Kunngjøringen fra den kinesiske forskeren He Jiankui som hevdet å ha skapt verdens første genredigerte babyer - tvillinger hvis genom ble endret, som embryoer, ved bruk av CRISPR-teknologi - rystet den vitenskapelige verden og fikk en malstrøm av etisk kontrovers. Hvis utfallet blir bekreftet ved fagfellevurdering, vil dette sikkert ta CRISPR-bruk hos mennesker lenger enn det har gått før. Men hvor, nøyaktig, står CRISPR-babyene i det raskt bevegelige feltet innen genetisk redigering?
Han arbeidet (som ennå ikke er publisert i en fagfellevurdert tidsskrift eller uavhengig verifisert) involverte å lage embryoer fra en sunn mor og HIV-positiv far og bruke genredigeringsverktøyet CRISPR-Cas9 på disse embryoene for å fjerne CCR5-genet, som gjør at HIV kan komme inn i celler. Disse CRISPR-modifiserte embryoene førte til en graviditet og til slutt fødte tvillingjenter som het Lulu og Nana. Det er sagt at det ene av barna mangler begge funksjonelle kopier av CCR5-genet, noe som vil forhindre at hun noen gang smittet av hiv, mens det andre har den ene funksjonelle kopien, noe som betyr at hun fortsatt muligens kan få viruset.
Lulu og Nanas fødsel ville absolutt representere en første i det spirende feltet innen genredigering. Men Kiran Musunuru, en kardiolog og genetiker ved University of Pennsylvania Perelman School of Medicine som gjennomgikk et foreløpig manuskript av He's team for Associated Press, sier at Hans kunngjøring "ikke på noen måte representerer et vitenskapelig fremskritt" fordi "det ikke var noe som hindret tidligere forskere som redigerte menneskelige embryoer fra å gjøre det samme, bortsett fra sin egen etikk og moral. ”
CRISPR (som står for gruppert regelmessig mellomrom kort palindromisk gjentakelse) er et genetisk materiale som finnes i bakterier og andre prokaryoter som kan brukes til å målrette spesifikke DNA-stoffer. Teknologien fungerer ved å introdusere en nøye programmert RNA-streng i en celle. RNA kan lokalisere en målsekvens av DNA og ved hjelp av et enzym (oftest Cas9), kutte DNAet på det angitte stedet. Cellens naturlige DNA-reparasjonsmekanismer vil reparere bruddet, fjerne en del av den genetiske sekvensen, og forskere kan også legge til en ønsket DNA-streng i cellen som vil bli byttet inn for det nettopp snuttede genet.
I 2012 har et team av forskere ledet av Jennifer Doudna fra University of California, Berkeley og Emmanuelle Charpentier, nå av Max Planck Institute, (og nesten samtidig den litauiske forskeren Virginijus Siksnys) utnyttet CRISPR-sekvenser for å knipse og redigere prokaryotisk, eller encellet DNA. Et halvt år senere var flere forskere, som startet med Broad Institute's Feng Zhang og Harvards George Church, banebrytende for en måte å bruke CRISPR for å redigere flercellet DNA, inkludert hos mennesker.
Studiene revolusjonerte genredigering. CRISPRs enkelhet og effektivitet blåste tidligere teknikker ut av vannet.
Det første gjennombruddet av CRISPR i menneskelige embryoer kom i 2015, da de kinesiske forskerne Canquan Zhou og Junjiu Huang brukte CRISPR for å fjerne et gen som, når de muteres, forårsaker blodsykdommen beta-thalassemia. Ingen av de resulterende embryoene ble imidlertid ansett som vellykkede; de viste utilsiktede genetiske endringer så vel som mosaikk, noe som betyr at cellene ikke ensartet adoptert de CRISPR-induserte endringene. I et avgjørende skille fra Hans arbeid, brukte Zhou og Huang tripronukleære zygoter (ett egg, to sædceller) i sin forskning, som ikke kunne ha utviklet seg til voksne mennesker hvis de ble implantert i en livmor.
I fjor bygde et team ledet av Shoukhrat Mitalipov fra Oregon Health & Science University arbeidet til Zhou og Huang og brukte vellykket CRISPR for å fjerne en genetisk variant fra embryoer som forårsaker hypertrofisk kardiomyopati, en dødelig hjertesykdom. Mitalipovs embryoer var levedyktige og manglet utilsiktede endringer og mosaikk fra tidligere eksperimenter, men forskerne lot dem ikke utvikle seg i mer enn tre dager, på hvilket tidspunkt de ble separert og genetisk analysert. I en uttalelse skrev Mitalipov at Han, i motsetning til sin egen forskning, innebærer å mute et normalt gen og deretter overføre embryoene for å etablere en graviditet, tilsynelatende med lite vitenskapelig tilsyn. Resultatet av dette arbeidet er uforutsigbart og mangler strenghet i et godt planlagt klinisk forsøk. ”
Flere av forskerne som hjalp utviklet CRISPR-teknologi har sensurert He, med Zhang som ba om et "moratorium for implantasjon av redigerte embryoer" til teknologien går videre. Kirken tok imidlertid en mer moderat holdning og stilte spørsmål ved noen av Hans valg, men sa til vitenskapen, "På et tidspunkt må vi si at vi har gjort hundrevis av dyrestudier og vi har gjort ganske mange menneskelige embryostudier."
CRISPR-teknologien har et bredt spekter av potensielle bruksområder, særlig innen jordbruk og farmasøytisk industri. De siste årene har CRISPR imidlertid også kommet til klinisk forskning med fokus på forebygging av sykdommer hos mennesker.
I 2016 brøt kinesiske forskere bakken som de første til å injisere CRISPR-redigerte celler i et menneske. Den første lignende studien i USA rekrutterer for tiden. Den har som mål å hjelpe kreftpasienter ved å fjerne T-cellene sine, finpusse dem for å gjøre dem mer effektive til å bekjempe kreftceller og gjeninnføre de modifiserte immuncellene i pasientenes blodstrømmer. En avgjørende forskjell mellom denne linjen og embryo redigering, ifølge ledende forsker Edward Stadtmauer, er at "ex vivo" arbeid innebærer å gjøre genetiske endringer utenfor pasientens kropp og bare til en bestemt type celle. I motsetning til dette har en endring av embryonale celler potensialet til å påvirke hver eneste celle i den resulterende personens kropp, og disse "kimen" -endringene vil også bli gitt videre til eventuelle fremtidige etterkommere.
Han ser ut til å ha forutset fururen over tvillingene ble født. I en video lagt ut på YouTube den dagen nyheten brøt, sier han, på engelsk, "Jeg forstår at arbeidet mitt vil være kontroversielt, men jeg tror familier trenger denne teknologien, og jeg er villig til å ta kritikken for dem."
Han Jiankui holdt tale på det andre internasjonale toppmøtet om redigering av menneskelig genom, 28. november 2018. (Public Domain) Som forutsagt, har Hans arbeid blitt dekret av både forskere og etikere. Et panel fra National Academy of Sciences konkluderte nylig med at endringer i bakteriene til mennesker kan være tillatt, "men bare etter mye mer forskning for å oppfylle passende risiko / nytte-standarder, " "under streng tilsyn, " og bare av "overbevisende grunner" som å tillate par med arvelige, ubehandlede sykdommer for å få sunne barn. Kinesisk veiledning, mens forbud mot klinisk forskning som bryter “etiske eller moralske prinsipper, ” er tvetydig. Kinas visestatsminister for vitenskap og teknologi karakteriserte imidlertid He's forskning som "åpenlyst" å bryte loven på statlig TV.
Han arbeider, som ble utført i hemmelighold og identifisert som forskning for "AIDS-vaksineutvikling" i deltakernes samtykkeskjemaer, er nå under felles undersøkelse av lokale helse- og etikkmyndigheter. I tillegg ga Shenzen HarMoniCare Hospital, som ble oppført som godkjent prosjektets etikk, ut en erklæring som nektet for involvering.
Siden Hans arbeid, mens den ble sendt til et tidsskrift, ennå ikke har vært fagfellevurdert og publisert, er det umulig å bedømme om hans genetiske redigering var vellykket eller ikke. Musunuru forteller at dataene han så indikerte mosaikk i minst en morkake og en utenfor målredigering i ett embryo (men ikke i morkakeprøver). Han presenterte på denne ukens Hong Kong-baserte genredigeringsmøte, og lot noen kolleger overbevise om resultatene hans, men andre har fremdeles dvelende spørsmål, ifølge Nature .
Utover nøyaktigheten i He's påstander, har forskere uttrykt større bekymring fordi mennesker uten CCR5-genet kan være mer utsatt for andre sykdommer som influensa. Han har også trukket lønn for å bruke CRISPR når andre effektive metoder eksisterer som gjør at hiv-positive par kan få sunne barn, for eksempel å "vaske" sæd før in vitro-befruktning uten å gjøre noen genetiske modifikasjoner. Hans metode, som involverer vask av sæd og redigering av embryoenes gener, har imidlertid potensialet til å produsere barn som er immun mot noen gang smittet av hiv. Men selvfølgelig gir enhver redigering av kimen en kvatring av etiske spørsmål nede i veien, da Lulu og Nana kunne videreformidle eventuelle utilsiktede mutasjoner i genomene deres hvis de velger å få barn.
Gitt det internasjonale opprøret, er eksperter også bekymret for at hans kavaleriske tilnærming kan ha en kjølig effekt på fremtidig forskning, og potensielt føre til lignende protokollskjørtforsøk.
"Jeg vil ikke kalle dette en historisk prestasjon, " sier Musunuru. "Jeg vil kalle dette et historisk etisk brudd."
