Українська вчена Оксана Півень: «Ми плануємо розробити новий підхід, який би допоміг відновлювати та покращувати функцію серця після інфаркту»

Українська вчена Оксана Півень: «Ми плануємо розробити новий підхід, який би допоміг відновлювати та покращувати функцію серця після інфаркту»

Які перспективи технології редагування генів і чи можна завдяки коригуванню способу життя досягти довголіття? Про це в інтерв’ю для Biohacking Conference Kyiv розповіла докторка біологічних наук Оксана Півень.

Оксана – провідна наукова співробітниця відділу генетики людини в Інституті молекулярної біології та генетики НАН України. Вивчає молекулярні механізми в серці та проводить дослідження у сфері генетики людини. Залучена до наукової роботи, яка пов’язана з перепрограмуванням клітин і застосуванням технології CRISPR.

Докладніше про перспективи та можливості технології CRISPR/Cas, а також чинники, що впливають на тривалість життя людини, – далі в інтерв’ю.

Інтерв’юер: Biohacking Conference Kyiv (BCK)

Респондент: Оксана Півень (О. П.)

BCK: Розкажіть про результати вашого дослідження щодо вивчення генів, принципових для роботи серця.

О. П.: Якщо коротко, то під час дослідження ми дізналися про нові функції цих генів. Це фундаментальна праця, яка дала нам змогу зрозуміти, наскільки такі гени важливі для розвитку ембріонального серця та його роботи вже в дорослому організмі.

BCK: У чому полягає суть вашої наукової роботи, пов’язаної з перепрограмуванням клітин і застосуванням технології CRISPR? На якому етапі перебуває дослідження?

О. П.: Суть нашої роботи полягає в тому, що ми плануємо розробити новий підхід, який би допоміг відновлювати та покращувати функцію серця після інфаркту.

Ми сподіваємося, що завдяки CRISPR/Cas-стратегії нам вдасться змусити фібробласти – клітини сполучної тканини,[p1] які заміщають загиблі після інфаркту кардіоміоцити, – стати подібними до кардіоміоцитів. Іншими словами, ми перепрограмуємо клітини на іншу роботу, і вони функціонуватимуть, підтримуватимуть функцію серця так, як це роблять кардіоміоцити.

Зараз дослідження перебувають на етапі експериментальної роботи. Поки ми працюємо на моделях щурів. Ми відбираємо, тестуємо, клонуємо гайд-РНК. Перевіряємо їх в ізольованих клітинах щура.

BCK: Які перспективи технології редагування генів?

О. П.: Перспективи технології колосальні. І вже сьогодні вони використовуються: починаючи від сільського та народного господарства й закінчуючи медициною, яка стосується людини.

Завдяки технології редагування генів створюють нові організми з покращеними властивостями, те, що стосується ГМО рослин і тварин. Наприклад, у США організми, створені за допомогою CRISPR/Cas, тобто модифіковані, не будуть прирівнюватися до ГМО, оскільки в них не були внесені чужі гени, а була викликана мутація власного гена. Це означає, що сталося те, що могло трапитися в природі спонтанно, просто ми прискорюємо цей процес.

Найімовірніше, Китай прийде до такого ж рішення, як і США. ЄС також зараз переглядає своє ставлення до організмів, що утворені за допомогою CRISPR/Cas. Вони викликають вже менше побоювань.

Якщо ми говоримо про сільське господарство, то в організмів, які були створені за допомогою технології CRISPR/Cas, набагато більше шансів швидше вийти в народне господарство та потрапити до нас на стіл, бо з погляду біоетики вони викликають менше побоювань. [p2]

Крім того, це, звісно, створення основ для розвитку трансплантації органів. Наприклад, у межах досліджень компанії Qihan Biotech у Ханчжоу, яка тісно співпрацює зі стартапом eGenesis із Кембриджа,[АБ3] створюють генетично модифікованих свиней, які можуть бути потенційними інкубаторами органів людини. Зараз це найбільш просунуті та вдосконалені генною [p4] інженерією свині. Вони мають змішану, гібридну імунну систему – наполовину людську, наполовину свинячу. Це повинно зменшити потенційне навантаження на імунну систему реципієнта – людини, яка отримає органи від таких тварин.

Цей напрям активно розвивається. І мова йде вже про регенеративну медицину та трансплантологію. Якщо згадати, що в кожній країні наявні колосальні листи очікування пацієнтів на пересадку нирок, серця та інших органів, то це важливий напрям.

Також технологія редагування генів перспективна з погляду терапії вірусних інфекцій: СНІДу, вірусу Епштейна – Барр та інших. Уже є досить цікаві попередні дані, які показують, що можна ефективно застосовувати технологію, щоб подолати ці вірусні інфекції, зменшити їхнє навантаження на організм і поліпшити стан пацієнтів. І, звісно, в галузі онкології відбувається дуже багато проривів і цікавих речей.

BCK: Ще у 2017 році біохакер Джошуа Зейнер зробив спробу самостійного редагування генів. Наскільки це безпечно?

О. П.: Я вважаю, що це бездумно. Тим паче, він зробив це кілька років тому, коли CRISPR була досліджена набагато гірше, коли її off-target-ефект був вищим. Це зараз ми знаємо, що є дуже багато шляхів подолання off-target-ефекту, тобто помилок.

Справа в тому, що CRISPR не бездоганна система. Вона може помилятися. Наслідки цих помилок повністю непередбачувані, бо ми недосконало знаємо, як працює система і, відповідно, якими можуть бути наслідки її використання.

Тому я вважаю, що вчинок біохакера був невчасний і необачний.

BCK: Як ви оцінюєте перспективи використання CRISPR/Cas-технології для зміни генів дорослої людини й ембріонів?

О. П.: Якщо ми говоримо про редагування або зміну генів у дорослому організмі, то за допомогою CRISPR/Cas можна «вимкнути» ВІЛ, вірус Епштейна – Барр, редагувати клітини імунної системи, щоб вона краще розпізнавала злоякісні клітини організму та допомагала боротися з раком.

Це одна історія. Тут ми допомагаємо людині. Ми розробляємо те, що допоможе підвищити ефективність наявної терапії, поліпшити рівень і тривалість життя. Коли мова йде про велику, глобальну мету науки та медицини, то важко знайти заперечення, чому не варто використовувати цю технологію. Ба більше, якщо ми обговорюємо можливі негативні наслідки, досліджуємо ефект і намагаємося дати зважену оцінку.

Інше питання, чи варто застосовувати CRISPR та інші системи редагування геному, наприклад, TALEN, цинкові пальці, а також інші системи та їхнє поєднання для того, щоб маніпулювати генами на рівні ембріона. І це питання має розглядатися з іншої точки зору. Навіть якщо не брати до уваги його етичність, а дивитися з боку генетики, доцільності та біобезпеки для самого організму, ембріона та потенційно людини, яка з нього виросте, то тут потрібно все дуже ретельно зважувати.

CRISPR/Cas має off-target-ефект і може робити помилки. І ми не знаємо, якими можуть бути наслідки цих помилок для відредагованого ембріона та потенційно людини. Невідомо, які мутації ми можемо внести додатково, як це вплине на тривалість життя людини, на стан її здоров’я та багато іншого.

Крім того, застосовуючи CRISPR/Cas-систему, ми підвищуємо рівень мозаїцизму в організмі. Зараз я навіть не кажу про створення дизайнерських дітей – наскільки це етично, морально та взагалі справедливо з погляду рівності всіх людей. Я зараз говорю тільки про генетику. Ми не знаємо, якій небезпеці піддаємо таких дітей.

Згадаймо приклад китайських малюків Нани та Лулу. По-перше, це діти з мозаїцизмом. По-друге, ген, який їм відредагували, з одного боку, дає генетичний імунітет проти СНІДу, проте паралельно він піддає їх різним небезпекам. Оскільки це важливий компонент імунної системи, підвищується чутливість до грипу, жовтої лихоманки, лихоманки Денге та безлічі інших захворювань.

Тому тут виникає питання: а чи доцільно було робити дітям мутацію, забезпечувати їм такий імунітет, натомість піддаючи їх зіткненню з багатьма відомими та невідомими проблемами. Водночас зараз є інші стратегії лікування та стримування вірусної інфекції, і люди, які страждають нею, можуть жити, розмножуватися та добре себе почувати довгі роки.

Тому важливо знати функцію кожного гена, зв’язок між функцією та структурою гена, функціями генів та ембріональним розвитком, адже кожен із них може мати різні особливості функціонування у різних тканинах та у різних процесах онтогенезу.[p5]

Потрібно зважати й на непросту регуляцію функції генів, зміна яких може призвести до небажаних наслідків, здатних переважити явне добро, яке ми робимо за допомогою систем редагування геному.

BCK: Чи можна за допомогою коригуванню способу життя змінити свої гени?

О. П.: Такі поняття, як стан здоров’я, інтелект, розумова діяльність, когнітивні функції, талант, креативність, залежать від багатьох чинників. Якщо ми говоримо тільки про інтелект, то є понад 100 генів, які пов’язані з функцією нейронів.

Те ж саме зі здоров’ям. На його стан впливає рівень мітохондріальних генів, стан мітохондрій тощо. Іншими словами, це тисячі генів, які впливають на те, як проходитиме метаболізм у клітинах людини, чи є в неї якісь мутації – які впливатимуть негативно на такі основні показники.

Наприклад, одиночні нуклеотидні замінники можуть бути причиною виникнення раку. В однієї людини є такий варіант гена, в іншого – немає. Той, у якого є такий варіант гена, має більіш шанси отримати рак молочної залози. Згадаймо приклад Анджеліни Джолі, яка видалила молочні залози, коли з’ясувала, що в неї є такі варіанти генів, а її мати, бабуся та тітка страждали від цього захворювання.

Однак наявність подібних генів не означає, що ви помрете від раку грудей. Наприклад, на вас може впасти цеглина, статися інсульт або ви можете померти від чогось іншого.

По суті, це складні речі, які залежать від різних чинників: генетики, того, де ви працюєте і як про себе піклуєтеся. У вас може бути поганий генетичний бекграунд, і ваші рідні не прожили понад 65 років. Але якщо ви перестанете палити та зловживати алкоголем, будете висипатися, нормально харчуватися, дотримуватися відомих концепцій поліпшення самопочуття, наприклад, не переїдатимете й не вживатимете багато цукру, то отримаєте результат. Ті 65 років життя, які, можливо, у вас обмежені генетично, ви зможете продовжити на 10 або 20 років. Усе залежить від того, як ви будете про себе піклуватися. Але самі гени ви не скоректуєте, бо їхня структура не зміниться.

Ви можете змінити навантаження патернів поведінки, таких як вживання важкої їжі, куріння. Усунувши це навантаження, ви зможете прожити довше. А іншій людині пощастило, бо в неї хороший геном. Вона може не дотримуватися здорового способу життя та в результаті однаково проживе довше вас.

BCK: Чи можливо з наукової точки зору продовжити життя до 200 і більше років?

О. П.: Я не вважаю, що зараз можна продовжити життя до 200, 250 років. На мою думку, у нас є багато обмежень. Наші клітини не можуть жити вічно, вони вмирають. Із кожним поділом клітини наші хромосоми стають коротшими тощо.

Я думаю, що до 100 з гаком років жити можна. Люди й зараз так живуть. Ми можемо вдосконалити систему медицини, діагностики, забезпечити сучасніші протоколи лікування, можемо поліпшити самопочуття людей і тривалість їхнього життя.

Але для мене важливіше не просто дожити до 100 років, а прожити їх якісно і водночас нормально себе почувати. І якщо ми можемо забезпечити такий стан організму, то це класно і це варто робити.

З іншого боку, я не бачу сенсу жити вічно або до 200, 250 років. Мені здається, що це буде трошки нудно. А може, й ні.

BCK: Про що розповісте на Biohacking Conference Kyiv?

О. П.: Я розповім про систему CRISPR/Cas, про те, як вона працює, який потенціал має для людей. Поясню, як завдяки цій системі можна допомогти подолати дуже неприємні захворювання, такі як рак, деякі генетичні хвороби, наприклад, міодистрофію Дюшена тощо.


Оксана виступить на Biohacking Conference Kyiv. Вона представить доповідь на тему «Технологія редагування геному CRISPR».

Програма та деталі події >>>

Оцініть цю новину:
(60 голосів, середнє 4.31 із 5.)

Придбати квиток
Підпишіться і дізнайтеся першим про топових спікерів і головні новини конференції