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

Potrivit articolului din Protein & Cell, savanţii chinezi conduşi 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 naşterea unei persoane, informează Nature.com.

Embrionii au fost obţinuţi de la clinici chineze de fertilitate. Savanţii au încercat să modifice gena responsabilă pentru talasemie (β-thalassaemia), o maladie a sângelui, potenţial mortală, folosind o tehnică de modificare genetică numită CRISPR/Cas9. Oamenii de ştiinţă au spus că rezultatele au indicat prezenţa unor obstacole majore în calea utilizării metodei în aplicaţii 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 şi o adevărată pildă", a spus George Daley, biolog specializat în domeniul celulelor suşă 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 naşterea copilului. Alte voci susţin că astfel de cercetări depăşesc o limită etică: mai mulţi cercetători au avertizat, în cadrul revistei Nature, în luna martie, că, din cauză că modificările genetice aduse embrionilor pot fi moştenite de urmaşii acestora, ar putea avea un efect impredictibil asupra generaţiilor următoare. Savanţii şi-au exprimat îngrijorarea şi referitor la faptul că orice studiu despre modificarea genetică efectuat asupra embrionilor umani ar putea să deschidă un drum fără întoarcere către utilizarea nesigură şi ne-etică a acestor tehnici.

Lucrarea publicată de echipa lui Huang pare să determine redeschiderea dezbaterii privind modificarea genetică a embrionilor umani, existând deja informaţii 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 şi la desfacerea altora, în cadrul ADN-ului, în anumite regiuni cromozomiale.

Enzimele pot fi programate să ţintească 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 şi al embrionilor de animale, dar până în prezent nu au existat lucrări publicate referitor la utilizarea sa în cazul embrionilor umani.

Hunag şi 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 conţine astfel gena reparată. Embrionii pe care îi obţinuseră de la clinicile de fertilitate fuseseră creaţi pentru a fi utilizaţi 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 naşterea unui bebeluş, deşi aceşti embrioni trec prin primele stadii de dezvoltare.

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

• Obstacole serioase

Cercetătorii chinezi au injectat 86 de embrioni şi au aşteptat apoi 48 de ore, timp suficient pentru ca sistemul CRISPR/Cas9 şi molecula care înlocuia informaţia ADN care lipsea să acţioneze, iar ca embrionii să crească, ajungând să aibă fiecare câte opt celule. Dintre cei 71 de embrioni care au supravieţuit, 54 au fost testaţi genetic, cercetătorii constatând că doar 28 dintre ei s-au divizat cu succes şi doar o parte dintre ei conţineau materialul genetic înlocuitor. "Dacă vrei să faci acelaşi lucru în cazul embrionilor normali, trebuie să ai o rată de succes a operaţiunii 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 mutaţii "în afara celor dorite" despre care cred că au fost provocate de complexul CRISPR/Cas9 care a acţionat şi 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 mutaţii nedorite ar putea fi dăunătoare. Procentul acestui tip de mutaţii a fost mult mai mare comarativ cu cele apărute în cazul studiilor pe embrioni de şoarece sau celule umane adulte. Huang a precizat că echipa sa a descoperit, cel mai probabil, doar o mică parte din mutaţiile nedorite pentru că studiul s-a concentrat doar asupra unei porţiuni ca genomului, cunoscută ca exom (parte a genomului care conţine genele responsabile cu păstrarea informaţiei referitoare la producerea de proteine, n.r.). "Dacă am fi analizat întregul genom, am fi descoperit mult mai multe mutaţii", a spus cercetătorul chinez.

• Întrebări de ordin etic

Junjiu Huang a declarat că lucrarea sa a fost respinsă de publicaţiile Nature şi Science, în parte din cauza obiecţiilor de ordin etic. Ambele publicaţii au refuzat să comenteze afirmaţia. Echipa de jurnalişti din cadrul Nature este independentă de redacţia care se ocupă de publicarea articolelor ştiinţifice.

Huang a mai spus că criticii lucrării sale au precizat că rata scăzută a succesului şi numărul mare de mutaţii nedorite ar putea fi specifice embrionilor anormali utilizaţi 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 ştii dacă tehnica funcţionează diferit în cazul acestora.

Mai mult, Huang insistă că embrionii constituie un model mult mai util şi 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 ştie ce s-a întâmplat de fapt cu acest model şi să nu vorbească despre ce s-ar fi întâmplat, fără să aibă informaţiile", a spus cercetătorul Huang.

"Situaţia subliniază ceea ce am spus anterior: trebuie să oprim acest tip de cercetare şi să ne asigurăm că avem o discuţie aprofundată despre direcţia în care mergem în acest domeniu", a declarat Edward Lanphier, unul dintre savanţii care au tras un semnal de alarmă în revista Nature, în luna martie. Lanphier este preşedinte al Sangamo BioSciences, din Richmond, California, companie care utilizează tehnici de modificare genetică asupra celulelor umane adulte.

Junjiu Huang plănuieşte să afle cum poate scădea numărul de mutaţii 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 destinaţia dorită, introducerea enzimelor într-un alt format care ar putea ajuta la reglarea duratei de viaţă şi ar pemite inactivarea lor la timp, înainte de acumularea prea multor mutaţii. De asemenea, o strategie ar mai fi modificarea concentraţiilor de enzime şi 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 şi uşor de folosit, dar un alt sistem, numit TALEN este cunoscut ca provocând mai puţine mutaţii nedorite.

Totuşi, dezbaterea referitor la modificarea genetică a embrionilor umani va continua cu siguranţă, comentează Nature.com. Sistemul CRISPR/Cas9 este cunoscut pentru uşurinţa în utilizare, iar Edward Lanphier se teme că tot mai mulţi cercetători vor începe să lucreze pentru a îmbunătăţi lucrarea lui Junjiu Huang. "Accesul ubicuu şi simplitatea creării de sisteme CRISPR crează oportunităţi 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 evoluţiile din domeniu, a declarat pentru Nature.com că există cel puţin alte patru grupuri în China care lucrează la modificarea genetică utilizând embrioni umani.