Эксперты наблюдают, как растет количество сложных генетических тестов, которые делают при отборе эмбрионов человека. Их цель — провести процедуру ЭКО с эмбрионом без генетических нарушений. «Хайтек» разбирается, это полезное или опасное нововведение.
Заранее знать все заболевания, рост и интеллектуальные способности ребенка — об этом мечтают родители, которые соглашаются провести генетический тест эмбриона перед ЭКО.
Как проходит такая процедура?
Сначала из человеческого эмбриона, который создали с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), извлекают клетку. Потом ее проверяют на наличие генетических нарушений.
По всему миру появляются компании, которые предлагают будущим родителям провести комплексное генетическое тестирование эмбрионов перед ЭКО. Эта тенденция тревожит генетиков, так и специалистов по биоэтике. Компании утверждают, что могут предсказать, будет ли у ребенка склонность к большинству распространенных заболеваний. В том числе тех, на которые влияют десятки или даже сотни генов. Дальше людям, которые проходят ЭКО, дают возможность выбрать эмбрион с, вероятно, низким риском развития заболеваний.
Почему генетики и специалисты по биоэтике против такой процедуры?
Потому что отбор эмбрионов на основе этих предсказаний — это процедура, которая научно не подтверждена. Более того, социальные последствия использования сложных генетических тестов для отбора эмбрионов еще не были полностью исследованы. Некоторые ученые выступают абсолютно против этой практики. Другие признают, что по мере накопления большего количества данных можно делать обоснованные выводы: тем не менее все сходятся на том, что эта процедура должна тщательно регулироваться.
В Nature Medicine в конце марта 2022 года было опубликовано исследование, в котором объясняются некоторые методы определения показателей полигенного риска. Это привлекло внимание ученых, но не развеяло их опасения.
Показатель полигенного риска — это оценка генетического риска, или же оценка по всему геному. Она отражает, на сколько человек генетически предрасположен к определенному признаку.
Как сегодня регулируются такие процедуры?
Некоторые органы здравоохранения по всему миру регулируют использование простого генетического тестирования наряду с ЭКО. Но это не распространенная практика. Цель этих тестов — снизить вероятность того, что родитель передаст своему будущему ребенку наследственное заболевание. В России нет специфических регламентирующих актов для генетических тестов, которые сильно отличаются по многим процедурам от простых биохимических. В результате часть генетических тестов оказывается под запретом, другая имеет фактически запретительные барьеры для создания лабораторий.
Обычно тестирование нужно, если у пациента есть редкие мутации в одном гене, которые приводят к разрушительным последствиям для здоровья. Например, в Великобритании Управление по оплодотворению и эмбриологии человека одобрило проведение тестов на более чем 600 наследственных заболеваний. В частности они направлены на поиск болезни Тея-Сакса и рака молочной железы, вызванных мутациями в генах BRCA1 и BRCA2.
Но наиболее распространенные заболевания, такие как диабет второго типа, связаны с мутациями не в одном гене, а во многих — потенциально даже в тысячах. Чтобы понять, как генетически предсказать такие заболевания, ученые анализируют последовательности ДНК у тысяч больных людей и сравнивают их с ДНК людей, которые здоровы. Затем эта информация преобразуется в общую оценку риска, по которой можно понять, каков риск развития этого расстройства.
Цель состоит в том, чтобы продолжить проводить генетические исследования на более широкой и глубокой выборке. Так показатели полигенного риска станут более точными и в конечном итоге их можно использовать для определения стратегий лечения и профилактики. Но есть консенсус, что предварительные результаты еще нельзя использовать за пределами научных исследований.
Что мы узнали о полигенном риске из последней научной работы?
В последнем исследовании авторы, большинство из которых работают в компаниях, занимающихся ЭКО или генетическим тестированием, пытались понять, как технически спрогнозировать точную последовательность генома на основе небольшого количества ДНК. Например, из одной или двух клеток эмбриона.
Авторы построили генетические последовательности для более чем 100 эмбрионов: они проанализировали сотни тысяч участков в геномах эмбрионов. Для этого использовали метод, который называется генотипирование. Для него нужно меньше ДНК, чем при секвенировании всего генома.
Затем они объединили эти данные с последовательностью всего генома родителей, чтобы заполнить остальные пробелы в ДНК. Дальше они сравнили реконструированный геном эмбриона с реальной последовательностью генома, которую взяли у родившегося ребенка.
Они определили правильную последовательность генома в местах, которые отвечают за диабет, некоторые виды сердечных заболеваний, несколько форм рака и аутоиммунных расстройств. Точность была 97–99%.
Если такие методы, возможно, работают, то почему генетики беспокоятся?
Есть много других проблем, связанных с этой практикой. Одна из них заключается в том, что оценки для тестирования эмбриона, разработаны на основе общегеномных исследований: в них использовали крупные образцы ДНК у людей только европейского происхождения. Сейчас эти данные пытаются диверсифицировать, но все равно эта информация основана на недостаточно разнообразной подгруппе людей. Даже среди белых европейцев показатели полигенного риска не всегда релевантны. Возможно, из-за того, что взаимодействия между генами до сих пор не полностью изучены.
Кроме того, ученые еще не до конца понимают, как отбор эмбрионов с более низким риском развития одного заболевания может повлиять на восприимчивость к другим болезням. Генетическая изменчивость может иметь ряд последствий — это явление, известное как плейотропия. Оно означает, что последовательность ДНК, связанная с полезной характеристикой, также может увеличить риск возникновения вредной.
Многие из этих полигенных показателей прогнозируют риск развития расстройств, которые возникают в более позднем возрасте. Но они не учитывают потенциальные изменения в окружающей среде, которые могут произойти за это время, а также новейшие методы лечения, которые появляются.
Кроме этого, такие процедуры могут привести к ненужному разрушению жизнеспособных эмбрионов: женщине придется пройти дополнительные циклы стимуляции яичников, чтобы собрать больше яйцеклеток.
Пока научное сообщество изучает потенциальные проблемы и возможности такой процедуры. По своей сложности оценки полигенного риска также могут помочь узнать не только о потенциальном риске для здоровья, но и о росте или интеллекте. Но сейчас информации недостаточно, чтобы разработать релевантный тест, который поможет будущим родителям отбирать эмбрионы.
Читать далее:
Самое большое генеалогическое древо человечества показало историю нашего вида
Ученые поняли, почему тектонические плиты поднимаются и растут по мере таяния ледников
Физики воссоздали способности Т-1000 из «Терминатора-2» в лаборатории