В Великобритании родились первые дети с генами трех человек. Что это значит и как стало возможным

Что произошло

В Великобритании родились первые дети с ДНК трех человек: мужчины и двух женщин. Это стало возможно благодаря процедуре экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

• Большая часть ДНК получена от двух родителей и лишь около 0,2% — 37 генов — от третьей женщины-донора.
• Процедура помогает предотвратить развитие неизлечимых наследственных заболеваний у ребенка, если у его матери есть митохондриальные дефекты. Поскольку плод наследует все свои митохондрии от матери, опасные мутации могут передаться всем детям женщины. Из-за дефектов митохондрии перестают обеспечивать организм необходимым топливом, что приводит к повреждению мозга, истощению мышц, сердечной недостаточности и слепоте.
• В Управлении по оплодотворению и эмбриологии человека сообщили, что на апрель 2023 года в стране родилось не менее пяти таких детей. Точные цифры не называют, чтобы избежать идентификации семей.

Как это работает

Исследователи применили метод цитоплазматической замены (mitochondrial donation treatment). Со сперматозоидами отца и яйцеклеткой матери были использованы митохондрии из яйцеклеток женщины-донора.

• Донорская ДНК необходима только для создания эффективных митохондрий и не влияет на другие признаки, такие как внешность будущего ребенка. По этой причине донор не может считаться «третьим родителем».
• Великобритания стала первой страной, где начались подобные исследования. В 2015 году парламент страны принял поправки в закон, чтобы разрешить процедуру цитоплазматической замены. Двумя годами позже Центр лечения бесплодия в Ньюкасле стал первым и единственным медицинским учреждением, имеющим лицензию на ее проведение. Первые эксперименты были одобрены в 2018 году. Всего власти дали «зеленый свет» 30 экспериментам.
• Дети с генетическим материалом от трех человек рождались также в Греции, Мексике и на Украине.

Контекст

Исследователи по всему миру изучают возможность редактирования ДНК, чтобы предотвратить развитие наследственных заболеваний.

• Один из самых громких экспериментов был проведен в Китае. Ученый Хэ Цзянькуй использовал инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9, чтобы внести изменения в эмбрионы семи пар, проходивших репродуктивное лечение. Мужчины в них были ВИЧ-положительными. Ученый решил отредактировать геном будущих детей так, чтобы они были невосприимчивы к вирусу. Хотя появившиеся на свет младенцы оказались здоровы, Цзянькуй был осужден на 3 года за проведение незаконного эксперимента.
• Некоторые носители наследственных заболеваний, таких как мышечная дистрофия, кистозный фиброз, серповидноклеточная анемия и болезнь Хантингтона, предпочитают ЭКО естественному зачатию, поскольку в этом случае все эмбрионы проверяют на наличие мутаций.

Хотя редактирование ДНК потенциально может стать спасением от генетических заболеваний, метод вызывает беспокойство у большинства специалистов из-за возможных негативных последствий процедуры.

• Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке изучали эмбрионы, в которые мужская гамета привнесла мутацию в гене EYS, вызывающую пигментный ретинит. В 2020 году ученые попытались с помощью CRISPR-Cas9 исправить эту мутацию, но в итоге около половины эмбрионов потеряло большие сегменты хромосомы, в которой расположен EYS.
• Ученые из Института медицинских исследований Барселоны в 2022 году заявили, что редактирование гена CRISPR может привести к нестабильности генома. Это происходит из-за белка — супрессора опухоли р53. При вмешательстве в его функционирование клетки могут терять способность обнаруживать повреждения ДНК или помечать клетки для «запрограммированной смерти». В результате клетки станут склонны к накоплению дальнейших мутаций, что значительно повысит риск развития злокачественных новообразований.

Почему это важно

По оценкам ВОЗ, от врожденных заболеваний в течение первых 28 дней жизни ежегодно умирают 240 тыс. младенцев. Они также приводят к смерти еще примерно 170 тыс. детей в возрасте от месяца до 5 лет. В России наследственные заболевания и врожденные пороки развития считаются причиной примерно 40% случаев ранней детской смертности.

• Всего специалисты выделяют порядка 8 тыс. наследственных заболеваний. Ими страдают примерно 5% населения Земли.
• В России наследственные патологии ежегодно выявляются у 5% новорожденных, 500 тыс. из них страдают тяжелыми заболеваниями, ведущими к инвалидности.

Наследственные заболевания делятся на генные и хромосомные болезни.

• Генные болезни связаны с точечными мутациями ядерной ДНК. К ним относятся, например, серповидноклеточная анемия, альбинизм, синдром Марфана, болезнь Коновалова-Вильсона.
• Хромосомные болезни обусловлены изменением числа или структуры хромосом. К ним относятся синдром Дауна, синдром Патау, а также синдром Шерешевского — Тернера (у женщин) и синдром Клайнфельтера (у мужчин), связанные с нарушением числа половых хромосом и ведущие к бесплодию.