår mosaikk, sier studieforfatterne. Men det må sjekkes mange flere ganger for å være sikker, sier Perry.
Å redigere genomet på et så tidlig utviklingsstadium skaper et nytt problem: På det encellede stadiet er det ingen måte å skille embryoer som har en genetisk sykdom fra resten, advarer Jenish. "Definisjon vil du forstyrre sunne embryoer," sier Jenish, "og sette dem i unødvendig risiko."
Kan en viss grad av mosaikk være akseptabel? Avhenger av sykdommen de prøver å kurere, sier Krishanu Saha, en bioingeniør ved University of Wisconsin-Madison. "Hvis vi har redigert 30% av leveren, og vi vil kurere, for eksempel, en netthinnesykdom, er det akseptabelt?" Sier han. "Kanskje, i noen tilfeller, ja."
Det er på tide å sjekke alt: hvordan skal kliniske studier gå frem?
Foreløpig har forskere ennå ikke klart å overvinne alle disse tekniske vanskene, og de har relativt lite diskusjon om hvordan redigering av det arvelige genomet skal testes i kliniske studier, og hvilke data som må samles for at metoden skal gå til dette nivået. Kravene må være høye fordi endring kan videreføres til fremtidige generasjoner, sier Guoping Feng, nevrolog ved MIT i Cambridge. "Det er ikke en slik bivirkning når det bare er litt rumling i magen," sier han. - Det er for alltid ".
Noen siterer eksemplet på utøvelsen av Human Fertilization and Embryology Office of Great Britain (HFEA), som analyserte data fra dyr og mennesker i 14 år før de tillot bruk av en metode som kalles mitokondriell donasjon under visse betingelser. Teknikken gjør at kvinner med sykdomsfremkallende mutasjoner i DNAet fra cellens kraftverk - mitokondrier - kan bruke mitokondrier fra et sunt donoregg under IVF. Som med genredigering, kan dette tillate foreldre å unngå å overføre farlige mutasjoner. Det er fortsatt tvil om sikkerheten ved denne prosedyren - noen land, inkludert USA, tillater det ikke. Imidlertid er det oppnådd mye mer data om denne teknikken enn vi nå har om redigering av CRISPR-Cas9 i embryoer, sier Greenfield.som var en del av HFEAs forskningsgruppe. (Det tok tretti år med laboratorieforskning før IVF ble brukt til sunne graviditeter.)
Human kliniske studier ville utgjøre mange nye utfordringer. Hvor lang tid vil det for eksempel ta å observere barn med det redigerte genomet før teknikken kan anses som trygg? Hvordan vil forskere spore disse barna for å bestemme virkningen på fremtidige generasjoner? "Dette kommer til å bli et totalt rot," sier Bryan Cwik, en bioetiker ved Portland State University, Oregon.
22. mai kunngjorde US National Academy of Sciences, US National Academy of Medicine og Royal Society of Storbritannia dannelse av en kommisjon for å studere disse aspektene ved arvelig genredigering. Gruppens mål er å publisere rapporten neste år. "Vi trenger virkelig å utvikle et dypere sett med kriterier," sier Dudna. "Jeg tror vi alle vil se at dette skulle skje enda tidligere."
Hovedspørsmålet er: er verden klar?
Til tross for de betydelige vitenskapelige vanskeligheter med å redigere arvelige gener, vil de etiske og sosiale problemene knyttet til det sannsynligvis bli enda vanskeligere. Forskernes kongresser fortsetter, vitenskapelige rapporter og uttalelser om holdningen til metodikken kommer fra vitenskapelige samfunn over hele verden. I mars konkluderte en kommisjon som ble samlet sammen av Verdens helseorganisasjon (WHO), at det nå er uforsvarlig å gjøre arvelige endringer i menneskets genom. Naturbidragsytere ba om et globalt moratorium, og medlemmer av US National Academy of Sciences, US National Academy of Medicine og Royal Society sa at "vi må nå en bred offentlig enighet før vi tar noen beslutninger."
Å nå en global konsensus er ikke en lett oppgave, ettersom de fleste lærde møter i dag ble holdt i velstående vestlige land. Kewal Krishan, antropolog ved Punjabi University i Chandigarh, sier at det for eksempel er veldig lite diskusjon i India om arvelig DNA-redigering. Ando bemerker også at i noen afrikanske kulturer er det mye press på kvinner som ikke kunne føde barn, og de kan bli forfulgt av samfunnet. Dette kan føre til etterspørsel.
Etterspørsel er en helt annen sak. Foreløpig gjør ikke mennesker med genetiske sykdommer en stor avtale, sier Sharon Terry, president og administrerende direktør for det velkjente veldedighetsorganisasjonen Washington, DC. Over tid, sa hun, bleknet den opprinnelige entusiasmen da problemet ble diskutert, og etter at talsmenn for pasienter innså at denne behandlingsmetoden ikke var det eneste alternativet. Mange familier, som frykter at deres genetiske sykdommer kunne overføres til barna, fortalte henne at det foreløpig ville være nok for dem å kunne teste embryoene sine for mutasjoner. Men screening er neppe et universalmiddel. Det passer ikke for alle par.
Slike avgjørelser er dypt personlige, sier Andrew Imparato, administrerende direktør i Association of Collegiate Disability Centers i Silver Spring, Maryland. For eksempel er noen medlemmer av døvesamfunnet komfortable med ideen om å få døve barn og kan være bekymret for at de på en måte å fjerne døvhetsmutasjoner fra genomet kan bli tvunget til å ta dette skrittet.
I følge meningsmålinger er det mest sannsynlig at folk støtter arvelig genomredigering hvis det er bevist at det er trygt og nyttig å behandle genetiske sykdommer. En undersøkelse utført av Royal Society of Storbritannia fant at 83% av deltakerne var for å endre kimen til å bekjempe uhelbredelige sykdommer. Men mange trakk tydelig linjen når de ble spurt om redigering for å "forbedre": 60% motsatte seg for eksempel ideen om å bruke arvet genomredigering for å forbedre intelligensen.
Mange forskere og etikere gjør et lignende skille mellom å endre genomet, for eksempel for å styrke fysisk forbedring eller endre øyenfarge, og å behandle eller forhindre sykdom. Og selv da er det debatt om hvilke sykdommer det er berettiget å bruke denne tilnærmingen. Dødelige sykdommer som entydig er forårsaket hovedsakelig av genetiske årsaker - som Huntingtons sykdom, som nesten uunngåelig forekommer når en mutasjon er til stede - blir ofte omtalt som eksempler på slike sykdommer. Men når det gjelder redigering av et gen som PCSK9 for å forhindre høyt kolesterol og potensielt forebygge hjertesykdom, er ting litt mer komplisert, sier Feng. Porteus håper at spesialister etter hvert vil sette sammen en liste over sykdommerder intervensjoner som redigering av arvelige gener vil bli ansett som berettiget - samt PGD, som nå støttes av Storbritannia.
Noen mennesker er imidlertid mer avslappet over ideen om å få flere barn med redigerte gener. Denne måneden kunngjorde den russiske forskeren at han er interessert i et prosjekt for å redigere genene til menneskelige embryoer. Og det amerikanske medieselskapet STAT rapporterte sent i forrige måned at en fruktbarhetsklinikk i Dubai henvendte seg til Han for å få råd om genredigering kort tid etter at han kunngjorde sin kunngjøring.
Abha Saxena, en bioetiker ved Universitetet i Genève, Sveits, og en tidligere WHO-rådgiver, håper møtene vil fortsette selv om det endelige målet om å nå en global enighet kan vise seg unnvikende. “Vil vi noen gang være klare? Det er vanskelig å si, sier Saxena. "Men menneskeheten har alltid likt å ta risiko."
Heidi Ledford
