Jauns pavairošanas veids

Zinātnieki mēģina ražot olas un spermu laboratorijā. Vai tas beigs reprodukciju, kā mēs to zinām? Autors

• Antonio Regalado arhīva lapa

2017. gada 7. augusts

Keith Rankin

Sauksim viņu par B.D., jo tieši to dara viņa sieva savā neauglības emuārā Shooting Blanks. Pirms vairākiem gadiem 36 gadus vecais vīrietis uzzināja, ka ir azoospermatisks. Tas nozīmē, ka viņa ķermenis vispār nerada spermu.

Nesenās telefonintervijas laikā es fonā dzirdēju viņa sievu. Viņai ir 35 gadi, un viņa saskaras ar to, ko viņa raksturo kā biedējošu atpakaļskaitīšanu uz dzīvi bez bērniem. Būt bezbērnam nevar būt mans liktenis, tas vienkārši nevar būt, viņa rakstīja savā emuārā.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2017. gada septembra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Līdz šim B.D. neauglības gadījums ir izrādījies neārstējams, neskatoties uz gadiem ilgi lietotām tabletēm, vitamīniem un lielu operāciju. Bet viņam joprojām var būt liela iespēja kļūt par tēvu. 2012. gadā B.D. devās uz Stenfordas universitāti, kur tehniķis veica ādas dūrienu, noņemot no pleca nelielu audu disku. Ar paņēmienu, ko sauc par pārprogrammēšanu, viņa ādas šūnas tika pārveidotas par cilmes šūnām, kurām ir potenciāls nobriest dažāda veida cilvēka šūnās. Pēc tam tos pārstādīja peles sēkliniekos. Vai cilmes šūnas ņemtu vērā norādes no savas vides un veidotu spermu? Divus gadus vēlāk, kad zinātnieki paziņoja par atrasto — pierādījumi par primitīvām cilvēka reproduktīvajām šūnām — provokatīvie atklājumi sniedza nacionālās ziņas .

Es to dzirdēju NPR. Es domāju: 'Kuces dēls — par to viņi runā,” B.D. atgādina.

Eksperiments bija mēģinājums parastās šūnas, kas iegūtas no pieaugušajiem, pārvērst par pilnībā funkcionējošām gametām, tas ir, spermas vai olšūnām. Neviens to vēl nav paveicis, taču zinātnieki saka, ka viņi ir tuvu tam, lai pierādītu, ka tas ir iespējams. Ja viņi var izstrādāt tehnoloģiju olu un spermas ražošanai laboratorijā, tas varētu izbeigt neauglības problēmu daudziem. Taču tas būtu arī fundamentāls un dažiem satraucošs solis ceļā uz dzīvības radīšanas samazināšanu līdz procedūrai laboratorijā.

Es neuzskatu kaut ko līdzīgu in vitro gametoģenēzei par kaut ko biedējošu. Es redzu cilvēku grupu, kurai sāp.

Tā ir daļa no eksplozijas pētījumu par to, kā šūnas pieņem lēmumus par savu likteni. Būt neironam vai pukstošai sirds šūnai? No brīža, kad olšūna tiek apaugļota, tās dalīšanos, augšanu un specializāciju organizē bioķīmisko signālu uzplūdums, veidojoties pilnīgai jaunai dzīvībai. To biologu ambīcijas, kas pēta attīstību, ir izprast katru soli un, ja iespējams, kopēt to savās laboratorijās.

Un neviena veida šūnām, kas izgatavotas laboratorijā, nebūtu lielākas zinātniskas un sociālās ietekmes kā spermai vai olšūnai. To atjaunošana ļautu zinātniekiem piekļūt noslēpumu kambarim, kurā tiek veidotas saiknes starp paaudzēm. Vai ir kas interesantāks par to? Tas ir tik pārsteidzoši, saka Renē Reijo Pēra, zinātnieks, kurš veica eksperimentu ar B.D. šūnām. Es zinu cilvēkus, kuri pēta, kā uz Zemes radās dzīvība, vai strādā pie Visuma malu atrašanas. Un es domāju, ka nekas no tā nepārspēj faktu, ka sperma un olšūna sanāk kopā un jūs iegūstat cilvēku. Un pārsvarā mēs iegūstam divas rokas un divas kājas. Tas ir pārsteidzoši precīzs.

Progress mākslīgo gametu veidošanā ir paātrinājies. Japānā peles piedzima no olām, kuras zinātnieki bija izgatavojuši traukā no astes šūnas. Ķīniešu zinātnieki vēlāk apgalvoja, ka ir noteikuši precīzu molekulāro signālu secību, kas nepieciešama peles spermas iegūšanai. Līdz šim precīza bioķīmiskā formula, kas liek cilmes šūnai nobriest funkcionālām cilvēka olšūnām vai spermatozoīdiem, joprojām ir nepieejama. Neviena cilvēka ādas šūna nav pārvērsta par bona fide cilvēka reproduktīvo šūnu. Taču daudzi zinātnieki uzskata, ka tas ir tikai laika jautājums — varbūt tikai gads vai divi —, pirms viņi iegūst pareizo recepti. Nesenie sasniegumi ir bijuši pilnīgi skaidri, un elpu aizraujoši saka Džordžs Deilijs, cilmes šūnu biologs, kurš nesen kļuva par Hārvardas medicīnas skolas dekānu.

Saistīts stāsts

Saistīts stāsts Pētnieki izmantoja CRISPR, lai koriģētu gēnu embrijos, kas izraisa pēkšņu sirds mazspēju.

Attīstoties kontrolei pār reprodukcijas pamatvienībām, darbs pievērš uzņēmēju, juridisko ekspertu, bioētiķu un in vitro apaugļošanas speciālistu uzmanību. Daži uzskata, ka mākslīgās dzimumšūnas varētu būt lielākais solis uz priekšu, kopš 1977. gadā pirmo reizi tika izmēģināta pati IVF. Daudzi miljoni cilvēku nevar vairoties vēža, nelaimes gadījumu, vecuma vai ģenētikas dēļ. Jūs teiktu, ka, ja jums ir āda, ko jūs darāt, ja esat pat dzīvs, tad jums var būt sperma, saka B.D.

Tehnoloģijai var būt sociāli graujošas sekas. Sievietēm var būt bērni neatkarīgi no vecuma. Vienkārši paķeriet kādu ādu un kaku, jaunas olas. Un, ja olas un spermu var ražot laboratorijā, kāpēc gan neizgatavot vairākus desmitus embrijus un tos pārbaudīt, lai izvēlētos tos, kuriem ir vismazākais saslimšanas risks vai lielāka iespēja iegūt augstu IQ? Henrijs Grīlijs, Stenfordas Universitātes Juridiskās fakultātes loceklis un viens no ietekmīgākajiem bioētiskajiem domātājiem ASV, uzskata, ka šāds scenārijs ir iespējams. Pagājušajā gadā grāmatā ar nosaukumu Seksa beigas Viņš prognozēja, ka puse pāru līdz 2040. gadam pārtrauks dabisko vairošanos, tā vietā paļaujoties uz sintētisko vairošanos, kā sākumpunktu izmantojot ādu vai asinis.

Citi saka, ka ir iespējams, pat iespējams, ka laboratorijā ražotās gametas var tikt ģenētiski modificētas, lai novērstu slimības risku. Un vēl vairāk spekulatīvu iespēju ir pie apvāršņa. Piemēram, zinātnieki uzskata, ka būs iespējams izgatavot olšūnas no vīrieša ādas šūnām un spermu no sievietes ādas šūnām, lai gan tas būtu grūtāk, jo sievietēm trūkst Y hromosomu. Šis process, ko sauc par dzimuma maiņu, teorētiski varētu nodrošināt reprodukciju starp diviem viena dzimuma cilvēkiem. Un tad ir tas, ko Grīlija dēvē par vienvecāku — viņa paša sperma, sava olšūna, savs “vienbērns”. Šādas dīvainas iespējas ir dominējušas ziņās par nesenajiem sasniegumiem. Epizode no Ņemot vērā visus apstākļus ka B.D. dzirdēts pa radio, vaicāts, vai būtu iespējams nozagt matus no Džordža Klūnija galvas un izveidot slepenu Holivudas spermas banku.

Reijo Pera, tagad Montānas štata universitātes pētniecības viceprezidents, uzskata, ka šādas spekulācijas ir maldinošas un kaitīgas. Es neuzskatu kaut ko līdzīgu in vitro gametoģenēzei par kaut ko biedējošu. Es redzu cilvēku grupu, kurai sāp, viņa saka. Viņa arī šaubās, ka cilvēki darīs visu iespējamo, lai iegūtu laboratorijā izgatavotu bērnu, ja viņiem tas nebūs nepieciešams. Es domāju, ka neauglīgos cilvēkus apbēdinātu, dzirdot šos jautājumus, viņa saka. Jo cilvēki, kuri var vairoties dabiskā veidā, tā viņi dara. Es varētu būt naivs, bet es domāju, ka veids, kā iegūt veselīgu bērnu, joprojām ir divi cilvēki kopā un vīns un vakariņas.

ŠŪNU PĀRPROGRAMMĒŠANA

Būdams pēcdoktorants deviņdesmitajos gados, Reijo Pera palīdzēja identificēt gēnus, kas vīriešiem izraisa pilnīgu spermas zudumu. Viens gēns bez spermas, ko sauc DAZ , bija īpaši interesants, jo tas pastāv tikai primātiem. Tas nozīmē, ka papildus mūsu īkšķiem un mūsu intelektam ir arī unikālas cilvēka reprodukcijas detaļas.

Zinātnieku problēma ir tā, ka daudzas no šīm detaļām ir paslēptas. Zinātniekiem ir atļauts saglabāt embrijus dzīvus laboratorijā tikai 14 dienas pētniecības nolūkos. Pēc tam nāk izšķirošs periods, kad dažas jaunattīstības embrija šūnas — aptuveni 40 — sāk noslēpumainu ceļu uz tā saukto dzimumdziedzeru grēdu, topošajām olnīcām vai sēkliniekiem. Šī ceļojuma laikā, vēl nepilnīgi izprotamā veidā, gametas iegūst spēju veidot jaunu būtni.

Reijo Pera ir personiski ieinteresēts dekonstruēt šī procesa darbību. Karjeras sākumā viņai tika diagnosticēts olnīcu vēzis, kas ir rets veids, ko sauc par granulozes šūnu audzēju. Slimība viņu atstāja neauglīgu. Cilvēki teica: 'Ak, to ir viegli adoptēt, ir viegli izdarīt to, to vai citu.' Un es satraucos par zināmu rupjību veselības aprūpē saistībā ar neauglību, viņa saka. Viņa un viņas vīrs galu galā nolēma adoptēt bērnu no Gvatemalas. Līdz 2006. gadam viņa mācījās spāņu valodu un stāstīja Newsweek , kurā viņa tajā gadā tika nosaukta par vienu no 20 ietekmīgākajām sievietēm Amerikā, ka viņa gatavojas kļūt par māti. Bet tad Gvatemala pārstāja atļaut adopciju ārvalstīs. Tajā laikā viņai bija 49.

Tāpēc mēs vienkārši nolēmām, ka mēs izveidosim dzīvi — es un tu un suns vārdā Bū. Un tas ir tas, ko mēs darījām, viņa saka.

Neskatoties uz atteikšanos no mātes, Reijo Pēra neļāva zinātniskajam jautājumam kristies. Tā vietā viņa pievērsās tam, kas varētu būt galīgā atbilde uz neauglību.

2006. gadā japāņu zinātnieks Shinya Yamanaka ziņoja, ka viņš ir atradis formulu, kā jebkuru pieaugušo šūnu, tostarp ādas un asins šūnas, pārvērst par tā dēvētajām inducētajām pluripotentajām cilmes šūnām. Šīs šūnas — saīsināti iPS šūnas — bija piedzīvojušas sava veida molekulāro amnēziju. Tāpat kā šūnām, kas atrodamas jaunizveidotos cilvēka embrijos, tām nebija noteiktas identitātes, bet tās varēja kļūt par kauliem, taukiem vai jebkuru citu ķermeņa daļu. Tehnika izrādījās ārkārtīgi vienkārša lietošanā. Daži to salīdzināja ar bioloģiskā Berlīnes mūra krišanu.

Jamanaka ātri vien saņēma Nobela prēmiju tikai sešus gadus vēlāk. Izstrādājot iPS šūnas, viņš bija atrisinājis ētisku strīdu. Viņš bija atradis veidu, kā izpētīt cilvēka attīstības agrākos posmus, neizmantojot IVF izmestos embrijus. Turklāt iPS šūnas nāca no konkrētiem cilvēkiem. Tas nozīmēja, ka iegūtās šūnas precīzi atbilst pacientam. Zinātnieki sāka runāt par personalizētu neironu vai sirds šūnu piegādi transplantācijas procedūrām.

Reijo Pera bija viens no tiem, kas saprata, ka ģenētiski identiskas cilmes šūnas var būt īpaši svarīgas reprodukcijā. Kā gan citādi no ādas šūnas dabūt bioloģiski radniecīgu bērnu? Tomēr tik vienkārši, kā ātri kļuva šūnu pārtīšana pēc Jamanakas receptes, liekot tām sasniegt izvēlēto likteni, ir izrādījies sarežģīts. Zinātnieki joprojām nezina precīzu ķīmisko vielu kombināciju, kas liek šūnai attīstīties, piemēram, neironā, nevis kāju naga daļā. Šīs receptes izdomāšana — precīzs sastāvdaļu kopums un soļi, kas nepieciešami, lai virzītu šūnas attīstību — ir kļuvusi par vienu no biedējošākajām mīklām.

Jūnijā 3900 attīstības biologu, biotehnoloģiju vadītāju un ārstu pulcējās Bostonas konferenču centrā uz Starptautiskās cilmes šūnu pētniecības biedrības 15. ikgadējo sanāksmi. Tur atradās Jamanaka, japāņu televīzijas komandas viņu aizsekoja. Daudzi no klātesošajiem zinātniekiem strādā pie noteiktu šūnu tipu radīšanas. Viens, Duglass Meltons no Hārvardas universitātes, saka, ka viņš pavadīja vairāk nekā desmit gadus, lai noteiktu, kā pārvērst cilmes šūnas par aizkuņģa dziedzera šūnām, tādām, kas reaģē uz insulīnu, un beidzot tika galā 2014. gadā. Viņam ir divi bērni ar diabētu, un viņš cer, ka viņi varētu būt izārstēta ar šūnu transplantāciju. Mēs vēlamies pilnīgu kundzību un pārvaldību pār šūnas likteni, Meltons sacīja kongresa pūlim.

RECEPTE DZĪVEI

Tikšanās laikā es izsekoju divus japāņu zinātniekus Mitinori Saitou un Katsuhiko Hayashi, kuri pagājušā gada novembrī ziņoja, ka ir pārvērtuši peles astes šūnas iPS šūnās un pēc tam olās. Tas bija ievērojams pirmais gadījums — pirmā reize dzīves vēsturē, kad mākslīgās olas tika izveidotas ārpus dzīvnieka. Izmantojot sintētiskās olas, viņi radīja astoņus peļu mazuļus. Šīs peles bija ne tikai veselas, bet arī turpinājušas vairoties. Atklājumam vajadzēja vairāk nekā piecus gadus, lai pilnveidotu un 17 lappuses, lai aprakstītu žurnālā Daba . Jamanaka ir nosaukusi Saitou par ģēniju.

Abu zinātnieku mērķis ir izveidot cilvēka reproduktīvās šūnas tādā pašā veidā. Saitou man teica, ka pats Jamanaka viņam lika mēģināt apgūt cilvēka gametu veidošanos. Viņš man jautāja klātienē. Viņš uzskatīja, ka mums tas būtu jādara, jo tas ir zinātniski ļoti, ļoti interesanti, viņš saka. Mūs patiešām interesē, kāpēc šīs šūnas var radīt jaunu indivīdu. Tas ir galvenais veids, kā kontrolēt šūnu likteni.

Jamanakas vadītās komandas ir svīdis, lai pierādītu, ka iPS šūnām būs praktisks pielietojums: Japānas Nobela prēmijas atklājuma zāļu radīšana ir kļuvusi par valsts prioritāti. 2014. gadā Japānas pētnieki veica pirmo iPS radīto šūnu testu akluma ārstēšanai. Bet Saitou saka, ka mākslīgās dzimumšūnas vēl nav darba kārtībā. Tas nav zemākajā sarakstā — tas ir ārpus saraksta. Viņš saka, ka to pat nevar salīdzināt ar aizstājējšūnu [terapiju]. Es domāju, ka ir ļoti grūti izmantot in vitro dzimumšūnas, lai radītu cilvēkus. Bet ne neiespējami.

Tas nav tikai tehniski sarežģīti: Saitou uztraucas par ētiskajām sekām. Viņš ir pārpludināts ar vēstulēm no neauglīgiem pāriem. Tomēr Japānā pētniecības vadlīnijas pašlaik aizliedz zinātniekiem mēģināt izmantot šādas šūnas embrija veidošanai. Valsts kabinets apsver, vai noteikumus mīkstināt.

Tehniskie šķēršļi, iespējams, tiks pārvarēti pirms juridiskajiem. Tas ir tāpēc, ka, neraugoties uz Saitou bažām, tagad notiek sacīkstes, lai pilnveidotu laboratorijas metodi cilvēku olu iegūšanai. Saitou atzina, ka tagad ir ne tik patīkamā sacensībā ar savu veco mentoru Azimu Surani no Kembridžas universitātes, lai pirmais izstrādātu recepti. Sacensībās piedalās arī viņa bijušais students Hajaši, kurš tagad mācās Kjusju universitātē. Ja kāds no viņiem to pilnveido, citi pētnieki, iespējams, nevilcināsies to izmantot IVF klīnikā.

Kad es jautāju Hajaši, jaunākajam no diviem japāņu zinātniekiem, cik ilgs laiks būs nepieciešams, lai apgūtu cilvēka dzimumšūnu veidošanu, viņš atbildēja, ka 10 vai 20 gadi. Cik ātri, tas ir grūtākais jautājums, jo es veicu eksperimentus un tie nav viegli. Es nevēlos būt melis un teikt, ka pieci gadi, viņš saka. Pēc pieciem gadiem kāds varētu mani vainot.

Zinātnieki jau var pierunāt iPS šūnas, lai veidotu primitīvas reproduktīvās šūnas, piemēram, tās, kas izgatavotas no B.D. audiem peles iekšpusē. Joprojām nav atrisināts, kā spert pēdējo soli, pārvēršot šīs šūnas funkcionālā spermā vai olās. Cilvēkiem šis process nav pilnībā pabeigts līdz pubertātes vecumam. Saitou un Hajaši ar savām pelēm apmānīja iPS šūnas, ievietojot tās simulētā olnīcā, ko viņi izveidoja no audiem, kas iegūti no augļa pelēm. Šāda inkubatora izveide no cilvēka augļa šūnām nav praktiska, jo tās ir grūti iegūt. Tā vietā, Saitou uzskata, ka viņam būs jāizgatavo arī atbalsta audi no iPS šūnām. Šis papildu izaicinājums varētu aizkavēt eksperimenta pabeigšanu.

Ja viņi ražotu cilvēka olšūnas vai spermu, zinātnieki nonāktu pie cita ceļa šķēršļa. Tas ir tāpēc, ka vienīgais veids, kā pierādīt, ka šīs šūnas ir īstas, būtu radīt cilvēka pēcnācēju. Šobrīd tas ir solis, ko japāņu zinātnieki nevēlas vai nav gatavi apsvērt.

Tā vietā, lai demonstrētu šo pēdējo soli, Hajaši un Saitou strādā arī ar pērtiķiem. Saskaņā ar Hajaši teikto, dzīvnieki, kas ir cieši saistīti ar cilvēkiem, būs labs modelis, lai parādītu, vai viņu tehnoloģija ir droša primātam. Mums jāpierāda, ka mēs varam pagatavot jaukas, labas kvalitātes olas. Šim nolūkam mums ir jādemonstrē pēcnācēji, viņš saka.

EMBRIJU AUDZĒŠANA

Ap zinātniekiem sāk virmot komerciāla interese. Manas sarunas laikā ar Hajaši mums pievienojās Hārdijs Kagimoto, Japānas biotehnoloģiju uzņēmuma Healios izpilddirektors, kurš cenšas pārvērst iPS šūnas akluma ārstēšanā. Kagimoto arī cer sadarboties ar Hajaši, lai izpētītu laboratorijā ražotas cilvēka gametas. Viņš teica, ka ieinteresēta bija arī IVF ārstu grupa, kas pārvalda globālu klīniku tīklu. Notiek liela lieta, un sabiedrība to neapzinās, saka Kagimoto. Tomēr nepārprotiet — ja mēs kaut ko darīsim, mēs to darīsim ar sabiedrības vienprātību.

Lai gan viņš ir patentējis savus izgudrojumus, Hajaši līdz šim nav vēlējies pievienoties uzņēmumam. Viņš stāsta, ka pagājušā gada novembrī japāņu riska kapitālisti viņam lūguši izveidot tādu, lai ražotu cilvēku olas. Es atteicos. Es atteicos, jo es to vēl nevaru. Galvenokārt tas ir tāpēc, ka tas ir tehniski sarežģīti, viņš saka. Bet tas ir arī pārāk nenobriedis, lai sniegtu ieguldījumu sabiedrībā. Japānā veiktās aptaujas liecina, ka aptuveni 30 procenti cilvēku pieņem domu par bērniem no laboratorijā ražotām gametām. Vislielākais atbalsts ir lietošanai pāriem, kuri ir izmēģinājuši IVF un kuriem tas nav izdevies.

Daži investori redz daudz plašākas iespējas. Ja olas varētu izgatavot no cilvēka iPS šūnām, piegādes potenciāli būtu neierobežotas, iespējams, novestu pie tā, ko dažreiz sauc par embriju audzēšanu. Kagimoto atzīmēja vienu no attēliem Hajaši publikācijās. Tas ir attēls, kas uzņemts caur mikroskopu ar desmitiem laboratorijā ražotu peļu olu, kas peld ūdens pilē.

Tādā gadījumā ģenētisko sekvencēšanu varētu izmantot, lai pārbaudītu katru embriju, ļaujot cilvēkiem izvēlēties labākos — tos ar vēlamiem gēniem vai bez nevēlamiem, piemēram, tiem, kas saistīti ar šizofrēnijas risku. Šādu scenāriju prognozējis tiesību zinātnieks Grīlijs, kurš apgalvo, ka vecāki izvēlētos mākslīgo pavairošanu, nevis seksuālo pavairošanu, ja viņiem būtu pietiekami daudz ieguvumu. Ja jums ir 1000 olu, varat izdarīt izvēli, saka Kagimoto.

DROSMĪGĀ JAUNĀ PASAULE

Bostonas cilmes šūnu sanāksmes laikā studenti saspringa no durvīm, lai dzirdētu prezentācijas par ētiskiem jautājumiem, ko rada jaunās reproduktīvās tehnoloģijas. No pjedestāla Deilijs citēja Aldousa Hakslija 1932. gada grāmatu Drosmīgā jaunā pasaule , kurā aprakstīta sabiedrība, kas kontrolēja reprodukciju un inkubēja bērnus centralizētās telpās. Hakslija zīmētais attēls bija distopisks, bet arī tālredzīgs, sacīja Deilijs. Tas paredzēja IVF.

Atliek tikai minēt, cik ilgs laiks paies, līdz mēs varēsim iegūt dzīvniekus pilnībā ektoģenētiski, pilnīgi ex utero. Tātad rodas jautājums: vai jūs varat novilkt līniju?

Deilijs uzskata, ka zinātnes sasniegumi ļaus izstrādāt scenārijus, kas atšķiras no Hakslija aprakstītajiem scenārijiem. Papildus japāņu centieniem radīt gametas, daži zinātnieki ir radījuši gastruloīdus — pašsavienojošus šūnu lāsumus, kas izskatās un uzvedas līdzīgi cilvēka embrijiem. Tajā pašā laikā pētnieki spiež dabu no otra virziena. Februārī Filadelfijas ārsti izņēma no viņu mātēm augļa jērus un noturēja katru dzīvu līdz piedzimšanai caurspīdīgā, ar šķidrumu pildītā maisiņā, kas pazīstams kā mākslīgā dzemde. Šo tehnoloģiju kombinācija norāda uz dienu, kad laboratorijā var veikt visu reprodukcijas procesu no ieņemšanas līdz dzimšanai. Atliek tikai spekulēt, cik ilgs laiks paies, līdz mēs varēsim dzemdēt dzīvniekus pilnīgi ektoģenētiski, pilnībā ex utero, sacīja Deilijs. Tātad rodas jautājums: vai jūs varat novilkt līniju?

Deilijs ir pievērsis īpašu uzmanību virzībai uz iPS šūnu pārvēršanu olās un spermā, ko viņš sauc par graujošu tehnoloģiju. Viens no iemesliem ir tas, ka viņš domā, ka mākslīgās gametas, visticamāk, tiks apvienotas ar gēnu rediģēšanas tehnoloģiju, ko sauc par CRISPR, kas kopš tās izstrādes pirms četriem gadiem ir padarījusi daudz vieglāku DNS izmaiņu dzīvā šūnā.

Tas saista mākslīgās dzimumšūnas ar debatēm par dizaineru bērniem — to sauc par dzimumšūnu ģenētisko modifikāciju. Debates par šo jautājumu tika atsāktas 2015. gadā pēc tam, kad Ķīnas zinātnieki ziņoja, ka ir izmantojuši CRISPR embrijam laboratorijas traukā, lai mēģinātu noņemt gēnu, kas izraisa asins slimības beta talasēmiju. Sākotnēji ziņojums tika uztverts ar nopietnām bažām, daļēji tāpēc, ka CRISPR nav bez kļūdām: eksperimenti liecināja, ka embriji varētu būt nepilnīgi rediģēti, radot nezināmus un nepanesamus riskus ikvienam šādā veidā dzimušam bērnam.

Lai gan daži kritiķi saka, ka gēnu fonda modificēšana ir spilgta ētiskā robeža, kuru nekad nevajadzētu pārkāpt, tas nav bijis zinātnieku kopienas uzskats (skatiet Perfekta mazuļa inženieriju). Nacionālās Zinātņu akadēmijas ziņojumā, kas tika izdots šogad, secināts, ka cilvēka embriju rediģēšana būtu pieļaujama, ja šī metode tiktu izmantota tādu nopietnu slimību kā Hantingtona, nāvējošu smadzeņu darbības traucējumu, likvidēšanai. Lai gan komiteja iebilda pret gēnu inženierijas izmantošanu tikai uzlabojumiem — piemēram, zilām acīm un intelektam —, ziņojums atstāja slimības definīciju interpretējamas.

Saistīts stāsts

Saistīts stāsts Zinātnieki izstrādā veidus, kā rediģēt rītdienas bērnu DNS. Vai viņiem vajadzētu apstāties, pirms nav par vēlu?

Iemesls, kāpēc ziņojumā īpaša uzmanība tika pievērsta mākslīgajām gametām, ir tas, ka rediģēšanu iPS šūnās var veikt ar lielu precizitāti. Kad ideālas iPS šūnas bija rokā, tās varēja pamudināt radīt gametas ar norādīto ģenētisko uzlabojumu.

Ideja par CRISPR izmantošanu cilmes šūnās jau ir veiksmīgi īstenota pelēm. Ķīnā zinātnieks vārdā Jinsong Li rediģēja peles cilmes šūnas un izņēma gēnu, kas izraisa kataraktu. Kad viņš radīja spermu un vēlāk apaugļoja olas, iegūtie dzīvnieki, šķiet, tika rediģēti ar 100% efektivitāti. Šādi ziņojumi ļauj zinātniekiem domāt, ka labākais arguments pret dīgļu līnijas modifikācijām — ka tā nekad nebūs pietiekami uzticama vai pietiekami droša — ātri iztvaiko. Vairs nav iespējams teikt, ka tas nebūs iespējams, saka Ričards Hainss, MIT profesors, kurš ir viens no diviem Nacionālās akadēmijas ziņojuma vecākajiem autoriem.

MILZĪGS PIEPRASĪJUMS

Hārvardas cilmes šūnu institūtā IVF ārsts un zinātnieks Verners Neihausers ir viens no tiem, kas pēta, kā genoma sekvencēšana, cilmes šūnas un genoma rediģēšana var apvienoties, lai mainītu reprodukciju. Noihausers vienu dienu nedēļā pavada Bostonas IVF, lielā auglības centrā, kur tiekas ar pacientiem. Pārējās četras dienas nedēļā viņš ir pavadījis, pārbaudot un cenšoties paplašināt Japānā un citur izdarītos atklājumus.

Kā man teica IVF ārsts Neuhausers, viņš noteikti redzētu pieprasījumu pēc laboratorijā ražotas spermas un jo īpaši laboratorijā ražotām olām. Tas ir liels darījums, ja tas kļūst iespējams, viņš saka.

Tāpat kā Kagimoto, Neihausers uzskata, ka ir iespējams, ka embriji tiks izmērīti un to īpašības tiks kvantificētas: mēs atklāsim, ka katram embrijam ir šāds sirds slimību risks un psihisku slimību risks salīdzinājumā ar vispārējo populāciju, un kā tad Izvēlies tu? Neihausers domā, ka vecākiem, iespējams, tas nav jādara. Tā vietā viņš saka, ka vecāki varētu izvēlēties ģenētiski uzlabot savas reproduktīvās šūnas. Jūs varētu secināt potenciālo vecāku genomus un pēc tam jautāt: 'Vai ir varianti, kurus varētu izlabot pirms pavairošanas?' Tas ir kaut kas, ko mēs neesam pārdomājuši. Tas būtu lielā mērā atkarīgs no riskiem, un ir daudz, ko mēs nezinām, viņš saka. Neviens drīzumā nevēlas to lietot pacientam.

Viņa Hārvardas universitātes laboratorijā jau tiek pētīta gametu gēnu rediģēšana. Komanda iegūst spermu no vīriešiem, kuriem ir gēns, kas izraisa amiotrofisku laterālo sklerozi jeb ALS, kas ir postoša neiroloģiska slimība, un plāno mēģināt noņemt mutāciju, izmantojot CRISPR. Pēc tam, kad viņa laboratorija izlabo kļūdu, tā veiks spermas šūnu secību, lai redzētu rezultātus.

Taču Neihausers saka, ka precīzāka pieeja būtu tā vietā veikt ģenētiskas korekcijas iPS šūnās. Šīs šūnas enerģiski aug un vairojas laboratorijā. Kad tie bija rediģēti, no tiem varēja izveidot olas vai spermu. Jūs iegūtu piekļuvi genomam; jūs varētu mainīt genomu pēc vēlēšanās. Tas, protams, ir pretrunīgi, viņš saka. Bet mums noteikti vajadzētu izpētīt, vai tas darbojas vai nē.

Futūristiskā traukā ievietoto gametu tehnoloģija nevar parādīties pietiekami ātri tādiem vīriešiem kā B.D. Viņš man teica, ka cer, ka viņš būs pirmais kandidāts vai viens no pirmajiem, ja ārstēšana ar laboratorijā ražotu spermu kādreiz tiks apstiprināta. Bet viņam tas, visticamāk, nenotiks laikā. Viņš saka, ka viņš un viņa sieva nesen noteica datumu, kurā viņi atteiksies no mēģinājuma radīt bērnus. Ir 2019. gada septembris.

paslēpties