Украинская ученая Оксана Пивень: «Мы планируем разработать новый подход, который бы помог восстанавливать и улучшать функцию сердца после инфаркта»

Украинская ученая Оксана Пивень: «Мы планируем разработать новый подход, который бы помог восстанавливать и улучшать функцию сердца после инфаркта»

Каковы перспективы технологии редактирования генов и можно ли с помощью корректировки образа жизни достичь долголетия? Об этом в интервью для Biohacking Conference Kyiv рассказала доктор биологических наук Оксана Пивень.

Оксана – ведущий научный сотрудник отдела генетики человека в Институте молекулярной биологии и генетики НАН Украины. Изучает молекулярные механизмы в сердце и проводит исследования в области генетики человека. Задействована в научной работе, которая связана с перепрограммированием клеток и применением технологии CRISPR.

Подробнее о перспективах и возможностях технологии CRISPR/Cas, а также факторах, влияющих на продолжительность жизни человека, – далее в интервью.

Интервьюер: Biohacking Conference Kyiv (BCK)

Респондент: Оксана Пивень (О. П.)

BCK: Расскажите о результатах вашего исследования, касающегося изучения генов, принципиальных для работы сердца.

О. П.: Если коротко, то в ходе исследования мы узнали о новых функциях данных генов. Это фундаментальная работа, которая позволила нам понять, насколько такие гены важны для развития эмбрионального сердца и его работы уже во взрослом организме.

BCK: В чем заключается суть вашей научной работы, связанной с перепрограммированием клеток и применением технологии CRISPR? На каком этапе находится исследование?

О. П.: Суть нашей работы заключается в том, что мы планируем разработать новый подход, который бы помог восстанавливать и улучшать функцию сердца после инфаркта.

Мы надеемся, что с помощью CRISPR/Cas-стратегии нам удастся заставить фибробласты – клетки соединительной ткани, которые замещают погибшие после инфаркта кардиомиоциты, – стать подобными кардиомиоцитам. Другими словами, мы перепрограммируем клетки на другую работу, и они будут функционировать, поддерживать функцию сердца так, как это делают кардиомиоциты.

Сейчас исследование находится на этапе экспериментальной работы. Пока мы работаем на моделях крыс. Мы отбираем, тестируем, клонируем гайд-РНК. Проверяем их в изолированных клетках крысы.

BCK: Каковы перспективы технологии редактирования генов?

О. П.: Перспективы технологии колоссальные. И уже сегодня они используются: начиная от сельского и народного хозяйства и заканчивая медициной, которая касается человека.

С помощью технологии редактирования генов создают новые организмы с улучшенными свойствами, то, что касается ГМО растений и животных. Например, в США организмы, созданные с помощью CRISPR/Cas, то есть модифицированные, не будут приравниваться к ГМО, поскольку в них не были внесены чужие гены, а была вызвана мутация собственного гена. Это значит, что произошло то же, что могло случиться в природе спонтанно, просто мы ускоряем этот процесс.

Скорее всего, Китай придет к такому же решению, как и США. ЕС также сейчас пересматривает свое отношение к организмам, образованным с помощью CRISPR/Cas. Они вызывают уже меньше настороженности.

Если мы говорим о сельском хозяйстве, то у организмов, которые были созданы при помощи технологии CRISPR/Cas, гораздо больше шансов быстрее выйти в народное хозяйство и попасть к нам на стол, потому что с точки зрения биоэтики они вызывают меньше опасений.

Кроме того, это, конечно, создание основ для развития трансплантации органов. Например, в рамках исследований компании Qihan Biotech в Ханчжоу, которая тесно сотрудничает со стартапом eGenesis из Кембриджа, создают генетически модифицированных свиней, которые могут быть потенциальными инкубаторами органов человека. На сегодня это самые продвинутые и усовершенствованные с помощью генной инженерии свиньи. Они имеют смешанную, гибридную иммунную систему – наполовину человеческую, наполовину свиную. Это должно уменьшить потенциальную нагрузку на иммунную систему реципиента – человека, который получит органы от таких животных.

Это направление активно развивается. И речь идет уже о регенеративной медицине и трансплантологии. Если вспомнить, что в каждой стране существуют колоссальные листы ожидания пациентов на пересадку почек, сердца и других органов, то это важное направление.

Также технология редактирования генов перспективна с точки зрения терапии вирусных инфекций: СПИДа, вируса Эпштейна – Барр и других. Уже есть довольно интересные предварительные данные, которые показывают, что можно эффективно применять технологию, чтобы преодолеть эти вирусные инфекции, уменьшить их нагрузку на организм и улучшить состояние пациентов. И, конечно, в области онкологии делается очень много прорывов и интересных вещей.

BCK: Еще в 2017 году биохакер Джошуа Зейнер сделал попытку самостоятельного редактирования генов. Насколько это безопасно?

О. П.: Я считаю, что это очень бездумно. Тем более, он сделал это несколько лет назад, когда CRISPR была исследована гораздо хуже, когда ее off-target-эффект был выше. Это сейчас мы знаем, что есть очень много путей преодоления off-target-эффекта, то есть ошибок.

Дело в том, что CRISPR не безупречная система. Она может ошибаться. Последствия этих ошибок полностью непредсказуемые, потому что мы несовершенно знаем, как работает система и, соответственно, какими могут быть последствия ее использования.

Поэтому я считаю, что поступок биохакера был несвоевременный и опрометчивый.

BCK: Как вы оцениваете перспективы использования CRISPR/Cas-технологии для изменения генов взрослого человека и эмбрионов?

О. П.: Если мы говорим о редактировании или изменении генов во взрослом организме, то с помощью CRISPR/Cas можно «выключить» ВИЧ, вирус Эпштейна – Барр, редактировать клетки иммунной системы, чтобы она лучше распознавала злокачественные клетки организма и помогала бороться с раком.

Это одна история. Здесь мы помогаем человеку. Мы разрабатываем то, что поможет повысить эффективность имеющейся терапии, улучшить уровень и продолжительность жизни. Когда речь идет о большой, глобальной цели науки и медицины, то трудно найти возражения, почему не стоит использовать данную технологию. Тем более, если мы обсуждаем возможные негативные последствия, исследуем эффект и стараемся дать взвешенную оценку.

Другой вопрос, стоит ли применять CRISPR и другие системы редактирования генома, например, TALEN, цинковые пальцы, а также другие системы и их сочетания для того, чтобы манипулировать генами на уровне эмбриона. И этот вопрос должен рассматриваться с иной точки зрения. Даже если не брать во внимание его этичность, а смотреть со стороны генетики, целесообразности и биобезопасности для самого организма, эмбриона и потенциально человека, который из него вырастет, то здесь нужно все очень тщательно взвешивать.

CRISPR/Cas имеет off-target-эффект и может делать ошибки. И мы не знаем, какими могут быть последствия этих ошибок для отредактированного эмбриона и потенциально человека. Неизвестно, какие мутации мы можем внести дополнительно, как это скажется на продолжительности жизни человека, на состоянии его здоровья и многом другом.

Кроме того, применяя CRISPR/Cas-систему, мы повышаем уровень мозаицизма в организме. Сейчас я даже не говорю о создании дизайнерских детей – насколько это этично, морально и вообще справедливо с точки зрения равенства всех людей. Я сейчас говорю только о генетике. Мы не знаем, какой опасности подвергаем таких детей.

Вспомним пример китайских малышей Наны и Лулу. Во-первых, это дети с мозаицизмом. Во-вторых ген, который им отредактировали, с одной стороны, дает генетический иммунитет против СПИДа, однако параллельно он подвергает их разным опасностям. Поскольку это важный компонент иммунной системы, повышается чувствительность к гриппу, желтой лихорадке, лихорадке Денге и множеству других заболеваний.

Поэтому здесь возникает вопрос: а целесообразно ли было делать детям мутацию, обеспечивать им такой иммунитет, взамен подвергая их столкновению со многими известными и неизвестными проблемами. При этом сейчас есть другие стратегии лечения и сдерживания вирусной инфекции, и люди, страдающие ею, могут жить, размножаться и хорошо себя чувствовать долгие годы.

Поэтому важно знать функцию каждого гена, связь между функцией и структурой гена, функциями генов и эмбриональным развитием, потому как каждый из них может иметь разные особенности функционирования в различных тканях и в разных процессах онтогенеза.

Нужно иметь в виду и непростую регуляцию функции генов, изменение которых может привести к нежелательным последствиям, способным перевесить явное добро, которое мы делаем при помощи систем редактирования генома.

BCK: Можно ли с помощью корректировки образа жизни изменить свои гены?

О. П.: Такие понятия, как состояние здоровья, интеллект, умственная деятельность, когнитивные функции, талант, креативность, зависят от многих факторов. Если мы говорим только об интеллекте, то есть более 100 генов, которые связаны с функцией нейронов.

То же касается и здоровья. На его состояние сказывается уровень митохондриальных генов, состояние митохондрий и т. д. Другими словами, это тысячи генов, которые влияют на то, как будет проходить метаболизм в клетках человека, есть ли у него какие-то мутации.

К примеру, одиночные нуклеотидные заменители могут быть причиной возникновения рака. У одного человека есть такой вариант гена, у другого – нет. Тот, у которого есть такой вариант гена, на 60% больше рискует получить рак молочной железы. Вспомним пример Анджелины Джоли, которая удалила молочные железы, когда выяснила, что у нее есть такие варианты генов, а ее мать, бабушка и тетя страдали от этого заболевания.

Однако наличие таких генов не означает, что вы умрете от рака груди. Например, на вас может упасть кирпич, случиться инсульт либо вы можете умереть от чего-то другого.

По сути, это сложные вещи, которые зависят от разных факторов: генетики, того, где вы работаете и как о себе заботитесь. У вас может быть плохой генетический бэкграунд, и ваши родные не прожили более 65 лет. Но если вы исключите курение и злоупотребление алкоголем, будете высыпаться, нормально питаться, придерживаться известных концепций улучшения самочувствия, например, не переедать и не есть много сахара, то получите результат. Те 65 лет жизни, которые, возможно, у вас ограничены генетически, вы сможете продлить на 10 или 20 лет. Все зависит от того, как вы будете о себе заботиться. Но сами гены вы не скорректируете, потому что их структура не изменится.

Вы можете изменить нагрузку паттернов поведения, таких как употребление тяжелой пищи, курение. Устранив эту нагрузку, вы сможете прожить дольше. А другому человеку повезло, потому как у него хороший геном. Он может не придерживаться здорового образа жизни и в итоге все равно проживет дольше вас.

BCK: Возможно ли с научной точки зрения продлить жизнь до 200 и более лет?

О. П.: Я не считаю, что сейчас можно продлить жизнь до 200, 250 лет. По моему мнению, у нас есть много ограничений. Наши клетки не могут жить вечно, они умирают. С каждым делением клетки наши хромосомы становятся короче и т. д.

Я думаю, что до 100 с лишним лет жить можно. Люди и сейчас так живут. Мы можем усовершенствовать систему медицины, диагностики, обеспечить более современные протоколы лечения, можем улучшить самочувствие людей и продолжительность их жизни.

Но для меня более важно не просто дожить до 100 лет, а прожить их качественно, нормально себя чувствуя. И если мы можем обеспечить такое состояние организма, то это классно и это стоит делать.

С другой стороны, я не вижу смысла жить вечно или до 200, 250 лет. Мне кажется, что это будет немножко скучно. А может, и нет.

BCK: О чем расскажете на Biohacking Conference Kyiv?

О. П.: Я расскажу о системе CRISPR/Cas, о том, как она работает, какой имеет потенциал для людей. Объясню, как с помощью этой системы можно помочь преодолеть очень неприятные заболевания, такие как рак, некоторые генетические болезни, например, миодистрофию Дюшенна и т. д.


Оксана выступит на Biohacking Conference Kyiv. Она представит доклад на тему «Технология редактирования генома CRISPR». 

Программа и детали события >>>

Оцените, пожалуйста новость:
(94 голоса, среднее 4.3 из 5.)

Купить билет
Подпишитесь и узнайте первым о топовых спикерах и главных новостях конференции