Russischer Biologe Plant, Seine Eigenen "Designer" -Kinder Zu Erschaffen

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Anonim
Der russische Biologe plant, seine eigenen "Designer"-Kinder zu erschaffen - Genetik, DNA, Kinder, Babys, DNA-Bearbeitung
Der russische Biologe plant, seine eigenen "Designer"-Kinder zu erschaffen - Genetik, DNA, Kinder, Babys, DNA-Bearbeitung

Der russische Wissenschaftler kündigte seine Absicht an, Kinder mit einem bearbeiteten Genom zur Welt zu bringen und damit als zweiter Mensch auf dem Planeten die Ergebnisse eines solchen Experiments zu veröffentlichen. Aber solche Experimente gelten als verboten, bis die entsprechenden internationalen Standards vereinbart sind, schreibt Nature.

Ein Artikel aus der wissenschaftlichen Site Nature, übersetzt von INOSMI. Von David Cyranovski

Dieser Vorschlag kam nach einem chinesischen Gelehrten angegeben über die Geburt von Zwillingen aus den Embryonen, die er letztes Jahr bearbeitet hat.

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Der russische Wissenschaftler kündigte seine Absicht an, Kinder mit einem bearbeiteten Genom zur Welt zu bringen und damit als zweiter Mensch auf dem Planeten die Ergebnisse eines solchen Experiments zu veröffentlichen. Dieser Schritt widerspricht dem wissenschaftlichen Konsens: Experimente dieser Art gelten als verboten, bis die Umstände und Sicherheitsmaßnahmen, die sie rechtfertigen, mit internationalen ethischen Standards vereinbar sind.

Molekularbiologe Denis Rebrikov sagte Nature, dass es erwägt, bis Ende des Jahres bei mehreren Frauen gentechnisch veränderte Embryonen zu implantieren - wenn es bis dahin die Erlaubnis erhalten kann. Chinesischer Wissenschaftler Er Jiankui (He Jiankui) löste internationale Empörung aus, als im vergangenen November bekannt wurde, dass er die weltweit ersten genon-editierten Babys - Zwillinge - zur Welt gebracht hatte.

Das Experiment wird mit dem gleichen CCR5-Gen durchgeführt, mit dem er gearbeitet hat, aber Rebrikov behauptet, dass seine Methode nützlicher, weniger risikobehaftet und aus ethischer Sicht gerechtfertigter und akzeptabler für die Gesellschaft sein wird.

Der russische Wissenschaftler will ein Gen deaktivieren, das für ein Protein kodiert, das es HIV ermöglicht, in embryonale Zellen einzudringen; Letzteres wird HIV-infizierten Müttern implantiert, wodurch das Risiko einer Übertragung des Virus auf das Baby im Mutterleib verringert wird. Andererseits veränderte er das Gen in Embryonen, die unter Beteiligung von Vätern mit HIV entstanden waren, was nach Ansicht vieler Genetiker keinen großen klinischen Nutzen brachte, da das Risiko einer Übertragung des Virus vom Vater auf das Kind minimal ist.

Rebrikov leitet das Genom-Editing-Labor an der größten russischen Klinik für Reproduktionsmedizin, dem Kulakov National Medical Research Center for Geburtshilfe, Gynäkologie und Perinatologie in Moskau, und ist außerdem wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Pirogov Russian National Research Medical University, ebenfalls in Moskau.

Laut Rebrikov habe er sich bereits mit einem HIV-Zentrum der Stadt darauf verständigt, HIV-infizierte Frauen zu rekrutieren, die an dem Experiment teilnehmen wollen.

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Die von unserer Publikation kontaktierten Wissenschaftler und Bioethiker haben jedoch ernsthafte Bedenken bezüglich Rebrikovs Plänen.

"Diese Technologie ist noch nicht einsatzbereit", sagt Jennifer Doudna, Molekularbiologin an der University of California, Berkeley, die Pionierin des Genom-Editiersystems CRISPR-Cas9 war, das Rebrikov verwenden will."Es überrascht nicht, dass diese Entscheidung enttäuschend und besorgniserregend ist."

Alta Charo, Bioethik- und Rechtsforscherin an der University of Wisconsin in Madison, sagt, dass Rebrikovs Pläne die ethischen Anforderungen für den Einsatz der Technologie nicht erfüllen. „Heute ist es höchst unverantwortlich, ein solches Verfahren durchzuführen“, ergänzt Charo als Mitglied des Ausschusses der Weltgesundheitsorganisation, die ethische Richtlinien für die Bearbeitung des menschlichen Genoms entwickelt.

Rechtlicher und regulatorischer Rahmen

Die Implantation von bearbeiteten Genen aus Embryonen ist in vielen Ländern verboten. In Russland gibt es ein Gesetz, das Gentechnik in den meisten Fällen verbietet, aber es ist unklar, wie diese Regeln für die Bearbeitung embryonaler Gene gelten oder ob sie überhaupt anwendbar sind.

Der russische Regulierungsrahmen im Bereich der assistierten Reproduktion befasst sich unterdessen nicht direkt mit dem Thema Gen-Editierung - dies wird durch eine vergleichende Analyse dieser Normen in einer Reihe von Ländern im Jahr 2017 belegt (das chinesische Recht ist ebenfalls mehrdeutig: in 2003 verbot das Gesundheitsministerium die genetische Veränderung menschlicher Embryonen zum Zwecke der Fortpflanzung, dieses Verbot bedeutet jedoch keine Bestrafung, weshalb seine Rechtsstellung ungewiss bleibt).

Rebrikov hofft, dass das Gesundheitsministerium innerhalb der nächsten neun Monate die Regeln für den klinischen Einsatz der Gen-Editierung von Embryonen klären wird. Der Wissenschaftler sagt, er verstehe die Dringlichkeit, Frauen mit HIV zu helfen, und beginne gerne mit Experimenten, wenn auch ohne klare Anweisungen.

Um die Wahrscheinlichkeit einer Bestrafung für Experimente zu verringern, plant Rebrikov, zunächst die Erlaubnis von drei Regierungsbehörden einzuholen, darunter das Gesundheitsministerium. Dies kann von einem Monat bis zu zwei Jahren dauern, sagte er.

Konstantin Severinov, ein Molekulargenetiker, der der Regierung geholfen hat, ein Förderprogramm für die Gen-Editing-Forschung zu entwickeln, sagt, dass es nicht einfach ist, eine solche Genehmigung zu bekommen. Die russisch-orthodoxe Kirche, die im Land großen Einfluss hat, ist gegen die Gen-Editierung, sagte Severinov, der auch mit der Rutgers University in Piscataway, New Jersey, und dem Institute of Science and Technology in Skolkovo zusammenarbeitet.

Bevor Wissenschaftler versuchen, gentechnisch veränderte Embryonen in Frauen einzupflanzen, bedarf es einer transparenten Debatte über die wissenschaftliche Machbarkeit und ethische Akzeptanz solcher Experimente, sagt der Genetiker George Daley von der Harvard Medical School in Boston, Massachusetts, der auch von Nature von Rebrikovs Plänen erfahren hat.

Einer der Gründe, warum genomeditierte Embryonen eine so heftige globale Kontroverse ausgelöst haben, ist, dass genetische Veränderungen, die sich anfänglich bei Babys entwickeln, an zukünftige Generationen weitergegeben werden können – ein weitreichender Eingriff, der als Keimbahnveränderung bekannt ist.

Die Forscher sind sich einig, dass diese Technologie uns eines Tages helfen könnte, genetische Krankheiten wie Sichelzellenanämie und Mukoviszidose auszurotten, aber es bedarf einer beeindruckenden Anzahl von Studien, bevor sie zur Transformation des Menschen eingesetzt werden kann.

Als er sein Experiment ankündigte, forderten viele Wissenschaftler erneut ein internationales Moratorium zur Keimbahn-Editierung. Während diese Maßnahme noch ergriffen werden muss, diskutieren die Weltgesundheitsorganisation, die US National Academy of Sciences, die Royal Society of Great Britain und andere etablierte Organisationen, wie die unethische und gefährliche Verwendung von Techniken zur Bearbeitung des menschlichen Genoms – die oft gedacht, unnötige oder übermäßige Risiken zu schaffen.

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HIV-positive Mütter

Obwohl der chinesische Biologe dafür kritisiert wurde, seine Experimente mit dem Sperma von HIV-positiven Vätern durchzuführen, wollte der Wissenschaftler die Menschen einfach vor einer Ansteckung schützen – das ist sein Hauptargument. Wissenschaftler und Ethiker protestierten jedoch und wiesen auf andere bestehende Möglichkeiten hin, das Infektionsrisiko zu verringern, wie zum Beispiel die Verhütung. Medikamente seien beispielsweise akzeptable Alternativen, um eine HIV-Übertragung von der Mutter auf das Kind zu verhindern, sagte Charo.

Rebrikov stimmt dieser Meinung zu und beabsichtigt daher, Embryonen nur in eine Untergruppe von HIV-infizierten Müttern zu implantieren, die auf Standard-HIV-Medikamente nicht ansprechen. Diese Frauen haben ein höheres Risiko, die Infektion auf ihr Kind zu übertragen. Laut Rebrikov wird dieses Risiko stark reduziert, wenn das CCR5-Gen erfolgreich durch Editieren deaktiviert wird. „Diese klinische Situation erfordert diese Art der Therapie“, sagt er.

Die meisten Wissenschaftler glauben, dass die Bearbeitung des CCR5-Gens in Embryonen nicht gerechtfertigt ist, auch wenn die Risiken die Vorteile nicht überwiegen. Auch wenn die Therapie wie geplant verläuft und beide Kopien des CCR5-Gens in den Zellen deaktiviert werden, besteht die Möglichkeit, dass sich solche Kinder mit HIV infizieren.

Es wird angenommen, dass das von CCR5 kodierte Zelloberflächenprotein in etwa 90 % der Fälle ein Tor für eine HIV-Infektion ist, aber seine Eliminierung wird andere Wege der HIV-Infektion in keiner Weise beeinflussen. Es gibt noch vieles, was wir über die Sicherheit der Gen-Editierung bei Embryonen nicht wissen, sagt Gaetan Burgio von der Australian National University in Canberra. Er fragt sich, welche Vorteile es hat, dieses Gen zu bearbeiten. „Ich sehe sie nicht“, bemerkt der Wissenschaftler.

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Das Ziel treffen

Darüber hinaus gibt es Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Gen-Editierung bei Embryonen im Allgemeinen. Rebrikov argumentiert, dass sein Experiment, das wie bei He das Genom-Editing-Tool CRISPR-Cas9 verwenden wird, sicher ist.

Seine Experimente - wie auch die Bearbeitung des Genoms in Embryonen im Allgemeinen - sind aus einem einfachen Grund problematisch: CRISPR-Cas9 kann unbeabsichtigte "Neben"-Mutationen außerhalb des Zielgens verursachen, und dies kann gefährlich sein, wenn es beispielsweise neutralisiert wird, a Gen, das für die Unterdrückung des Tumorwachstums verantwortlich ist.

Laut Rebrikov entwickelt er jedoch eine Methode, die die Möglichkeit von "Neben"-Mutationen zunichte macht; Der Wissenschaftler plant, innerhalb eines Monats vorläufige Ergebnisse online zu veröffentlichen, wahrscheinlich auf bioRxiv oder in einer wissenschaftlichen Zeitschrift.

Von Nature kontaktierte Wissenschaftler standen solchen Zusicherungen skeptisch gegenüber: Schließlich drohten nicht nur kollaterale Mutationen, sondern auch andere bekannte Probleme beim Einsatz von CRISPR-Cas 9 - etwa wenn das gewünschte Gen während "target Mutationen", aber nicht so wie ursprünglich beabsichtigt.

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In seinem im letzten Jahr erschienenen Artikel in Vestnik RSMU, dessen Chefredakteur er selbst ist, schreibt Rebrikov, dass seine Methode es ermöglicht, beide Kopien des CCR5-Gens (durch Entfernen eines Segments von 32 Basen) in mehr als 50% der Fälle. … Ihm zufolge habe die Veröffentlichung in dieser Zeitschrift keinen Interessenkonflikt verursacht, da die Gutachter und Herausgeber nicht auf die Autoren der Artikel achten.

Dudna steht diesen Ergebnissen jedoch skeptisch gegenüber. "Die Daten, die ich gesehen habe, deuten darauf hin, dass es nicht einfach ist, den Fortschritt der DNA-Reparaturarbeiten zu überwachen."Burgio glaubt auch, dass die vorgenommenen Änderungen wahrscheinlich zu anderen Deletionen oder Insertionen führen werden, die, wie es oft bei der Genbearbeitung der Fall ist, schwer zu erkennen sind.

Fehlerhafte Veränderungen könnten bedeuten, dass das Gen nicht richtig deaktiviert ist und die Zelle daher für HIV noch verfügbar ist, oder dass das mutierte Gen auf völlig andere und unvorhersehbare Weise funktioniert. „Es kann ernsthafte Verwirrung geben“, sagt Burgio.

Darüber hinaus argumentieren Experten, die Rebrikovs Pläne kritisieren, dass der nicht mutierte CCR5 eine Reihe nützlicher Funktionen erfüllt, die von Wissenschaftlern noch nicht vollständig verstanden werden. Somit scheint es, dass dieses Gen einen gewissen Schutz gegen ernsthafte Komplikationen nach einer Infektion mit dem West-Nil-Virus oder der Influenza bietet. „Wir wissen viel über seine [CCR5] Rolle beim Eindringen von HIV [in Zellen], aber wir wissen auch sehr wenig über seine anderen Eigenschaften“, sagt Burgio. Letzte Woche veröffentlichte Untersuchungen haben auch gezeigt, dass das Fehlen einer Arbeitskopie von CCR5 die Lebenserwartung negativ beeinflussen kann.

Rebrikov versteht, dass er als zweiter He Jiankui angesehen werden kann, wenn er sein Experiment beginnt, bevor die aktualisierten Regeln in Russland angenommen werden. Aber er sagt, dass er dies nur tun wird, wenn er von der Sicherheit des Verfahrens überzeugt ist. „Ich glaube, ich bin verrückt genug, um es durchzuziehen“, sagt er.

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