Обзор новостей Genetics-info за период 19 ноября – 02 декабря

1. Китайский ученый заявил о рождении первых детей с отредактированным геномом 

Китайский ученый Цзянькуй Хэ заявил о рождении первых в мире детей из генетически отредактированных эмбрионов. По словам ученого, родились близняшки, у которых он попытался создать устойчивость к заражению ВИЧ. Хэ рассказал о своей работе в эксклюзивном интервью Associated Press, научной статьи о его исследовании или независимых подтверждений пока нет. В США эксперимент по редактированию генома человеческих эмбрионов с помощью технологии CRISPR/Cas9 американские ученые представили летом 2017 года, до этого аналогичные работы проводились в Китае, в том числе на жизнеспособных эмбрионах. Во всех экспериментах редактирование проводили в медицинских целях, а эмбрионы впоследствии были уничтожены. Осенью 2017 года британские ученые опубликовали итоги эксперимента, в рамках которого редактирование генома эмбрионов человека впервые применили не для лечения врожденных заболеваний, а в чисто исследовательских целях. По мнению некоторых специалистов, генетически модифицированные люди будут передавать свои гены потомкам, что может иметь неожиданные последствия и вызывает опасение. В Китае нет запрета на генетическое редактирование жизнеспособных эмбрионов. В большинстве других стран такой запрет существует. Хэ заявил, что отредактировал эмбрионы семи пар, проходивших ЭКО, и пока одна из процедур закончилась беременностью и родами. Пациентов для исследования он набирал через группу ВИЧ-активистов в Пекине. Хэ рассказал, что в своем последнем эксперименте он пытался «отключить» ген CCR5, который кодирует белок, позволяющий ВИЧ проникнуть в клетку. Всего ученому удалось отредактировать 16 из 22 эмбрионов, 11 из которых использовались в шести попытках — одна закончилась беременностью и родами. Следующие попытки пока не проводятся, чтобы убедиться в безопасности состоявшегося эксперимента. У одной из девочек-близнецов отредактированы обе копии нужного гена, а у второй — одна копия, свидетельств повреждения других генов в настоящее время не найдено. Некоторые ученые жестко раскритиковали этот этически недопустимый «эксперимент на людях», отметив, что технологии для такой работы пока не «созрели». Однако Джордж Черч, генетик из Гарвардского университета, подчеркнул, что сама задача борьбы с ВИЧ оправдывает использование методов генетического редактирования. Но удаленный ген CCR5 выполняет на самом деле множество функций. В частности, он способствует нормальной работе белых кровяных клеток и снижает риск заражения вирусом лихорадки Западного Нила, пишет MedDaily. Ученые, в том числе и Черч считают, что проведенных тестов недостаточно для того, чтобы с уверенностью сказать, что редактирование прошло успешно и не нанесло вреда, так как недавно было выявлено несовершенство системы CRISPR-Cas9. Дело в том, что может происходить нежелательное изменение больших частей ДНК. Белок Cas9, который программируется на удаление одного элемента, иногда оказывается в других частях генома, производя нежелательные изменения. Не исключено развитие мозаицизма - появления генетически различных клеток в одном организме, угрожающих различными заболеваниями. В целом идея избавления от тяжелых наследственных заболеваний путем замены «дефективного» участка ДНК звучит заманчиво и выглядит весьма перспективной с точки зрения развития медицины. Однако, неизвестно, как искусственные мутации могут отразиться на организме в долгосрочной перспективе — наши знания о собственном геноме далеко не исчерпывающи и требуют дальнейших исследований.

 

2. Biparental Inheritance of Mitochondrial DNA in Humans 

Исследователи описали случай наследования митохондриальной ДНК по отцовской линии у людей, сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences. Они обнаружили девять человек из трех семей (семья А,В,С), которые унаследовали до 76 процентов вариантов митохондриальной ДНК от отца. Митохондрии встречаются в большинстве эукариотических клеток. Основная их функция — обеспечение клеток энергией за счет синтеза АТФ, генерации электрического потенциала и термогенеза. В митохондриях есть свой небольшой геном (в человеческом содержится 16 569 пар оснований), который у большинства организмов, в том числе у людей, наследуется по материнской линии. Однако у некоторых организмов, в том числе у больших синиц, мышей и людей часть митохондриальной ДНК изредка наследуется от отца. Ранее американские медики описали случай пациента с митохондриальной миопатией — наследственным заболеванием, которое приводит к мышечной слабости и непереносимости физических нагрузок. Оказалось, что болезнь развилась потому, что у мужчины в разных клетках содержались разные митохондриальные геномы — от отца и от матери. При этом в отцовской митохондриальной ДНК была мутация, которая и вызвала заболевание. Однако пациент оказался единственным членом семьи с миопатией. Его родители и сестра были здоровы, и, как показал скрининг, сестра унаследовала митохондриальную ДНК только от матери. Американские, тайваньские и китайские исследователи под руководством Палдипа Атвала (Paldeep Atwal) из клиники Мэйо в Джексонвилле и Таошеня Хуана (Taosheng Huang) из Медицинского центра детской больницы Цинциннати описали семейный случай наследования митохондриального генома по отцовской линии. Первым, у кого обнаружили наследование митохондриального генома от отца, оказался мальчик четырех лет, поступивший в Медицинский центр детской больницы в Цинциннати. У него диагностировали мышечную боль, гипотонию, усталость, которые связали с дефектами в функционировании митохондрий. У остальных членов семьи А наблюдались другие симптомы (в частности, у дедушки был инфаркт, а у сестры — задержка развития речи), которые медики не связывали с мутациями в митохондриальной ДНК. Авторы исследования отсеквенировали митохондриальный геном мальчика, и, хотя не нашли в нем патогенных мутаций, обнаружили 31 гетероплазмический вариант. Гетероплазмией называют различия в последовательностях митохондриальной ДНК в одном организме, иногда даже в одной клетке. Ученые заинтересовались необычно высоким уровнем различий и стали анализировать митохондриальную ДНК других членов семьи А. В результате оказалось, что четыре человека унаследовали митохондриальный геном и от отца (примерно 40 % вариантов), и от матери. Затем авторы привлекли к эксперименту еще две семьи — В и С. В одной из них у мужчины 35 лет, в другой - у женщины 46 лет были диагностированы заболевания, предположительно вызванные мутациями в митохондриальном геноме. Исследователи отсеквенировали митохондриальные геномы пациентов и убедились в том, что в них, как и у членов семьи А, содержится большое количество гетероплазмических вариантов в ДНК. При анализе митохондриальных ДНК у остальных членов семей В и С исследователи обнаружили, что двое членов семьи В и три человека из семьи С в разных поколениях унаследовали не только материнский, но и отцовский митохондриальные геномы. Причем один из представителей семьи С унаследовал 76 % вариантов из митохондриальной ДНК отца. Как отмечают авторы работы, их результаты показывают, что в некоторых исключительных случаях передача митохондриального генома по отцовской линии у людей возможна, хотя конечно, основным все же остается наследование материнской митохондриальной ДНК. Возможно, передача отцовского генома сопровождается мутацией в гене ядерной ДНК, который связан с устранением отцовской митохондриальной ДНК. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы точно определить, каким образом митохондриальная ДНК передается от отца и как часто это происходит. Это расширит фундаментальное понимание процесса наследования митохондрий и может привести к новым способам предотвращения передачи митохондриальных заболеваний. Преждевременно утверждать, что данное открытие произвело революцию в генетике митохондриальных заболеваний, не говоря уже о построении митохондриальных деревьев и поиске митохондриальной Евы. Все же речь идет только о трех подтвержденных случаях, и можно предположить, что подобный тип наследования встречается достаточно редко и едва ли вносит существенный вклад в эволюционный процесс. Однако это повод отнестись внимательнее к диагностике и лечению митохондриальных болезней. Как минимум, при получении ребенка от трех родителей полезно учитывать, что у него может оказаться уже не двойной, а тройной комплект митохондрий.

 

3. FDA одобрило фармакогенетический тест 23andMe для 33 генетических вариантов, связанных с метаболизмом лекарственных средств 

Американский стартап 23andMe обещает заранее оценивать эффективность лекарств с помощью анализов ДНК. Пациентам якобы не придется тратить время на терапию, которая заранее обречена на неудачу. Но ученые относятся к идее скептически и считают ее опасной.

Стартап 23andMe первым в США получил разрешение на продажу генетических тестов напрямую пациентам для проверки эффективности лекарств. Любой американец сможет заказать в интернете домашний анализ ДНК и выяснить, подходят ли ему те или иные препараты.

Тест исследует гены, которые участвуют в процессе усвоения лекарственных препаратов в организме человека. Методика якобы позволяет оценить, насколько полезными окажутся медикаменты для борьбы с инфекциями, болезнями сердца и депрессией.

Другие американские компании, например, Color Genomics, уже продают подобные тесты. Аптеки Albertsons предлагают домашние наборы для анализа за $750. Но их нельзя купить напрямую. Запросить комплект можно только по решению лечащего врача. Однако клиентам 23andMe дадут полную свободу, сообщает Business Insider.

Ранее покупатели тестов от 23andMe могли проверить свою генетическую предрасположенность к раку груди, болезням Альцгеймера и Паркинсона.

Уже тогда ученые и медики предупреждали, что домашний анализ ДНК нельзя считать надежным методом диагностики, а тем более принимать важные решения на основе его результатов. Эксперты подчеркивали, что генетические тесты выявляют лишь некоторые группы риска, а без консультации с генетиком их не следует воспринимать всерьез.

Ранее, в 2013 году, FDA запретил 23andMe продажу индивидуальных генетических тестов ДНК. В предупреждении ведомство заявляло, что компании 23andMe не удалось предоставить убедительные доказательства того, что их продукт гарантирует точные результаты, и что они адекватно воспринимаются пользователями. В качестве одного из аргументов приводились опасения об излишних обращениях за медицинской помощью в случае выявления повышенных рисков, например, рака груди.

Конфликт 23andMe и FDA начался еще в 2008 году, когда компании прислали претензию, что она оказывает медицинские услуги (проводит анализ ДНК, полученной из слюны) без необходимой лицензии.

С того момента 23andMe запустила долгий процесс сертификации данных по здоровью в FDA.

Одобрение FDA фармакогенетического теста 23andMe вновь откроет американским компаниям, предоставляющим комплексные генетические тесты напрямую потребителям, двери рынка по контролю своего здоровья.

Многие компании, в том числе и 23andMe, оставляют клиентов один на один с результатами тестирования, что может привести к неверному пониманию полученной информации, особенно при оценках вероятностей развития заболеваний. Однако FDA в своих рекомендациях указывает на важность консультации с врачом по результатам тестов.

 

Автор обзора: кандидат медицинских наук, врач-генетик Александра Галактионова