Att designa människor: GMO-generering

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Många av oss föds med egenskaper som bidrar till att bättre konkurrera i samhället: skönhet, intelligens, spektakulärt utseende eller fysisk styrka. På grund av framstegen inom genetiken börjar det verka som att vi snart kommer att kunna komma åt något som tidigare inte var föremål för - att "designa" människor redan innan de föddes. Att fråga de nödvändiga egenskaperna, om de inte ges av naturen, förutbestämmer de möjligheter som är så nödvändiga i livet. Vi gör detta med bilar och andra livlösa föremål, men nu när det mänskliga genomet har avkodats och vi redan lär oss att redigera det verkar det som att vi närmar oss uppkomsten av så kallade "designer", "projicerade" barn. Verkar det så eller blir det snart verklighet?

Lulu och Nana från Pandora's Box

Födelsen av de första barnen med ett modifierat genom i slutet av 2019 orsakade en allvarlig resonans i det vetenskapliga samfundet och bland allmänheten. He Jiankui, biolog vid Southern University of Science and Technology, Kina (SUSTech) - Den 19 november 2018, på tröskeln till det andra internationella toppmötet om redigering av mänskligt genom i Hong Kong, tillkännagav i en intervju med Associated Press födelsen av de första barnen någonsin med ett redigerat genom.

Tvillingflickorna föddes i Kina. Deras namn, liksom namnen på deras föräldrar, avslöjades inte: de första "GMO-barnen" på planeten är kända som Lulu och Nana. Enligt forskaren är flickorna friska och störningar i deras arvsmassa har gjort tvillingarna immuna mot hiv.

Händelsen, som kan verka som ett nytt steg i mänsklighetens utveckling, eller åtminstone medicin, som redan nämnts, orsakade inte positiva känslor bland forskarens kollegor. Tvärtom blev han dömd. Statliga myndigheter i Kina inledde en utredning och alla experiment med det mänskliga genomet i landet förbjöds tillfälligt.

He Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Experimentet, som inte uppskattades av allmänheten, var följande. Forskaren tog spermier och ägg från de framtida föräldrarna, utförde provrörsbefruktning med dem, han redigerade genomen för de resulterande embryona med CRISPR / Cas9-metoden. Efter att embryona implanterades i slemhinnan i kvinnans livmoder var inte flickornas framtida mamma infekterad med hiv, till skillnad från pappan som var bärare av viruset.

CCR5-genen, som kodar för ett membranprotein som används av det mänskliga immunbristviruset för att komma in i celler, har genomgått redigering. Om den modifieras kommer en person med en sådan artificiell mutation att vara resistent mot infektion med viruset.

Lulu och Nana / © burcualem.com

Mutationen som He Jiankui försökte skapa på konstgjord väg kallas CCR5 Δ32: den finns i naturen, men bara hos ett fåtal människor, och har länge uppmärksammats av forskare. Experiment på möss 2016 visade att CCR5 Δ32 påverkar hippocampus funktion, vilket avsevärt förbättrar minnet. Dess bärare är inte bara immuna mot hiv, utan återhämtar sig också snabbare efter en stroke eller traumatisk hjärnskada, har bättre minne och inlärningsförmåga än "vanliga" människor.

Det är sant, än så länge kan ingen forskare garantera att CCR5 Δ32 inte medför några okända risker och att sådana manipulationer med CCR5-genen inte kommer att orsaka negativa konsekvenser för bäraren av mutationen. Nu är den enda negativa konsekvensen av en sådan mutation känd: dess ägares organism är mer mottaglig för West Nile-feber, men denna sjukdom är ganska sällsynt.

Samtidigt har universitetet där den kinesiska vetenskapsmannen arbetade förnekat sin anställd. Alma mater sa att de inte kände till He Jiankuis experiment, som de kallade ett grovt brott mot etiska principer och vetenskaplig praxis, och han var engagerad i dem utanför institutionens väggar.

Det bör noteras att projektet i sig inte fick oberoende bekräftelse och inte godkände peer review, och dess resultat publicerades inte i vetenskapliga tidskrifter. Allt vi har är bara uttalanden från en vetenskapsman.

He Jiankuis arbete bröt mot det internationella moratoriet för sådana experiment. Förbudet är etablerat på lagstiftande nivå i nästan alla länder. Kolleger till genetikern är överens om att användningen av CRISPR / Cas9 genomisk redigeringsteknik på människor medför enorma risker.

Men den viktigaste kritiken är att den kinesiska genetikerns arbete inte har något nyskapande: ingen har gjort sådana experiment tidigare på grund av rädsla för oförutsägbara konsekvenser, eftersom vi inte vet vilka problem modifierade gener kan skapa för deras bärare och ättlingar.

Som den brittiska genetikern Maryam Khosravi sa på sitt Twitterkonto: "Om vi kan göra något betyder det inte att vi måste göra det."

Förresten, i oktober 2018, även innan den kinesiska forskarens chockerande uttalande, tillkännagav ryska genetiker från National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology uppkallad efter Kulakov också den framgångsrika förändringen av CCR5-genen med CRISPR / Cas9-genomiken. redaktör och få embryon som inte är föremål för effekterna av HIV. Naturligtvis förstördes de, så att det inte kom till födelsen av barn.

40 år sedan

Snabbspola framåt fyra decennier. I juli 1978 föddes Louise Brown i Storbritannien - det första barnet som föddes som ett resultat av provrörsbefruktning. Sedan orsakade hennes födelse mycket oväsen och indignation och gick till föräldrarna till "provrörsbebisen" och vetenskapsmännen, som fick smeknamnet "läkare i Frankenstein".

Louise Brown. I barndomen och nu / © dailymail.co.uk

Men om den framgången skrämde vissa, gav den andra hopp. Så idag på planeten finns det mer än åtta miljoner människor som är skyldiga sin födelse till IVF-metoden, och många av de fördomar som var populära då har skingras.

Det var sant att det fanns ytterligare en oro: eftersom IVF-metoden förutsätter att ett "färdigt" mänskligt embryo placeras i livmodern, kan det vara genetiskt modifierat före implantation. Som vi kan se är det efter några decennier exakt vad som hände.

IVF procedur / © freepik.com

Så går det att dra en parallell mellan de två händelserna - Louise Browns och de kinesiska tvillingarna Lula och Nanas födelse? Är det värt att argumentera för att Pandoras låda är öppen och mycket snart kommer det att vara möjligt att "beställa" ett barn skapat enligt ett projekt, det vill säga en designer. Och viktigast av allt, kommer samhällets attityd till sådana barn att förändras, eftersom det praktiskt taget har förändrats mot barn "från ett provrör" idag?

Embryoselektion eller genetisk modifiering?

Genomredigering är dock inte det enda som för oss närmare en framtid där barn kommer att ha förplanerade egenskaper. Lulu och Nana är skyldiga sin födelse inte bara till CRISPR / Cas9 genredigeringsteknologier och IVF, utan också till preimplantationsgenetisk diagnos av embryon (PGD). Under sitt experiment använde He Jiankui PGD från redigerade embryon för att upptäcka chimerism och fel utanför målet.

Och om redigering av mänskliga embryon är förbjuden, är det inte preimplantationsgenetisk diagnostik, som består i att sekvensera genomet hos embryon för vissa ärftliga genetiska sjukdomar, och det efterföljande urvalet av friska embryon. PGD är ett slags alternativ till prenatal diagnostik, endast utan att graviditeten behöver avbrytas om genetiska avvikelser upptäcks.

Experter påpekar att de första "legitima" designerbarnen kommer att erhållas just genom valet av embryon, och inte som ett resultat av genetisk manipulation.

Under PGD utsätts embryon som erhållits genom provrörsbefruktning för genetisk screening. Förfarandet går ut på att ta bort celler från embryon i ett mycket tidigt utvecklingsstadium och "läsa" deras genom. Hela eller delar av DNA läses för att avgöra vilka varianter av gener det bär på. Därefter kommer de blivande föräldrarna att kunna välja vilka embryon som ska implanteras i hopp om graviditet.

Preimplantationsgenetisk diagnos (PGD) / ©vmede.org

Preimplantationsgenetisk diagnos används redan av par som tror att de bär gener för vissa ärftliga sjukdomar för att identifiera embryon som inte har dessa gener. I USA används sådana tester i cirka 5 % av IVF-fallen. Det utförs vanligtvis på tre till fem dagar gamla embryon. Sådana tester kan upptäcka gener som bär på cirka 250 sjukdomar, inklusive talassemi, tidig Alzheimers sjukdom och cystisk fibros.

Bara idag är PGD inte särskilt attraktiv som teknik för att designa barn. Förfarandet för att få ägg är obehagligt, medför risker och ger inte det nödvändiga antalet celler för urval. Men allt kommer att förändras så fort det blir möjligt att få fler ägg för befruktning (till exempel från hudceller), och samtidigt kommer hastigheten och priset på genomsekvensering att öka.

Bioetikern Henry Greeley från Stanford University i Kalifornien säger: "Nästan allt du kan göra med genredigering kan du göra med embryoselektion."

Är DNA öde?

Enligt experter kommer framsteg i teknologier för att läsa den genetiska koden som registreras i våra kromosomer under de kommande decennierna i utvecklade länder att ge fler och fler människor möjlighet att sekvensera sina gener. Men att använda genetiska data för att förutsäga vilken typ av person ett embryo kommer att bli är svårare än det låter.

Forskning om den genetiska grunden för människors hälsa är verkligen viktig. Ändå har genetiker gjort lite för att skingra förenklade idéer om hur gener påverkar oss.

Många tror att det finns ett direkt och entydigt samband mellan deras gener och egenskaper. Idén om förekomsten av gener som är direkt ansvariga för intelligens, homosexualitet eller till exempel musikaliska förmågor är utbredd. Men även med exemplet med den tidigare nämnda CCR5-genen, en förändring i vilken påverkar hjärnans funktion, såg vi att allt inte är så enkelt.

Det finns många - mestadels sällsynta - genetiska sjukdomar som exakt kan kännas igen av en specifik genmutation. Som regel finns det verkligen ett direkt samband mellan en sådan gennedbrytning och sjukdomen.

De vanligaste sjukdomarna eller medicinska predispositionerna - diabetes, hjärtsjukdomar eller vissa typer av cancer - är förknippade med flera eller till och med många gener och kan inte förutsägas med säkerhet. Dessutom beror de på många miljöfaktorer - till exempel på en persons kost.

Men när det kommer till mer komplexa saker som personlighet och intelligens, här vet vi inte så mycket om vilka gener som är inblandade. Men forskare tappar inte sin positiva attityd. När antalet människor vars genom har sekvenserats ökar kommer vi att kunna lära oss mer om detta område.

Samtidigt noterar Euan Birney, chef för European Institute of Bioinformatics i Cambridge, som antyder att avkodning av genomet inte kommer att svara på alla frågor: "Vi måste komma bort från tanken att ditt DNA är ditt öde."

Dirigent och orkester

Detta är dock inte allt. För vår intelligens, karaktär, kroppsbyggnad och utseende är inte bara gener ansvariga utan också epigener - specifika taggar som bestämmer geners aktivitet, men som inte påverkar DNA:s primära struktur.

Om genomet är en uppsättning gener i vår kropp, så är epigenomet en uppsättning taggar som bestämmer geners aktivitet, ett slags reglerande skikt som så att säga ligger ovanpå genomet. Som svar på yttre faktorer beordrar han vilka gener som ska fungera och vilka som ska sova. Epigenomet är dirigenten, genomet är orkestern, där varje musiker har sin egen del.

Sådana kommandon påverkar inte DNA-sekvenser, de sätter helt enkelt på (uttrycker) vissa gener och stänger av (undertrycker) andra. Alltså fungerar inte alla gener som finns på våra kromosomer. Manifestationen av ett eller annat fenotypiskt drag, förmågan att interagera med omgivningen och till och med graden av åldrande beror på vilken gen som blockeras eller avblockeras.

Den mest kända och, som man tror, den viktigaste epigenetiska mekanismen är DNA-metylering, tillägg av CH3-grupp av DNA-enzymer - metyltransferaser till cytosin - en av de fyra kvävebaserna i DNA.

Epigenom / ©celgene.com

När en metylgrupp kopplas till cytosinet, som är en del av en viss gen, stängs genen av. Men, överraskande, i ett sådant "vilande" tillstånd överförs genen till avkomman. En sådan överföring av karaktärer som förvärvats av levande saker under livet kallas epigenetisk arv, som kvarstår i flera generationer.

Epigenetik – vetenskapen som kallas genetikens lillasyster – studerar hur att slå på och av gener påverkar våra fenotypiska egenskaper. Enligt många experter är det i utvecklingen av epigenetik som den framtida framgången för tekniken för att skapa designerbarn ligger.

Genom att lägga till eller ta bort epigenetiska "taggar" kan vi, utan att påverka DNA-sekvensen, bekämpa båda sjukdomar som har uppstått under påverkan av ogynnsamma faktorer, och utöka "katalogen" av det planerade barnets designegenskaper.

Är Gattaki-scenariot och andra farhågor verkliga?

Många fruktar att vi genom att redigera genomet - för att undvika allvarliga genetiska sjukdomar - kommer att gå vidare till att förbättra människor, och där är det inte långt innan en övermänniskas uppkomst eller mänsklighetens förgrening till biologiska kaster, som förutspått av Yuval Noah Harari.

Bioetikern Ronald Greene från Dartmouth College i New Hampshire tror att tekniska framsteg kan göra "mänsklig design" mer tillgänglig. Under de kommande 40-50 åren, säger han, "kommer vi att se användningen av genredigering och reproduktionsteknologier för att förbättra människor; vi kommer att kunna välja färg på ögon och hår för vårt barn, vi vill ha förbättrad atletisk förmåga, läs- eller räknefärdigheter och så vidare."

Men framväxten av designerbarn är fylld av inte bara oförutsägbara medicinska konsekvenser, utan också fördjupande social ojämlikhet.

Som bioetisk forskare Henry Greeley påpekar, kan en 10-20 % uppnåbar hälsoförbättring genom PGD, utöver de fördelar som rikedom redan ger, leda till en ökad klyfta i hälsotillståndet för rika och fattiga - både i samhället och mellan länder.

Och nu, i fantasin, uppstår fruktansvärda bilder av en genetisk elit, som de som skildras i den dystopiska thrillern Gattaca: teknikens framsteg har lett till att eugeniken har upphört att betraktas som ett brott mot moraliska och etiska normer, och produktionen av idealiska människor sätts igång. I denna värld är mänskligheten uppdelad i två samhällsklasser - "giltiga" och "ogiltiga". De förra är som regel resultatet av föräldrarnas besök hos läkaren, och de senare är resultatet av naturlig befruktning. Alla dörrar är öppna för "bra" och "olämpliga" är som regel överbord.

Stillbild från filmen "Gattaca" (1997, USA)

Låt oss återvända till vår verklighet. Vi noterade att det ännu inte är möjligt att förutsäga konsekvenserna av interferens med DNA-sekvensen: genetik ger inte svar på många frågor, och epigenetik är faktiskt på ett tidigt stadium av utvecklingen. Varje experiment med födelse av barn med ett modifierat arvsmassa är en betydande risk som på sikt kan bli ett problem för sådana barn, deras avkomlingar och möjligen hela mänskligheten.

Men teknikens framsteg på detta område, efter att ha räddat oss, förmodligen från några problem, kommer att lägga till nya. Framväxten av designerbarn, perfekta i alla avseenden, som, efter att ha mognat, kommer att bli medlemmar av samhället, kan skapa ett allvarligt problem i form av fördjupad social ojämlikhet redan på genetisk nivå.

Det finns ett annat problem: vi tittade inte på det aktuella ämnet genom ett barns ögon. Människor tenderar ibland att överskatta vetenskapens förmåga, och frestelsen att ersätta behovet av noggrann vård av sitt barn, hans uppväxt och studier med att betala räkningar på en specialiserad klinik kan vara stor. Tänk om designerbarnet, som så mycket pengar har investerats i och som har så många förväntningar, inte lever upp till dessa förhoppningar? Om han trots intelligensen programmerad i generna och ett spektakulärt utseende inte blir vad de ville göra? Gener är inte ödet ännu.