PREMIERĂ: Chinezii au modificat genetic embrioni umani. Ce probleme etice și medicale ridică procedura

Potrivit articolului din Protein & Cell, savanții chinezi conduși de Junjiu Huang, cercetător în domeniul genetic la Universitatea Sun Yat-sen din Guangzhou, au încercat să prevină îngrijorările de ordin etic utilizând embrioni “non-viabili”, care nu pot duce la nașterea unei persoane, informează Nature.com.

Embrionii au fost obținuți de la clinici chineze de fertilitate. Savanții au încercat să modifice gena responsabilă pentru talasemie (β-thalassaemia), o maladie a sângelui, potențial mortală, folosind o tehnică de modificare genetică numită CRISPR/Cas9. Oamenii de știință au spus că rezultatele au indicat prezența unor obstacole majore în calea utilizării metodei în aplicații medicale.

“Cred că acesta este primul raport referitor la aplicarea tehnicii CRISPR/Cas9 în cazul embrionilor umani înainte de momentul implantării în uter, iar un astfel de studiu este o piatră de hotar, dar și o adevărată pildă”, a spus George Daley, biolog specializat în domeniul celulelor sușă în cadrul Harvard Medical School din Boston, Massachusetts. “Studiul (chinezilor, n.r.) ar trebui să fie un avertisment clar pentru orice medic care crede că tehnologia este gata de testare pentru eradicarea genelor cauzatoare de maladii”, a mai spus Daley.

Unele voci spun că modificarea genetică a embrionilor ar putea avea un viitor luminos pentru că ar putea eradica boli genetice devastatoare înainte de nașterea copilului. Alte voci susțin că astfel de cercetări depășesc o limită etică: mai mulți cercetători au avertizat, în cadrul revistei Nature, în luna martie, că, din cauză că modificările genetice aduse embrionilor pot fi moștenite de urmașii acestora, ar putea avea un efect impredictibil asupra generațiilor următoare. Savanții și-au exprimat îngrijorarea și referitor la faptul că orice studiu despre modificarea genetică efectuat asupra embrionilor umani ar putea să deschidă un drum fără întoarcere către utilizarea nesigură și ne-etică a acestor tehnici.

Lucrarea publicată de echipa lui Huang pare să determine redeschiderea dezbaterii privind modificarea genetică a embrionilor umani, existând deja informații despre alte echipe de cercetători din China care efectuează experimente pe embrioni umani, potrivit Nature.

• Gena problematică

Tehnica utilizată de echipa condusă de Huang presupune injectarea în embrion a complexului de enzime CRISPR/Cas9, care duce la formarea de noi legături și la desfacerea altora, în cadrul ADN-ului, în anumite regiuni cromozomiale.

Enzimele pot fi programate să țintească o anumită genă problematică, ce este astfel înlocuită sau reparată cu ajutorul unei alte molecule, introdusă simultan cu enzimele. Sistemul este bine cunoscut în cazul celulelor umane adulte și al embrionilor de animale, dar până în prezent nu au existat lucrări publicate referitor la utilizarea sa în cazul embrionilor umani.

Hunag și colegii săi au vrut să vadă dacă procedura ar putea înlocui o genă în cazul unui embrion uman alcătuit dintr-o singură celulă fertilizată. În principiu, toate celulele produse pe măsură ce embrionul se dezvoltă ar conține astfel gena reparată. Embrionii pe care îi obținuseră de la clinicile de fertilitate fuseseră creați pentru a fi utilizați în cadrul fertilizărilor in vitro, dar avea un set în plus de cromozomi, pentru că ovulele fuseseră fertilizate de doi spermatozoizi, lucru ce împiedică dezvoltarea embrionilor încât să ducă la nașterea unui bebeluș, deși acești embrioni trec prin primele stadii de dezvoltare.

Junjiu Huang a studiat capacitatea sistemului CRISPR/Cas9 de a edita gena numită HBB, care conține informația genetică necesară producerii proteinei umane β-globina. Mutațiile din cadrul aceste gene sunt responsabile pentru talasemie (β-thalassaemia)

• Obstacole serioase

Cercetătorii chinezi au injectat 86 de embrioni și au așteptat apoi 48 de ore, timp suficient pentru ca sistemul CRISPR/Cas9 și molecula care înlocuia informația ADN care lipsea să acționeze, iar ca embrionii să crească, ajungând să aibă fiecare câte opt celule. Dintre cei 71 de embrioni care au supraviețuit, 54 au fost testați genetic, cercetătorii constatând că doar 28 dintre ei s-au divizat cu succes și doar o parte dintre ei conțineau materialul genetic înlocuitor. “Dacă vrei să faci același lucru în cazul embrionilor normali, trebuie să ai o rată de succes a operațiunii aproape de 100%”, a declarat Huang. “Din această cauză ne-am oprit. Credem în continuare că tehnologia este prea imatură”, a mai spus cercetătorul chinez.

Echipa lui Huang a descoperit, de asemenea, un număr surprinzător de mutații “în afara celor dorite” despre care cred că au fost provocate de complexul CRISPR/Cas9 care a acționat și în alte regiuni ale genomului. Acest efect este unul dintre principalele motive de îngrijorare referitor la tehnicile de modifcare genetică a embrionilor, pentru că aceste mutații nedorite ar putea fi dăunătoare. Procentul acestui tip de mutații a fost mult mai mare comarativ cu cele apărute în cazul studiilor pe embrioni de șoarece sau celule umane adulte. Huang a precizat că echipa sa a descoperit, cel mai probabil, doar o mică parte din mutațiile nedorite pentru că studiul s-a concentrat doar asupra unei porțiuni ca genomului, cunoscută ca exom (parte a genomului care conține genele responsabile cu păstrarea informației referitoare la producerea de proteine, n.r.). “Dacă am fi analizat întregul genom, am fi descoperit mult mai multe mutații”, a spus cercetătorul chinez.

• Întrebări de ordin etic

Junjiu Huang a declarat că lucrarea sa a fost respinsă de publicațiile Nature și Science, în parte din cauza obiecțiilor de ordin etic. Ambele publicații au refuzat să comenteze afirmația. Echipa de jurnaliști din cadrul Nature este independentă de redacția care se ocupă de publicarea articolelor științifice.

Huang a mai spus că criticii lucrării sale au precizat că rata scăzută a succesului și numărul mare de mutații nedorite ar putea fi specifice embrionilor anormali utilizați în cadrul studiului. Cercetătorul chinez acceptă critica, dar pentru că nu există exemple cunoscute de modifcare genetică în cazul embrionilor umani normali, el spune că nu există nicio modalitate de a știi dacă tehnica funcționează diferit în cazul acestora.

Mai mult, Huang insistă că embrionii constituie un model mult mai util și important pentru studiu, unul mai apropiat de un embrion uman normal, decât un model bazat pe embrioni de animale sau unul bazat pe celule umane adulte. “Am vrut să prezentăm datele noastre lumii întregi pentru ca oamenii să știe ce s-a întâmplat de fapt cu acest model și să nu vorbească despre ce s-ar fi întâmplat, fără să aibă informațiile”, a spus cercetătorul Huang.

“Situația subliniază ceea ce am spus anterior: trebuie să oprim acest tip de cercetare și să ne asigurăm că avem o discuție aprofundată despre direcția în care mergem în acest domeniu”, a declarat Edward Lanphier, unul dintre savanții care au tras un semnal de alarmă în revista Nature, în luna martie. Lanphier este președinte al Sangamo BioSciences, din Richmond, California, companie care utilizează tehnici de modificare genetică asupra celulelor umane adulte.

Junjiu Huang plănuiește să afle cum poate scădea numărul de mutații nedorite utilizând celule umane adulte sau un model bazat pe embrioni de animale. Cercetătorul ia în calcul mai multe strategii – ajustarea fină a enzimelor pentru a le ghida mai bine spre destinația dorită, introducerea enzimelor într-un alt format care ar putea ajuta la reglarea duratei de viață și ar pemite inactivarea lor la timp, înainte de acumularea prea multor mutații. De asemenea, o strategie ar mai fi modificarea concentrațiilor de enzime și molecule reparatoare. Savantul chinez spune că utilizarea altei tehnici de modificare genetică s-ar putea dovedi de ajutor. CRISPR/Cas9 este o tehnică relativ eficientă și ușor de folosit, dar un alt sistem, numit TALEN este cunoscut ca provocând mai puține mutații nedorite.

Totuși, dezbaterea referitor la modificarea genetică a embrionilor umani va continua cu siguranță, comentează Nature.com. Sistemul CRISPR/Cas9 este cunoscut pentru ușurința în utilizare, iar Edward Lanphier se teme că tot mai mulți cercetători vor începe să lucreze pentru a îmbunătăți lucrarea lui Junjiu Huang. “Accesul ubicuu și simplitatea creării de sisteme CRISPR crează oportunități pentru cercetători din orice parte a lumii de a face orice fel de experiment doresc”, a spus Edward Lanphier.

O sursă din China, familiară cu evoluțiile din domeniu, a declarat pentru Nature.com că există cel puțin alte patru grupuri în China care lucrează la modificarea genetică utilizând embrioni umani.