Редактирование генома человеческих эмбрионов с помощью технологии CRISPR/Cas9 может привести к исчезновению целых хромосом или значительных их фрагментов. Появившиеся в результате таких манипуляций дети, могут иметь непредсказуемые проблемы со здоровьем.
Система редактирования генома под названием CRISPR/Cas9 произвела революцию в молекулярной биологии в последние годы, и ее первооткрыватели были удостоены Нобелевской премии по химии 2020 года. Система позволяет вносить точные изменения в геном культивируемых клеток, живых тканей и эмбрионов животных.
О первом применении CRISPR на человеческих эмбрионах было сообщено в 2015 году. В 2017 году ученым удалось скорректировать мутацию, вызывающую порок сердца. А в 2018 году китайские ученые модифицировали человеческие эмбрионы, в результате родились близнецы, устойчивые к ВИЧ.
В статье, опубликованной в журнале Cell, ученые описывают неожиданные и нежелательные последствия редактирования генов в человеческих эмбрионах при использовании системы CRISPR. В качестве модели ученые использовали человеческий ген EYS, мутации в котором приводят к пигментному ретиниту - наследственному дегенеративному заболеванию глаз, часто приводящему к слепоте.
Ученые попытались восстановить известную мутацию сдвига рамки считывания в гене EYS, с помощью Cas9-индуцированного двухцепочечного разрыва. Эндонуклеаза Cas9 вводилась в эмбрион в момент оплодотворения, чтобы еще до начала делений зиготы отредактировать отцовскую ДНК, несущую мутацию.
Известно, что разрыв ДНК может приводить к двум основным результатам: точному восстановлению или восстановлению с небольшими локальным изменениям. В результате эксперимента ученым удалось восстановить мутацию в гене EYS, однако основной находкой ученых стало открытие, связанное с разрывами ДНК. Практически в половине эмбрионов была обнаружена потеря большого сегмента или даже всей хромосомы, на которой располагается ген EYS. Помимо этого, исследователи обнаружили Cas9-индуцированные нарушения и в других хромосомах.
Полученные открытия демонстрируют серьезные проблемы, которые могут возникнуть при коррекции мутаций в человеческих эмбрионах. Авторы утверждают, что CRISPR/Cas9 система на данном этапе развития еще не готова к клиническому использованию для исправления мутаций в эмбрионах человека и полученные данные предотвратят преждевременное клиническое применение этой важной технологии.
