Meddelelsen fra den kinesiske forsker He Jiankui, der hævdede at have skabt verdens første genredigerede babyer - tvillinger, hvis genom blev ændret, som embryoner ved hjælp af CRISPR-teknologi - rystede den videnskabelige verden og fik en malstrøm af etisk kontrovers. Eksperimentet, hvis dets resultat bekræftes ved peer review, vil helt sikkert tage CRISPR-anvendelse hos mennesker videre, end det er gået før. Men hvor nøjagtigt står CRISPR-babyerne i det hurtigt bevægende felt inden for genetisk redigering?
Han arbejdede (som endnu ikke er blevet offentliggjort i en peer-review journal eller uafhængigt verificeret) involverede skabelse af embryoner fra en sund mor og HIV-positiv far og anvendelse af genredigeringsværktøjet CRISPR-Cas9 på disse embryoner for at fjerne CCR5-genet, som tillader hiv at komme ind i celler. Disse CRISPR-modificerede embryoner førte til en graviditet og til sidst fødte tvillingepiger ved navn Lulu og Nana. Det siges, at et af børnene mangler begge funktionelle kopier af CCR5-genet, hvilket ville forhindre hende i nogensinde at blive smittet med HIV, mens den anden har den ene funktionelle kopi, hvilket betyder, at hun stadig muligvis kan få virus.
Lulu og Nana's fødsel ville bestemt repræsentere en første inden for spirende felt af genredigering. Men Kiran Musunuru, en kardiolog og genetiker ved University of Pennsylvania's Perelman School of Medicine, der gennemgik et foreløbigt manuskript af He's team for Associated Press, siger, at Hans meddelelse "på ingen måde repræsenterer et videnskabeligt fremskridt", fordi "der ikke var noget, der forhindrede tidligere forskere, der redigerede menneskelige embryoner fra at gøre det samme, undtagen deres egen etik og moral. ”
CRISPR (som står for klynger med regelmæssigt mellemrum, kort palindromisk gentagelse) er et genetisk materiale, der findes i bakterier og andre prokaryoter, der kan bruges til at målrette mod specifikke DNA-stande. Teknologien fungerer ved at introducere en omhyggeligt programmeret streng af RNA i en celle. RNA'et kan lokalisere en målsekvens af DNA og ved hjælp af et enzym (mest almindeligt Cas9) skære DNA'et på det angivne sted. Celle's native DNA-reparationsmekanismer vil reparere bruddet og fjerne en del af den genetiske sekvens, og forskere kan også tilføje en ønsket DNA-streng ind i cellen, der vil blive udvekslet til det lige snapne gen.
I 2012 har et team af videnskabsfolk ledet af Jennifer Doudna fra University of California, Berkeley og Emmanuelle Charpentier, nu af Max Planck Institute, (og næsten på samme tid den litauiske forsker Virginijus Siksnys) udnyttet CRISPR-sekvenser for at snip og redigere prokaryotisk eller enkeltcellet DNA. Et halvt år senere var flere videnskabsfolk, begyndende med det brede institut Feng Zhang og Harvards George Church, banebrydende for en måde at bruge CRISPR til at redigere multicellulært DNA, inklusive hos mennesker.
Undersøgelserne revolutionerede genredigering. CRISPRs enkelhed og effektivitet blæste tidligere teknikker ud af vandet.
Det første CRISPR-gennembrud i menneskelige embryoner kom i 2015, da de kinesiske forskere Canquan Zhou og Junjiu Huang brugte CRISPR til at fjerne et gen, der, når det muteres, forårsager blodsygdommen beta-thalassæmi. Ingen af de resulterende embryoner blev imidlertid betragtet som vellykkede; de viste utilsigtede genetiske redigeringer såvel som mosaik, hvilket betyder, at cellerne ikke ensartede vedtog de CRISPR-inducerede ændringer. I en afgørende skelnen fra He's arbejde brugte Zhou og Huang tripronukleære zygoter (et æg, to sædceller) i deres forskning, som ikke kunne have udviklet sig til voksne mennesker, hvis de blev implanteret i en livmodern.
Sidste år byggede et team ledet af Shoukhrat Mitalipov fra Oregon Health & Science University på Zhou og Huangs arbejde og brugte CRISPR med succes til at fjerne en genetisk variant fra embryoner, der forårsager hypertrofisk kardiomyopati, en dødbringende hjertesygdom. Mitalipovs embryoner var levedygtige og manglede utilsigtede redigeringer og mosaik fra tidligere eksperimenter, men forskerne lod dem ikke udvikle sig i mere end tre dage, på hvilket tidspunkt de blev adskilt og genetisk analyseret. I en erklæring skrev Mitalipov, at i modsætning til hans egen forskning involverer Han's arbejde "mutation af et normalt gen og derefter overføre embryoner for at etablere en graviditet, tilsyneladende med lidt videnskabelig tilsyn. Resultatet af dette arbejde er uforudsigeligt og mangler strengheden i et godt planlagt klinisk forsøg. ”
Flere af forskerne, der hjalp med at udvikle CRISPR-teknologi, har censureret He, med Zhang, der opfordrede til et "moratorium for implantation af redigerede embryoner", indtil teknologien skrider videre. Kirken indtog imidlertid en mere moderat holdning og stillede spørgsmålstegn ved nogle af He's valg, men fortalte videnskaben, "På et tidspunkt må vi sige, at vi har lavet hundreder af dyreforsøg, og vi har foretaget en hel del menneskelige embryostudier."
CRISPR-teknologi har en bred vifte af potentielle anvendelser, især inden for landbrug og farmaceutisk industri. I de senere år har CRISPR imidlertid også fundet vej til klinisk forskning med fokus på forebyggelse af menneskelig sygdom.
I 2016 brød kinesiske forskere jorden som de første til at injicere CRISPR-redigerede celler i et menneske. Den første lignende undersøgelse i USA rekrutterer i øjeblikket. Det sigter mod at hjælpe kræftpatienter ved at fjerne deres T-celler, justere dem for at gøre dem mere effektive til at bekæmpe kræftceller og genindføre de modificerede immunceller i patienternes blodstrømme. En vigtig forskel mellem denne arbejdslinje og embryonredigering er ifølge den ledende forsker Edward Stadtmauer at "ex vivo" -arbejde involverer genetiske ændringer uden for patientens krop og kun til en bestemt type celle. I modsætning hertil har en ændring af embryonale celler potentialet til at påvirke hver eneste celle i den resulterende persons krop, og disse "kimline" -ændringer vil også blive overført til eventuelle fremtidige efterkommere.
Han ser ud til at have forventet fururen over tvillingernes fødsler. I en video, der blev sendt på YouTube, den dag nyheden brød, siger han, på engelsk, "Jeg forstår, at mit arbejde vil være kontroversielt, men jeg tror, familier har brug for denne teknologi, og jeg er villig til at tage kritikken for dem."
Han Jiankui talte på det andet internationale topmøde om redigering af menneskelig genom, 28. november 2018. (Public Domain) Som forudsagt er He's arbejde blevet dekret af både forskere og etikere. Et panel fra det nationale akademi for videnskaber konkluderede for nylig, at ændringer i kimen til mennesker muligvis var tilladt, "men kun efter meget mere forskning for at opfylde passende risiko / fordelestandarder, " "under streng kontrol" og kun af "tvingende årsager" som at tillade par med arvelige, ubehandlede sygdomme for at få sunde børn. Kinesisk vejledning, selv om det forbyder klinisk forskning, der krænker ”etiske eller moralske principper, ” er tvetydig. Kinas viceminister for videnskab og teknologi karakteriserede imidlertid He's forskning som "åbenlyst" overtrædende loven om statsejet tv.
Hans arbejde, der blev udført i hemmeligholdelse og identificeret som forskning for ”AIDS-vaccineudvikling” i deltagerens samtykkeformularer, er nu under fælles undersøgelse af lokale sundheds- og etiske myndigheder. Derudover frigav Shenzen HarMoniCare Hospital, som blev opført som godkendt projektets etik, en erklæring, der nægter dets inddragelse.
Fordi Han's arbejde, mens han blev forelagt et tidsskrift, endnu ikke er blevet peer review og offentliggjort, er det umuligt at bedømme, om hans genetiske redigering var vellykket eller ej. Musunuru fortæller, at de data, han så, indikerede mosaik i mindst en morkage og en off-target-redigering i et embryo (men ikke i placentaprøver). Han præsenterede på denne uges Hong Kong-baserede gen-redigeringstopmøde efterlod nogle kolleger overbeviste om hans resultater, men andre har stadig vedvarende spørgsmål, ifølge Nature .
Ud over nøjagtigheden af He's påstande har forskere udtrykt en større bekymring, fordi mennesker uden CCR5-genet kan være mere sårbare over for andre sygdomme som influenza. Han har også trukket rancor for at bruge CRISPR, når der findes andre effektive metoder, der tillader hiv-positive par at få sunde børn, såsom at “vaske” sæd inden in vitro-befrugtning uden at foretage nogen genetiske ændringer. Hans metode, som involverer vask af sædceller samt redigering af embryonernes gener, har imidlertid potentialet til at producere børn, der er immun mod nogensinde at blive hiv. Men selvfølgelig rejser enhver redigering af kimetegn en uklarhed af etiske spørgsmål ned ad vejen, da Lulu og Nana kunne videregive eventuelle utilsigtede mutationer i deres genom, hvis de vælger at få børn.
I betragtning af det internationale oprør bekymrer eksperter sig også for, at He's cavalier-tilgang kunne have en nedkøling på fremtidig forskning, hvilket potentielt kan føre til lignende protokolleskirtelforsøg.
”Jeg vil ikke kalde dette en historisk præstation, ” siger Musunuru. ”Jeg vil kalde dette en historisk etisk krænkelse.”
