De aankondiging van de Chinese onderzoeker He Jiankui beweerde de eerste gen-bewerkte baby's ter wereld te hebben gemaakt - tweelingen waarvan het genomen werd veranderd als embryo's met behulp van CRISPR-technologie - schudde de wetenschappelijke wereld en veroorzaakte een maalstroom van ethische controverse. Het experiment, als de uitkomst ervan wordt geverifieerd door peer review, zou CRISPR-gebruik bij mensen zeker verder brengen dan voorheen. Maar waar staan de CRISPR-baby's precies in het snel bewegende veld van genetische bewerking?
Zijn werk (dat nog niet is gepubliceerd in een peer-reviewed tijdschrift of onafhankelijk is geverifieerd) omvat het maken van embryo's van een gezonde moeder en HIV-positieve vader en het toepassen van het gen-bewerkingsprogramma CRISPR-Cas9 op die embryo's om het CCR5-gen te verwijderen, waardoor HIV cellen kan binnendringen. Die CRISPR-gemodificeerde embryo's leidden tot een zwangerschap en uiteindelijk de geboorte van tweelingmeisjes genaamd Lulu en Nana. Van een van de kinderen wordt gezegd dat ze beide functionele kopieën van het CCR5-gen missen, wat zou voorkomen dat ze ooit hiv oploopt, terwijl de andere een functionele kopie heeft, wat betekent dat ze mogelijk nog steeds het virus oploopt.
De geboorte van Lulu en Nana zou zeker een primeur zijn op het gebied van genenbewerking. Maar Kiran Musunuru, een cardioloog en geneticus aan de Perelman School of Medicine van de Universiteit van Pennsylvanië, die een voorlopig manuscript van het team van Hij voor de Associated Press beoordeelde, zegt dat hij aankondiging "op geen enkele manier een wetenschappelijke vooruitgang vertegenwoordigt" omdat "er niets was dat vorige verhinderde onderzoekers die menselijke embryo's hebben bewerkt hetzelfde te doen, behalve hun eigen ethiek en moraal. "
CRISPR (wat staat voor geclusterde, regelmatig tussenliggende korte palindromische herhalingen) is een genetisch materiaal dat voorkomt in bacteriën en andere prokaryoten dat kan worden gebruikt om specifieke DNA-tribunes te targeten. De technologie werkt door een zorgvuldig geprogrammeerde RNA-streng in een cel te introduceren. Het RNA kan een doelwitsequentie van DNA lokaliseren en, met behulp van een enzym (meestal Cas9), het DNA op de aangewezen plek knippen. De eigen DNA-herstelmechanismen van de cel repareren de breuk, waardoor een deel van de genetische sequentie wordt verwijderd, en onderzoekers kunnen ook een gewenste DNA-streng in de cel toevoegen die wordt ingeruild voor het net afgeknipte gen.
In 2012 heeft een team van wetenschappers onder leiding van Jennifer Doudna van de Universiteit van Californië, Berkeley en Emmanuelle Charpentier, nu van het Max Planck Institute, (en bijna tegelijkertijd, de Litouwse onderzoeker Virginijus Siksnys) CRISPR-reeksen gebruikt om te knippen en te bewerken prokaryotisch of eencellig DNA. Een half jaar later, verschillende wetenschappers, beginnend met Feng Zhang van het Brede Instituut en George Church van Harvard, pionierden een manier om CRISPR te gebruiken om meercellig DNA te bewerken, ook bij mensen.
De studies brachten een revolutie teweeg in genbewerking. De eenvoud en efficiëntie van CRISPR blies eerdere technieken uit het water.
De eerste CRISPR-doorbraak in menselijke embryo's kwam in 2015, toen de Chinese wetenschappers Canquan Zhou en Junjiu Huang CRISPR gebruikten om een gen te verwijderen dat, wanneer gemuteerd, de bloedziekte beta-thalassemie veroorzaakt. Geen van de resulterende embryo's werd echter als succesvol beschouwd; ze vertoonden onbedoelde genetische bewerkingen evenals mozaïekisme, wat betekent dat de cellen niet uniform de CRISPR-geïnduceerde veranderingen aannamen. In een cruciaal onderscheid met Hij's werk, gebruikten Zhou en Huang tripronucleaire zygoten (één ei, twee sperma) in hun onderzoek, dat zich niet had kunnen ontwikkelen tot volwassen mensen als ze in een baarmoeder waren geïmplanteerd.
Vorig jaar bouwde een team onder leiding van Shoukhrat Mitalipov van Oregon Health & Science University voort op het werk van Zhou en Huang en gebruikte het met succes CRISPR om een genetische variant uit embryo's te verwijderen die hypertrofische cardiomyopathie veroorzaakt, een dodelijke hartaandoening. De embryo's van Mitalipov waren levensvatbaar en misten de onbedoelde bewerkingen en het mozaïekwerk van eerdere experimenten, maar de onderzoekers lieten ze zich niet langer dan drie dagen ontwikkelen, waarna ze werden gescheiden en genetisch geanalyseerd. In een verklaring schreef Mitalipov dat Hij, anders dan zijn eigen onderzoek, “een normaal gen muteert en vervolgens de embryo's overbrengt om een zwangerschap tot stand te brengen, blijkbaar met weinig wetenschappelijk toezicht. De uitkomst van dit werk is onvoorspelbaar en mist de strengheid van een goed geplande klinische proef. ”
Verschillende wetenschappers die hebben geholpen bij het ontwikkelen van CRISPR-technologie hebben Hij gecensureerd, waarbij Zhang opriep tot een "moratorium op implantatie van bewerkte embryo's" totdat de technologie verder gaat. Church nam echter een meer gematigde houding aan, waarbij hij enkele van Zijn keuzes in twijfel trok, maar tegen de wetenschap zei: "Op een gegeven moment moeten we zeggen dat we honderden dierstudies hebben gedaan en we hebben nogal wat menselijke embryostudies gedaan."
CRISPR-technologie heeft een breed scala aan potentiële toepassingen, met name in de landbouw- en farmaceutische industrie. In de afgelopen jaren heeft CRISPR echter ook zijn weg gevonden naar klinisch onderzoek met een focus op preventie van menselijke ziekten.
In 2016 hebben Chinese wetenschappers baanbrekend werk gedaan als de eerste die door CRISPR bewerkte cellen in een mens injecteerde. De eerste vergelijkbare studie in de Verenigde Staten is momenteel aan het werven. Het heeft tot doel kankerpatiënten te helpen door hun T-cellen te verwijderen, aan te passen om ze effectiever te maken in de strijd tegen kankercellen en de gemodificeerde immuuncellen opnieuw in de bloedbanen van de patiënten te brengen. Een cruciaal verschil tussen deze manier van werken en het bewerken van embryo's, aldus hoofdonderzoeker Edward Stadtmauer, is dat "ex vivo" werk het aanbrengen van genetische veranderingen buiten het lichaam van de patiënt omvat en alleen in een specifiek type cel. Een verandering in embryonale cellen heeft daarentegen het potentieel om elke cel in het lichaam van de resulterende persoon te beïnvloeden, en deze "kiemlijn" -veranderingen zouden ook worden doorgegeven aan toekomstige nakomelingen.
Hij lijkt de furore over de geboortes van de tweeling te hebben verwacht. In een video op YouTube op de dag dat het nieuws uitbrak, zegt hij in het Engels: "Ik begrijp dat mijn werk controversieel zal zijn, maar ik geloof dat gezinnen deze technologie nodig hebben en ik ben bereid de kritiek op hen te nemen."
Hij Jiankui aan het woord op de tweede internationale top over bewerking van menselijk genoom, 28 november 2018. (Public Domain) Zoals voorspeld, is Zijn werk zowel door wetenschappers als ethici ontmoedigd. Een panel van de National Academy of Sciences heeft onlangs geconcludeerd dat kiembaanveranderingen bij mensen mogelijk zijn, "maar alleen na veel meer onderzoek om te voldoen aan de juiste risico / baten-normen", "onder strikt toezicht", en alleen om "dwingende redenen" zoals het toestaan van paren met erfelijke, onbehandelbare ziekten om gezonde kinderen te krijgen. Chinese richtlijnen, terwijl klinisch onderzoek dat “ethische of morele principes” schendt, verboden zijn, zijn dubbelzinnig. De Chinese vice-minister van Wetenschap en Technologie kenmerkte Hij echter wel als “schaamteloos” in strijd met de wet op de staatstelevisie.
Zijn werk, dat in het geheim werd uitgevoerd en geïdentificeerd als onderzoek voor 'ontwikkeling van AIDS-vaccin' in toestemmingsformulieren voor deelnemers, wordt nu gezamenlijk onderzocht door lokale gezondheids- en ethische autoriteiten. Bovendien heeft het Shenzen HarMoniCare-ziekenhuis, waarvan werd vermeld dat het de ethiek van het project had goedgekeurd, een verklaring uitgegeven waarin het zijn betrokkenheid ontkende.
Omdat het werk van Hij, hoewel ingediend bij een tijdschrift, nog niet door vakgenoten is beoordeeld en gepubliceerd, is het onmogelijk om te beoordelen of zijn genetische bewerking succesvol was. Musunuru zegt dat de gegevens die hij zag mozaïekvorming in ten minste één placenta en een off-target bewerking in één embryo (maar niet in placenta-monsters) aangaven. Zijn presentatie op de in Hong Kong gebaseerde gen-editing-top liet sommige collega's overtuigd van zijn resultaten, maar anderen hebben nog steeds vragen, volgens Nature .
Afgezien van de nauwkeurigheid van Hij beweert, hebben wetenschappers bredere bezorgdheid geuit omdat mensen zonder het CCR5-gen kwetsbaarder kunnen zijn voor andere ziekten zoals griep. Hij heeft ook rancune getrokken voor het gebruik van CRISPR wanneer er andere effectieve methoden bestaan waarmee HIV-positieve paren gezonde kinderen kunnen krijgen, zoals het "wassen" van sperma vóór in-vitrofertilisatie zonder enige genetische modificaties aan te brengen. Hij is echter een methode, waarbij het sperma wordt gewassen en de genen van de embryo's worden bewerkt, het potentieel heeft om kinderen te produceren die immuun zijn voor hiv. Maar natuurlijk brengt elke kiembaanbewerking een moeras van ethische vragen met zich mee, aangezien Lulu en Nana onbedoelde mutaties in hun genomen kunnen doorgeven als ze ervoor kiezen kinderen te krijgen.
Gezien de internationale opschudding, maken deskundigen zich ook zorgen dat de arrogante benadering van Hij een huiveringwekkend effect kan hebben op toekomstig onderzoek, wat mogelijk kan leiden tot vergelijkbare experimenten met protocol-plinten.
"Ik zou dit geen historische prestatie noemen, " zegt Musunuru. "Ik zou dit een historische ethische schending noemen."
