Ontwerp mense: GMO generasie

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Baie van ons word gebore met eienskappe wat help om beter in die samelewing mee te ding: skoonheid, intelligensie, skouspelagtige voorkoms of fisiese krag. As gevolg van die vooruitgang in genetika, begin dit lyk asof ons binnekort toegang tot iets sal kan kry waaraan voorheen nie onderhewig was nie – om mense te “ontwerp” nog voor hulle gebore is. Om die nodige eienskappe te vra, as dit nie deur die natuur gegee word nie, voorafbepaal die geleenthede wat so nodig is in die lewe. Ons doen dit met motors en ander lewelose voorwerpe, maar noudat die menslike genoom gedekodeer is en ons reeds leer om dit te redigeer, blyk dit dat ons nader kom aan die ontstaan van sogenaamde "ontwerper", "geprojekteerde" kinders. Lyk dit so of sal dit binnekort werklikheid word?

Lulu en Nana van Pandora's Box

Die geboorte van die eerste kinders met 'n gewysigde genoom aan die einde van 2019 het 'n ernstige resonansie in die wetenskaplike gemeenskap en onder die publiek veroorsaak. He Jiankui, 'n bioloog by die Suidelike Universiteit van Wetenskap en Tegnologie, China (SUSTech) - Op 19 November 2018, op die vooraand van die tweede Internasionale Beraad oor Menslike Genoom-redigering in Hong Kong, in 'n onderhoud met die Associated Press, aangekondig die geboorte van die eerste kinders ooit met 'n geredigeerde genoom.

Die tweelingmeisies is in China gebore. Hulle name, sowel as die name van hul ouers, is nie bekend gemaak nie: die eerste "GMO-kinders" op die planeet staan bekend as Lulu en Nana. Volgens die wetenskaplike is die meisies gesond, en inmenging met hul genoom het die tweeling immuun teen MIV gemaak.

Die gebeurtenis, wat kan lyk na 'n nuwe stap in die ontwikkeling van die mensdom, of ten minste medisyne, soos reeds genoem, het nie positiewe emosies onder die wetenskaplike se kollegas veroorsaak nie. Inteendeel, hy is veroordeel. Regeringsagentskappe in China het 'n ondersoek begin, en alle eksperimente met die menslike genoom in die land is tydelik verbied.

Hy Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Die eksperiment, wat nie deur die publiek waardeer is nie, was soos volg. Die wetenskaplike het sperm en eiers van die toekomstige ouers geneem, in vitro-bevrugting met hulle uitgevoer, hy het die genome van die gevolglike embrio's geredigeer deur die CRISPR / Cas9-metode te gebruik. Nadat die embrio's in die voering van die vrou se baarmoeder ingeplant is, was die meisies se toekomstige ma nie met MIV besmet nie, anders as die pa, wat 'n draer van die virus was.

Die CCR5-geen, wat 'n membraanproteïen kodeer wat deur die menslike immuniteitsgebreksvirus gebruik word om selle binne te dring, het redigering ondergaan. As dit gewysig word, sal 'n persoon met so 'n kunsmatige mutasie bestand wees teen infeksie met die virus.

Lulu en Nana / © burcualem.com

Die mutasie wat He Jiankui kunsmatig probeer skep het, word CCR5 Δ32 genoem: dit word in die natuur aangetref, maar net in 'n paar mense, en het lank reeds die aandag van wetenskaplikes getrek. Eksperimente op muise in 2016 het getoon dat CCR5 Δ32 hippokampale funksie beïnvloed, wat geheue aansienlik verbeter. Die draers daarvan is nie net immuun teen MIV nie, maar herstel ook vinniger na 'n beroerte of traumatiese breinbesering, het beter geheue en leervermoëns as "gewone" mense.

Dit is waar, tot dusver kan geen wetenskaplike waarborg dat CCR5 Δ32 geen onbekende risiko's inhou nie en dat sulke manipulasies met die CCR5-geen nie negatiewe gevolge vir die draer van die mutasie sal veroorsaak nie. Nou is die enigste negatiewe gevolg van so 'n mutasie bekend: die organisme van sy eienaars is meer vatbaar vir Wes-Nyl-koors, maar hierdie siekte is redelik skaars.

Intussen het die universiteit waar die Chinese wetenskaplike gewerk het, sy werknemer verloën. Die alma mater het gesê dat hulle nie geweet het van He Jiankui se eksperimente nie, wat hulle 'n growwe skending van etiese beginsels en wetenskaplike praktyk genoem het, en hy was buite die mure van die instelling daarmee besig.

Daar moet kennis geneem word dat die projek self nie onafhanklike bevestiging ontvang het nie en nie portuurbeoordeling geslaag het nie, en die resultate daarvan is nie in wetenskaplike tydskrifte gepubliseer nie. Al wat ons het, is net die stellings van 'n wetenskaplike.

He Jiankui se werk het die internasionale moratorium op sulke eksperimente geskend. Die verbod word in byna alle lande op wetgewende vlak gevestig. Kollegas van die genetikus stem saam dat die gebruik van CRISPR / Cas9 genomiese redigeringstegnologie by mense enorme risiko's inhou.

Maar die belangrikste punt van kritiek is dat die werk van die Chinese genetikus niks vernuwends het nie: niemand het al sulke eksperimente onderneem nie weens vrees vir onvoorspelbare gevolge, want ons weet nie watter probleme gemodifiseerde gene vir hul draers en afstammelinge kan skep nie.

Soos die Britse genetikus Maryam Khosravi op haar Twitter-rekening gesê het: "As ons iets kan doen, beteken dit nie dat ons dit moet doen nie."

Terloops, in Oktober 2018, selfs voor die skokkende verklaring van die Chinese wetenskaplike, het Russiese genetici van die Nasionale Mediese Navorsingsentrum vir Verloskunde, Ginekologie en Perinatologie vernoem na Kulakov ook die suksesvolle verandering van die CCR5-geen aangekondig met behulp van die CRISPR / Cas9 genomiese redakteur en die verkryging van embrio's wat nie onderhewig is aan die uitwerking van MIV nie. Natuurlik is hulle vernietig, sodat dit nie tot die geboorte van kinders gekom het nie.

40 jaar tevore

Vinnig vorentoe vier dekades. In Julie 1978 is Louise Brown in Groot-Brittanje gebore – die eerste kind wat gebore is as gevolg van in vitro-bevrugting. Toe veroorsaak haar geboorte baie geraas en verontwaardiging, en gaan na die ouers van die "proefbuisbaba", en die wetenskaplikes, wat die bynaam "dokters van Frankenstein" gekry het.

Louise Brown. In die kinderjare en nou / © dailymail.co.uk

Maar as daardie sukses sommige bang gemaak het, het dit ander hoop gegee. So, vandag op die planeet is daar meer as agt miljoen mense wat hul geboorte aan die IVF-metode te danke het, en baie van die vooroordele wat destyds gewild was, is uit die weg geruim.

Daar was weliswaar nog een kommer: aangesien die IVF-metode aanvaar dat 'n "gereed" menslike embrio in die baarmoeder geplaas word, kan dit geneties gemodifiseer word voor inplanting. Soos ons kan sien, is dit na 'n paar dekades presies wat gebeur het.

IVF prosedure / © freepik.com

Kan daar dus’n parallel getrek word tussen die twee gebeurtenisse – die geboorte van Louise Brown en die Chinese tweeling Lula en Nana? Is dit die moeite werd om te redeneer dat Pandora se boks oop is en baie binnekort sal dit moontlik wees om 'n kind te "bestel" wat geskep is volgens 'n projek, dit wil sê 'n ontwerper een. En die belangrikste, sal die houding van die samelewing teenoor sulke kinders verander, soos dit vandag feitlik verander het teenoor kinders "uit 'n proefbuis"?

Embrio-seleksie of genetiese modifikasie?

Genoomredigering is egter nie die enigste ding wat ons nader aan 'n toekoms bring waar kinders voorafbeplande eienskappe sal hê nie. Lulu en Nana het hul geboorte nie net te danke aan CRISPR / Cas9-geenredigeringstegnologieë en IVF nie, maar ook aan pre-inplantingsgenetiese diagnose van embrio's (PGD). Tydens sy eksperiment het He Jiankui PGD van geredigeerde embrio's gebruik om chimerisme en buite-teikenfoute op te spoor.

En as die redigering van menslike embrio's verbied word, dan is pre-implantasie genetiese diagnostiek, wat bestaan uit die volgordebepaling van die genoom van embrio's vir sommige oorerflike genetiese siektes, en die daaropvolgende seleksie van gesonde embrio's, nie. PGD is 'n soort alternatief vir prenatale diagnostiek, slegs sonder dat dit nodig is om swangerskap te beëindig as genetiese abnormaliteite gevind word.

Kenners wys daarop dat die eerste "wettige" ontwerperkinders juis deur die seleksie van embrio's verkry sal word, en nie as gevolg van genetiese manipulasie nie.

Tydens PGD word embrio's wat deur in vitro-bevrugting verkry word, aan genetiese sifting onderwerp. Die prosedure behels die verwydering van selle uit embrio's op 'n baie vroeë stadium van ontwikkeling en "lees" van hul genome. Die hele of 'n deel van die DNS word gelees om te bepaal watter variante van gene dit dra. Daarna sal die aanstaande ouers kan kies watter embrio's om in te plant in die hoop op swangerskap.

Pre-implantasie genetiese diagnose (PGD) / ©vmede.org

Pre-implantasie genetiese diagnose word reeds gebruik deur paartjies wat glo hulle dra gene vir sekere oorgeërfde siektes om embrio's te identifiseer wat nie daardie gene het nie. In die VSA word sulke toetse in ongeveer 5% van IVF-gevalle gebruik. Dit word gewoonlik op drie tot vyf dae oue embrio's uitgevoer. Sulke toetse kan gene opspoor wat ongeveer 250 siektes dra, insluitend talassemie, vroeë Alzheimer-siekte en sistiese fibrose.

Slegs vandag is PGD nie baie aantreklik as 'n tegnologie vir die ontwerp van kinders nie. Die prosedure vir die verkryging van eiers is onaangenaam, hou risiko's in en verskaf nie die vereiste aantal selle vir seleksie nie. Maar alles sal verander sodra dit moontlik word om meer eiers vir bevrugting te verkry (byvoorbeeld uit velselle), en terselfdertyd sal die spoed en prys van genoomvolgordebepaling toeneem.

Bio-etikus Henry Greeley van Stanford Universiteit in Kalifornië sê: "Byna alles wat jy met geenredigering kan doen, kan jy met embrio-seleksie doen."

Is DNA Destiny?

Volgens kenners, in die komende dekades in ontwikkelde lande, sal vordering in tegnologieë vir die lees van die genetiese kode wat in ons chromosome aangeteken is, meer en meer mense die geleentheid gee om hul gene te volgorde. Maar die gebruik van genetiese data om te voorspel watter soort mens 'n embrio sal word, is moeiliker as wat dit klink.

Navorsing oor die genetiese basis van menslike gesondheid is beslis belangrik. Nogtans het genetici min gedoen om simplistiese idees oor hoe gene ons affekteer uit die weg te ruim.

Baie mense glo dat daar 'n direkte en ondubbelsinnige verband tussen hul gene en eienskappe is. Die idee van die bestaan van gene wat direk verantwoordelik is vir intelligensie, homoseksualiteit, of, byvoorbeeld, musikale vermoëns, is wydverspreid. Maar selfs met behulp van die voorbeeld van die voorgenoemde CCR5-geen, 'n verandering waarin die werking van die brein beïnvloed, het ons gesien dat alles nie so eenvoudig is nie.

Daar is baie - meestal skaars - genetiese siektes wat akkuraat deur 'n spesifieke geenmutasie herken kan word. As 'n reël is daar werklik 'n direkte verband tussen so 'n geen-afbreking en die siekte.

Die mees algemene siektes of mediese aanleg - diabetes, hartsiektes of sekere soorte kanker - word met verskeie of selfs baie gene geassosieer en kan nie met enige sekerheid voorspel word nie. Daarbenewens is hulle afhanklik van baie omgewingsfaktore - byvoorbeeld van 'n persoon se dieet.

Maar wanneer dit kom by meer komplekse dinge soos persoonlikheid en intelligensie, hier weet ons nie veel oor watter gene betrokke is nie. Wetenskaplikes verloor egter nie hul positiewe gesindheid nie. Namate die aantal mense wie se genome opgevolg word toeneem, sal ons meer oor hierdie area kan leer.

Intussen, Euan Birney, direkteur van die Europese Instituut vir Bioinformatika in Cambridge, wat daarop dui dat dekodering van die genoom nie alle vrae sal beantwoord nie, merk op: "Ons moet wegkom van die idee dat jou DNA jou lot is."

Dirigent en orkes

Dit is egter nie al nie. Vir ons intelligensie, karakter, liggaamsbou en voorkoms is nie net gene verantwoordelik nie, maar ook epigene – spesifieke merkers wat die aktiwiteit van gene bepaal, maar nie die primêre struktuur van DNA beïnvloed nie.

As die genoom 'n stel gene in ons liggaam is, dan is die epigenoom 'n stel merkers wat die aktiwiteit van gene bepaal, 'n soort regulatoriese laag wat as 't ware bo-op die genoom geleë is. In reaksie op eksterne faktore beveel hy watter gene moet werk en watter moet slaap. Die epigenoom is die dirigent, die genoom is die orkes, waarin elke musikant sy eie rol het.

Sulke opdragte beïnvloed nie DNS-volgordes nie; hulle skakel bloot sommige gene aan (druk uit) en skakel ander af (onderdruk). Dus, nie alle gene wat op ons chromosome is werk nie. Die manifestasie van een of ander fenotipiese eienskap, die vermoë om met die omgewing te kommunikeer, en selfs die tempo van veroudering hang af van watter geen geblokkeer of gedeblokkeer word.

Die bekendste en, soos geglo, die belangrikste epigenetiese meganisme is DNS-metilering, die toevoeging van CH3-groep deur DNS-ensieme - metieltransferases na sitosien - een van die vier stikstofbasisse in DNS.

Epigenoom / ©celgene.com

Wanneer 'n metielgroep aan die sitosien geheg word, wat deel is van 'n spesifieke geen, word die geen afgeskakel. Maar, verbasend genoeg, word die geen in so 'n "dormante" toestand aan die nageslag oorgedra. So 'n oordrag van karakters wat deur lewende dinge tydens die lewe verkry word, word epigenetiese oorerwing genoem, wat vir verskeie generasies voortduur.

Epigenetika – die wetenskap wat die kleinsus van genetika genoem word – bestudeer hoe die aan- en afskakel van gene ons fenotipiese eienskappe beïnvloed. Volgens baie kenners is dit in die ontwikkeling van epigenetika dat die toekomstige sukses van die tegnologie vir die skep van ontwerperkinders lê.

Deur epigenetiese "merkers" by te voeg of te verwyder, kan ons, sonder om die DNS-volgorde te beïnvloed, beide siektes wat onder die invloed van ongunstige faktore ontstaan het, beveg, en die "katalogus" van die beplande kind se ontwerpeienskappe uitbrei.

Is die Gattaki-scenario en ander vrese werklik?

Baie vrees dat ons deur die redigeer van die genoom - om ernstige genetiese siektes te vermy - sal voortgaan om mense te verbeter, en daar is dit nie ver voor die opkoms van 'n superman of die vertakking van die mensdom in biologiese kaste, soos voorspel deur Yuval Noah Harari.

Bio-etikus Ronald Greene van Dartmouth College in New Hampshire glo tegnologiese vooruitgang kan "menslike ontwerp" meer toeganklik maak. In die volgende 40-50 jaar, sê hy, “sal ons die gebruik van geenredigering en voortplantingstegnologieë sien om mense te verbeter; ons sal die kleur van oë en hare vir ons kind kan kies, ons wil verbeterde atletiese vermoëns, lees- of syfervaardighede hê, ensovoorts."

Die opkoms van ontwerperkinders is egter belaai met nie net onvoorspelbare mediese gevolge nie, maar ook die verdieping van sosiale ongelykheid.

Soos bio-etiese wetenskaplike Henry Greeley uitwys, kan 'n 10-20% haalbare gesondheidsverbetering deur PGD, benewens die voordele wat rykdom reeds meebring, lei tot 'n groter gaping in die gesondheidstatus van ryk en arm - beide in die samelewing en tussen lande.

En nou, in die verbeelding, ontstaan verskriklike beelde van 'n genetiese elite, soos dié wat in die distopiese riller Gattaca uitgebeeld word: die vooruitgang van tegnologie het daartoe gelei dat eugenetika nie meer as 'n skending van morele en etiese norme beskou word nie, en die produksie van ideale mense word in werking gestel. In hierdie wêreld word die mensdom in twee sosiale klasse verdeel - "geldig" en "ongeldig". Eersgenoemde is as 'n reël die gevolg van die ouers se besoek aan die dokter, en laasgenoemde is die gevolg van natuurlike bevrugting. Alle deure is oop vir "goed", en "onfiks", as 'n reël, is oorboord.

Steeds uit die film "Gattaca" (1997, VSA)

Kom ons keer terug na ons werklikheid. Ons het opgemerk dat dit nog nie moontlik is om die gevolge van inmenging met die DNA-volgorde te voorspel nie: genetika bied nie antwoorde op baie vrae nie, en epigenetika is eintlik in 'n vroeë stadium van ontwikkeling. Elke eksperiment met die geboorte van kinders met 'n gewysigde genoom is 'n beduidende risiko wat op lang termyn 'n probleem kan ontaard vir sulke kinders, hul nageslag en moontlik die hele menslike spesie.

Maar die vooruitgang van tegnologie op hierdie gebied, wat ons gered het, waarskynlik van 'n paar probleme, sal nuwes byvoeg. Die opkoms van ontwerperkinders, perfek in alle opsigte, wat, nadat hulle volwasse is, lede van die samelewing sal word, kan 'n ernstige probleem skep in die vorm van die verdieping van sosiale ongelykheid reeds op genetiese vlak.

Daar is nog 'n probleem: ons het nie deur die oë van 'n kind na die onderwerp wat oorweeg word, gekyk nie. Mense is soms geneig om die vermoëns van die wetenskap te oorskat, en die versoeking om die behoefte aan sorgvuldige versorging van hul kind, sy opvoeding en studie te vervang met die betaling van rekeninge in 'n gespesialiseerde kliniek, kan groot wees. Wat as die ontwerperkind, in wie soveel geld belê is en wat soveel verwagtinge het, daardie hoop tekort skiet? As hy, ten spyte van die intelligensie wat in die gene geprogrammeer is en 'n skouspelagtige voorkoms, nie word wat hulle wou doen nie? Gene is nog nie die lot nie.