'תינוקות מהונדסים': מדענים מתקרבים צעד אחד עם עריכה מדויקת של גנים של עוברים אנושיים
ניו יורק – מדענים מאוניברסיטת קולומביה ערכו את ה-DNA של עוברים אנושיים מוקדמים בדיוק חסר תקדים, הישג שיכול לפתוח את הדרך לתינוקות שהונדסו עם מאפיינים מסוימים.
הסיכוי עורר מחלוקת במשך שנים. מצד אחד, הטכנולוגיה עשויה יום אחד לאפשר להורים לתקן בבטחה מוטציות הגורמות למחלות בעוברים.
אבל זה עשוי לשמש גם לבחירת תכונות רצויות – פרקטיקה שכמה אתיקאים טענו שהיא לא פחות מאאוגניקה.
דיטר אגלי, גנטיקאי מאוניברסיטת קולומביה שהוביל את המחקר, קרא לשיחה פומבית על היתרונות והחסרונות של שינוי DNA עוברי.
"כמדען, אתה יכול לספק את הנתונים לדיון, אבל אז בעצם שם אתה עוצר ונותן לאחרים להשתלט", אמר.
בעזרת טכנולוגיה חדשה יותר שנקראת עריכת בסיס, הצליחו אגלי ועמיתיו להחליף בקפידה אותיות גנטיות בודדות ברצפים של DNA מבלי לגרום לנזק שנצפה לעתים קרובות עם צורה קודמת של עריכת גנים, CRISPR.
אגלי הזהיר שהמחקר הותיר שאלות רבות ללא מענה לגבי תופעות לוואי מזיקות.
"אנחנו לא אומרים שזה ישמש מחר במרפאות", אמר.
אגלי ועמיתיו פרסמו את המחקר שלהם באינטרנט. המחקר נמצא בבדיקה לקראת פרסום בכתב עת מדעי.
האפשרות לערוך את ה-DNA של עוברי אדם הפכה לדיון רציני לפני יותר מעשור, לאחר המצאת CRISPR.
בשנת 2012, מדענים גילו כיצד ליצור מולקולות מותאמות אישית שיכולות לחתוך קטע ממוקד של DNA.
CRISPR הפך במהירות לכלי סטנדרטי עבור מדענים – דרך זולה וקלה לגלות כיצד גנים מתפקדים על ידי כוונון הגנום.
קמו מספר חברות רפואיות שביקשו להשתמש בטכנולוגיה לטיפול במחלות תורשתיות.
בשנת 2023 אישר מנהל המזון והתרופות טיפול מבוסס CRISPR באנמיה חרמשית.
אבל מדענים ידעו שזה לא מושלם.
בתאים מסוימים, מולקולות CRISPR לא הצליחו למצוא את מטרותיהן ב-DNA, או לפעמים קטעו את החלקים הגנטיים הלא נכונים.
חששות אלה לא מנעו מדען סיני, He Jiankui, מלהשתמש ב-CRISPR כדי לשנות את ה-DNA של עוברים אנושיים ב-2018.
מאוחר יותר אמר שמטרתו הייתה לתת לילדים עמידות גנטית לזיהום ב-HIV. אבל מומחים גינו את עבודתו כפזיזות, והרשויות הסיניות כלאו אותו לשלוש שנים.
שֶׁלוֹ הניסוי הוביל לשלושה "תינוקות בריאים ויפים", הוא טען בראיון בינואר ל"ניו יורק טיימס".
אבל מעמדם של הילדים מעולם לא הוערך באופן עצמאי.
בשנת 2020, Egli ועמיתיו ביצעו ניסוי כדי לראות כיצד CRISPR מתנהג בעוברים אנושיים.
הם השיגו זרע שנתרמו מגברים עם מוטציה בגן שנקרא EYS הגורם לעיוורון תורשתי.
החוקרים השתמשו בזרע כדי להפרות ביציות בריאות, ויצרו עוברים אנושיים עם עותק עבודה אחד של EYS ועותק אחד פגום.
החוקרים השתמשו ב-CRISPR כדי לחתוך את האזור המוטנטי של EYS.
מחקרים קודמים העלו כי העובר עשוי לתקן את הגן על ידי שימוש בגרסה הבריאה כמדריך.
רק חלק מהעוברים עשו זאת, והגיעו בסופו של דבר לשני עותקי עבודה של EYS.
אבל התיקון נכשל בכמחציתם. חלקם חתכו קטעים ארוכים של DNA.
חלקם הרסו את כל הכרומוזום שעליו נמצא הגן EYS.
"היו לזה השלכות קטסטרופליות לחלוטין", אמר אגלי.
מדענים וביו-אתיקאים רבים ראו בתוצאות אלו עדות נוספת לכך שעריכת עוברים אנושיים הייתה מסוכנת מכדי לשקול – לפחות, לעת עתה.
אבל ב-2016, דיוויד ליו, גנטיקאי מאוניברסיטת הרווארד, ועמיתיו שילבו את אחת ממולקולות ה-CRISPR עם תרכובות אחרות כדי ליצור עריכה בסיסית, שיטה חדשה לעריכת גנים.
במקום לחתוך קטע של DNA, עורכי הבסיס עשו חריץ זעיר בגדיל אחד. לאחר מכן הם יוכלו להנחות את התא לתקן את המוטציה.
עריכת בסיס הוכיחה את עצמה כעדיפה על פני שיטות CRISPR קודמות. ב 2025תינוק נרפא מהפרעה גנטית שעלולה להיות קטלנית לאחר שקיבל סט מותאם אישית של מולקולות עריכה בסיסיות.
אגלי החליט לנסות את זה על עוברים אנושיים.
לצורך הניסויים החדשים, הוא ועמיתיו יצאו לשנות שני גנים.
אחד, הנקרא PCSK9, יכול לשאת מוטציות המעלות את רמות ה-LDL בדם – ואת הסיכון למחלות לב.
הגן השני, HBG, מכוון את ייצור המוגלובין בעוברים.
אגלי ועמיתיו העבירו את עורכי הבסיס שלהם לביציות מופרות ולעוברי שני תאים שנתרמו על ידי ההורים.
החוקרים לא מצאו אף אחד מהנזקים הנרחבים הקשורים ל-CRISPR.
במקום זאת, החוקרים הצליחו לשנות בהצלחה הן את הגנים PCSK9 והן ה-HBG.
בניסויים מסוימים, הם שינו בו זמנית את שני הגנים באותו עובר.
אבל העריכות עדיין לא היו מושלמות.
לפעמים מולקולות עריכת הבסיס לא הצליחו למצוא את ה-DNA של המטרה שלהן.
כתוצאה מכך, חלק מהתאים בעוברים שמרו על הגרסאות המקוריות של הגנים, בעוד שאחרים שונו.
העוברים האלה הפכו לתערובות גנטיות, מה שנקרא פסיפסים.
קיום תאים עם גרסאות שונות של אותו גן יכול היה להוביל לבעיות רפואיות אילו העוברים התפתחו לתינוקות.
למרות הכישלונות הללו, התוצאות החדשות היו חזקות מספיק כדי שד"ר פאולה אמאטו, מומחית לפוריות באורגון בריאות ו אוניברסיטת המדע שלא הייתה מעורבת במחקר, חשבה שהשיטה "מבטיחה".
ובכל זאת, היא אמרה שיהיה חשוב לבחון את התוצאות הסופיות כשהן מתפרסמות בכתב עת.
אסא אילטיס, ביו-אתיקאי מאוניברסיטת ווייק פורסט, דאג שהערכת בטיחותם של עוברים ערוכים בבסיס תדרוש הרבה יותר בדיקה מאשר חיפוש אחר כרומוזומים פגומים.
"ייתכן שחלק מההשפעות המזיקות לא יהיו ברורות עד לאחר הלידה", הזהירה.
נתן קרף, המנהל הקליני הראשי של Nucleus Genomics ומחבר שותף של המחקר החדש, אמר כי היכולת לתקן מוטציות הגורמות למחלות בעוברים עשויה להיות ברכה עבור אלה המשתמשים הפריה חוץ גופית (IVF), המאפשר להם להשתיל עוברים שאחרת היו זורקים.
"יש עדיין עבודה לעשות לפני שמגיעים לנקודה הזו, אבל המחקר הזה מקרב אותנו", אמר קרף.
Nucleus Genomics תתמוך בשלב הבא של המחקר של Egli. (הממשל הפדרלי של ארה"ב אינו מממן מחקרים על עוברי אדם למטרות מחקר.)
כמה מחקרים עתידיים יחפשו דרכים להימנע מעוברי פסיפס.
החוקרים יבדקו גם עריכת בסיס על עוברים המכילים כ-100 תאים.
מרפאות פוריות בדרך כלל מקפיאות ובודקות עוברים באותו שלב.
Nucleus Genomics, שנוסדה בשנת 2021, מסננת עוברי IVF לאלפי הפרעות גנטיות.
גם החברה עושה תחזיות לגבי הסיכונים של העובר למצבים כמו מחלות לב וסוכרת.
והוא מסתכל על גנים הקשורים לתכונות כמו גובה ואינטליגנציה.
בנובמבר, החברה עוררה מחלוקת כאשר פרסמה מודעות ברכבות התחתיות של העיר ניו יורק שאמרו לנוסעים "להביא את התינוק הכי טוב שלך".
גנטיקאים מתחו ביקורת על התחזיות של Nucleus Genomics לגבי תכונות, כמו מנת משכל, בעלות דיוק נמוך.
ומבקרים האשימו את החברה בקידום ספין ביוטק בנושא אאוגניקה – האשמה שהחברה דוחה.
"אנחנו רואים את עצמנו כמסלול טבעי להבאת טכנולוגיות כאלה בסופו של דבר לטיפול קליני כחלק מפלטפורמה גנטית רחבה יותר – ערימה מלאה של 'אופטימיזציה גנטית'", כתבה קייטלין גאלכר, ראש תקשורת ב- Nucleus Genomics, בדואר אלקטרוני.
פיודור אורנוב, גנטיקאי מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, שלא היה מעורב במחקר, אמר שהתוצאות תואמות מחקרים קודמים של עריכת בסיס בתאים חיים.
אבל הסיכוי להשתמש בשיטה על עוברים היה חדש ומסוכן כאחד, אמר אורנוב.
בהפריה חוץ גופית רגילה, עוברים נבדקים לאיתור מומים גנטיים.
זה היה הרבה יותר הגיוני, הוא טען, מאשר לפנות לטכניקה חדשה עם כל כך הרבה שאלות פתוחות.
"האם אנחנו עושים את מה שעשינו בבטחה וביעילות 15 מיליון פעמים מאז 1978, או שבמקום זאת אנחנו מנסים משהו שלעולם לא נוכל באמת להוריד מהסיכון, והסיכונים ברורים?" הוא שאל.
אורנוב שיער שהשיטה החדשה, לאחר שתשתכלל, תפנה לאנשים שלא רק רוצים לטפל במחלות תורשתיות, אלא לשפר תכונות על ידי הנדסת עוברים.
"מה שהם באמת עושים זה לספק ל'משפרי התינוקות' מדריך הוראות לגיחות מעבר לחיוורון האתי", כתב אורנוב בדואר אלקטרוני.
אם מישהו באמת יכול לשנות תינוקות בדרך זו עדיין לא נקבע. תכונות אנושיות רבות מושפעות ממאות, או אלפי גנים.
אגלי ציין שככל שמדענים מנסים לשכתב יותר גנים בעובר בודד, כך גדל הסיכון שהם ייכשלו.
"אני חושב שאפשר לשלב שלושה או ארבעה, אולי אפילו חמישה, אבל אני חושב שיש גבול", אמר. "היכן נמצא הגבול הזה נותר לקבוע." זמנים חדשים