Геном под редакцией

Федеральная служба по интеллектуальной собственности выдала группе Дениса Ребрикова из Национального медицинского исследовательского центра имени Кулакова патент на «Способ редактирования гена GJB2» в клетках человека. Речь идет об одном из генов, вызывающих глухоту.

Патент на «Способ редактирования гена GJB2 для исправления патогенного варианта c.del35G в клетках человека, культивируемых in vitro» выдан в сентябре прошлого года. Денис Ребриков, один из авторов изобретения, директор Института трансляционной медицины Национального медицинского исследовательского центра имени Кулакова, заявил «Ведомости. Инновации и технологии», что к практическому применению технологии все готово. «Никаких технических проблем нет, мы постоянно проводим эксперименты по этому направлению с клетками человеческих тканей in vitro, и у нас не возникло ни нежелательных мутаций при редактировании, ни мозаицизма, – говорит Ребриков. – Проблемой, останавливающей дальнейшее продвижение, является даже не правовая ситуация, а отсутствие глухой пары, желающей зачать ребенка без глухоты. Приведите мне такую пару – и можно будет начать работу. А чтобы вести речь о преодолении правовых ограничений, нужно сперва найти тех, кто желает такого преодоления».

Ключевая технология всего рынка редактирования генома в наши дни – это CRISPR/Cas9, появившаяся в 2012 г. Несмотря на ее относительную молодость, она уже дает коммерческие плоды: в 2021 г. на японский рынок вышли томаты с повышенным уровнем гамма-аминомасляных кислот, полученные редактированием по методу CRISPR/Cas9.

Многие эксперты оценивают перспективы технологии скептически. Они отмечают, что даже такая продвинутая система редактирования генома, как CRISPR/Cas9, допускает довольно высокий процент мутаций у редактируемой ДНК, ведет к мозаицизму – ситуации, когда ДНК разных клеток организма отличается друг от друга, – и другим нежелательным явлениям. Возможно, поэтому коммерческий продукт тут пока один, и тот только для японского рынка. Логично, что в такой ситуации высказывается мысль, что хайпа здесь больше, чем реальных бизнес-кейсов. Те же томаты с гамма-аминомасляной кислотой тоже иной раз объясняют стремлением «хайпануть» на модной теме: у человека со стандартным питанием нет дефицита этого соединения, да и в обычных томатах его довольно много.

Громкое начало

Еще в 2019 г. Денис Ребриков в интервью Nature объявил о своем намерении пересадить в матку женщины эмбрионы людей с отредактированной по технологии CRISPR/Cas9 ДНК. Однако и тогда, и даже в 2020–2021 гг. реакция властей на подобные заявления оставалась, мягко говоря, сдержанной. Роспатент отказал в соответствующем патенте стартапу, в котором Ребриков играл роль научного хедлайнера, основываясь как раз на том, что по статье 1349 Гражданского кодекса объектом патентных прав не может стать процедура генетической целостности клеток зародышевой линии человека.

Идея Ребрикова перекликалась с инициативой Цзянькуя Хэ – китайского ученого, ранее севшего в тюрьму за попытку сделать неуязвимыми к ВИЧ девочек-близняшек (у ВИЧ-инфицированных родителей) еще на стадии эмбрионов, за счет редактирования их генома. Лаборатории Ребрикова удалось показать, что в пяти случаях из восьми отредактированные ею человеческие эмбрионы в теории имеют повышенную устойчивость к ВИЧ.

Многие отраслевые наблюдатели, включая председателя этического комитета Минздрава Сергея Куцева, отмечали, что острой необходимости в таких непростых экспериментах в ВИЧ-теме просто нет. Сегодня медицина и без редактирования генов позволяет ВИЧ-инфицированным родителям рожать здоровых детей почти в 100% случаев.

Натолкнувшись на серьезное сопротивление по этой линии, группа Ребрикова решила перейти от темы ВИЧ к более однозначной – удалению из клеток эмбрионов человека генов, вызывающих глухоту, чтобы в итоге избавить будущих детей, зачатых по процедуре ЭКО, от этой проблемы.

Особо важный момент: здесь в отличие от ситуации с ВИЧ российские биотехнологи шли по принципиально новому направлению. До них такие эксперименты никто не планировал. И если о том, насколько нужны томаты с избытком той или иной кислоты, спорить можно, то излечение от глухоты выглядит бесспорным благом, причем благом коммерциализируемым.

Осознанная необходимость

Как отмечает профессор Сколтеха Константин Северинов, текущее состояние технологий CRISPR/Cas9 вряд ли позволяет говорить о ее коммерческом применении в редактировании генома эмбрионов человека: «Это просто незаконно, такие опыты запрещены сейчас». По всему миру такое редактирование разрешено только в научных целях – и по достижении отредактированным эмбрионом пары недель он уничтожается.

«И это оправданно, потому что острой медицинской необходимости в том, что предложил Ребриков, не существует. Глухота не угрожает жизни человека, а последствия редактирования эмбриональной ДНК, риски для людей, которые должны родиться в результате такой процедуры, предсказать невозможно. Вряд ли Ребриков готов взять эти риски на себя. Даже если CRISPR-редактор «кусает» ДНК только там, где надо, сам факт «раскуса», разрыва ДНК в точке редактирования может приводить к нежелательным последствиям в клетке – в этом проблема. А доказать отсутствие таких нежелательных последствий практически невозможно», – продолжает Северинов.

Константин Северинов отмечает, что в России ситуация в том, что касается редактирования геномов, ничем принципиально не отличается от иных юрисдикций. Патенты в этой области вовсе не означают самой возможности беспроблемного использования технологии CRISPR/Cas9 «уже завтра».

«Как автор большого количества российских патентов, которые сделаны во исполнение различных контрактных обязательств, могу сказать, что цена таким патентам чаще всего невелика. Сами по себе патенты вообще ничего не значат, это кусок бумаги. Лицензированные патенты важнее, но покупка лицензии также не означает, что будет получен практически важный результат», – говорит Северинов.

В целом «от российских патентов в области генного редактирования до практического создания отредактированных животных или растений и их внедрения – дорога в тысячу ли», заключает ученый.

Заметный коммерческий потенциал есть у генного редактирования в определенных тканях человека. Например, для успешной пересадки костного мозга требуется иммуносовместимый донор, поиски которого могут занимать долгое время, рассказывает Северинов. Забрав у человека, больного раком крови, клетки его собственного костного мозга, отредактировав их и «приведя их в норму», можно подсадить их обратно. Очевидно, что в таком случае проблемы иммуносовместимости нет, ведь пациенту подсаживаются его собственные клетки. В таких подходах налицо ясная медицинская цель: человек, у которого нет работающего костного мозга, может умереть, а совместимого донора иной раз найти не удается.

«Нечеловеческий» потенциал и трудности роста

В области, не связанной с геномом человека, ситуация с потенциальным коммерческим применением заметно лучше. В Институте Эрнста еще в 2021 г. проводили ряд экспериментов по редактированию генома теленка и ведут работы над получением животных, в чьем молоке нет белка бета-лактоглобулина, вызывающего аллергию. Такое гипоаллергенное молоко в теории может пользоваться существенным спросом.

«Это пример хорошо отработанного совмещения технологии эмбрионального CRISPR-редактирования с ЭКО для животных», – комментирует Константин Северинов. Ключевое отличие с опытами с эмбрионами человека очевидно: «Если у отредактированного животного возникли какие-то непредвиденные проблемы, это не трагедия. В случае человека это, очевидно, не так».

Проблемы на пути к коммерциализации редактирования генома в России не ограничиваются обозначенными выше общемировыми «технологическими» сложностями. Константин Северинов перечисляет еще ряд: «Есть проблема с организацией российской науки – она просто плохо организована на сегодня. Значительно хуже после 2022 г. стала доступность приборов и, главное, реагентов, необходимых для работ в этой области».

Наконец, проблема и в кадрах. «Российская наука маленькая, здесь мало людей, которые квалифицированно работают в этом направлении. Если в мире по теме CRISPR опубликованы десятки тысяч статей в рецензируемых научных журналах, то в нашей стране их лишь несколько сотен, а статей, опубликованных отечественными авторами без зарубежных партнеров, – меньше сотни. Для расширения работ в этой области потребуется подготовка кадров, это длительный процесс».

Это не хайп

Северинов не разделяет пессимизма в отношении CRISPR. «Эта область возникла только в 2012 г. Поскольку мы говорим о принципиально новой технологии, за это время она просто не могла успеть дать массовых и успешных коммерческих продуктов. В настолько сложных областях иначе просто не бывает».

И дело не только в том, что в этой области уже работают на коммерческой основе тысячи сотрудников множества стартапов в США и Китае (основные центры разработки этой технологии). Стоит помнить и о том, что в сельском хозяйстве первые коммерческие результаты уже есть или находятся на финальных стадиях испытаний. Яблоки, не темнеющие на воздухе, или томаты, обогащенные по гамма-аминомасляной кислоте, – это только верхушка айсберга.

Наконец, у CRISPR есть много применений, которые заранее вообще сложно спрогнозировать. Многие терапии для людей – то же повышение совместимости пересаженных тканей – без этой платформы просто не могли быть разработаны.

Наконец, у CRISPR-редактирования есть много применений, которые сами по себе не приводят к коммерческим продуктам, но открывают совершенно новые научные и практические горизонты Например, так называемые CRISPR-скрининги позволяют быстро и эффективно выявлять ранее неизвестные функции генов. В вышедшей в мае 2023 г. в журнале Nature работе с помощью CRISPR-скрининга удалось обнаружить гены, отвечающие за устойчивость к яду бледной поганки, и на основе этого знания найти эффективное противоядие. До этой работы противоядия против бледной поганки не было. Аналогичные подходы используются в сотнях лабораторий для нахождения новых, более эффективных лекарств, в том числе противораковых.