Ontwerpen van mensen: GGO-generatie

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Velen van ons worden geboren met eigenschappen die helpen om beter te concurreren in de samenleving: schoonheid, intelligentie, spectaculaire verschijning of fysieke kracht. Door de vooruitgang in de genetica begint het erop te lijken dat we binnenkort toegang zullen hebben tot iets waar we voorheen niet aan onderworpen waren - om mensen te 'ontwerpen' nog voordat ze werden geboren. De noodzakelijke kwaliteiten vragen, als ze niet door de natuur worden gegeven, vooraf bepalen van de kansen die zo noodzakelijk zijn in het leven. We doen dit met auto's en andere levenloze objecten, maar nu het menselijk genoom is gedecodeerd en we het al leren bewerken, lijkt het erop dat we dichter bij de opkomst van zogenaamde "designer", "geprojecteerde" kinderen komen. Lijkt het zo of wordt het binnenkort werkelijkheid?

Lulu en Nana uit de doos van Pandora

De geboorte van de eerste kinderen met een gemodificeerd genoom eind 2019 veroorzaakte een serieuze weerklank in de wetenschappelijke gemeenschap en bij het publiek. He Jiankui, een bioloog aan de Southern University of Science and Technology, China (SUSTech) - Op 19 november 2018, aan de vooravond van de tweede International Summit on Human Genome Editing in Hong Kong, kondigde in een interview met de Associated Press aan de geboorte van de allereerste kinderen met een bewerkt genoom.

De tweelingmeisjes zijn geboren in China. Hun namen, evenals de namen van hun ouders, zijn niet bekendgemaakt: de eerste "GGO-kinderen" op de planeet staan bekend als Lulu en Nana. Volgens de wetenschapper zijn de meisjes gezond en heeft interferentie met hun genoom de tweeling immuun gemaakt voor hiv.

De gebeurtenis, die misschien een nieuwe stap lijkt in de ontwikkeling van de mensheid, of in ieder geval de geneeskunde, zoals eerder vermeld, veroorzaakte geen positieve emoties bij de collega's van de wetenschapper. Integendeel, hij werd veroordeeld. Overheidsinstanties in China begonnen een onderzoek en alle experimenten met het menselijk genoom in het land werden tijdelijk verboden.

hij Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Het experiment, niet gewaardeerd door het publiek, was als volgt. De wetenschapper nam sperma en eieren van de toekomstige ouders, voerde in-vitrofertilisatie met hen uit, hij bewerkte de genomen van de resulterende embryo's met behulp van de CRISPR / Cas9-methode. Nadat de embryo's in het baarmoederslijmvlies van de vrouw waren geïmplanteerd, was de toekomstige moeder van de meisjes niet besmet met hiv, in tegenstelling tot de vader, die drager was van het virus.

Het CCR5-gen, dat codeert voor een membraaneiwit dat door het humaan immunodeficiëntievirus wordt gebruikt om cellen binnen te dringen, is bewerkt. Als het wordt aangepast, zal een persoon met zo'n kunstmatige mutatie resistent zijn tegen infectie met het virus.

Lulu en Nana / © burcualem.com

De mutatie die He Jiankui kunstmatig probeerde te creëren, wordt CCR5 Δ32 genoemd: het wordt in de natuur gevonden, maar slechts bij een paar mensen, en heeft al lang de aandacht van wetenschappers getrokken. Experimenten met muizen in 2016 toonden aan dat CCR5 Δ32 de hippocampusfunctie beïnvloedt, waardoor het geheugen aanzienlijk wordt verbeterd. De dragers zijn niet alleen immuun voor hiv, maar herstellen ook sneller na een beroerte of traumatisch hersenletsel, hebben een beter geheugen en leervermogen dan 'gewone' mensen.

Toegegeven, tot nu toe kan geen enkele wetenschapper garanderen dat CCR5 Δ32 geen onbekende risico's met zich meebrengt en dat dergelijke manipulaties met het CCR5-gen geen negatieve gevolgen zullen hebben voor de drager van de mutatie. Nu is het enige negatieve gevolg van een dergelijke mutatie bekend: het organisme van zijn eigenaren is vatbaarder voor West-Nijlkoorts, maar deze ziekte is vrij zeldzaam.

Ondertussen heeft de universiteit waar de Chinese wetenschapper werkte haar werknemer verstoten. De alma mater zei dat ze niets wisten van de experimenten van He Jiankui, die ze een grove schending van ethische principes en wetenschappelijke praktijk noemden, en dat hij er buiten de muren van de instelling mee bezig was.

Opgemerkt moet worden dat het project zelf geen onafhankelijke bevestiging heeft gekregen en niet is geslaagd voor peer review, en de resultaten zijn niet gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften. Alles wat we hebben zijn slechts de uitspraken van een wetenschapper.

Het werk van He Jiankui was in strijd met het internationale moratorium op dergelijke experimenten. Het verbod is in bijna alle landen op wetgevend niveau ingesteld. Collega's van de geneticus zijn het erover eens dat het gebruik van CRISPR/Cas9 genomische bewerkingstechnologie bij mensen enorme risico's met zich meebrengt.

Maar het belangrijkste punt van kritiek is dat het werk van de Chinese geneticus niets vernieuwends heeft: niemand heeft dergelijke experimenten eerder ondernomen uit angst voor onvoorspelbare gevolgen, omdat we niet weten welke problemen gemodificeerde genen kunnen veroorzaken voor hun dragers en nakomelingen.

Zoals de Britse geneticus Maryam Khosravi op haar Twitter-account zei: "Als we iets kunnen doen, betekent het niet dat we het moeten doen."

Trouwens, in oktober 2018, zelfs vóór de schokkende verklaring van de Chinese wetenschapper, kondigden Russische genetici van het National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology genoemd naar Kulakov ook de succesvolle verandering van het CCR5-gen aan met behulp van de CRISPR / Cas9-genomische editor en het verkrijgen van embryo's die niet onderhevig zijn aan de effecten van HIV. Natuurlijk werden ze vernietigd, zodat het niet tot de geboorte van kinderen kwam.

40 jaar eerder

Vier decennia vooruitspoelen. In juli 1978 werd Louise Brown geboren in Groot-Brittannië - het eerste kind dat werd geboren als gevolg van in-vitrofertilisatie. Toen veroorzaakte haar geboorte veel lawaai en verontwaardiging en ging naar de ouders van de 'reageerbuisbaby' en de wetenschappers, die de bijnaam 'dokters van Frankenstein' kregen.

Louise Bruin. In de kindertijd en nu / © dailymail.co.uk

Maar als dat succes sommigen bang maakte, gaf het anderen hoop. Dus vandaag zijn er op de planeet meer dan acht miljoen mensen die hun geboorte te danken hebben aan de IVF-methode, en veel van de vooroordelen die toen populair waren, zijn weggenomen.

Toegegeven, er was nog een zorg: aangezien de IVF-methode ervan uitgaat dat een "klaar" menselijk embryo in de baarmoeder wordt geplaatst, kan het vóór implantatie genetisch worden gemodificeerd. Zoals we kunnen zien, is dit na een paar decennia precies wat er gebeurde.

IVF-procedure / © freepik.com

Kan er dus een parallel worden getrokken tussen de twee gebeurtenissen - de geboorte van Louise Brown en de Chinese tweeling Lula en Nana? Is het de moeite waard om te beweren dat de doos van Pandora open is en dat het zeer binnenkort mogelijk zal zijn om een kind te "bestellen" dat is gemaakt volgens een project, dat wil zeggen een ontwerper. En nog belangrijker, zal de houding van de samenleving ten opzichte van dergelijke kinderen veranderen, zoals deze tegenwoordig praktisch is veranderd ten opzichte van kinderen "uit een reageerbuis"?

Embryoselectie of genetische modificatie?

Genome editing is echter niet het enige dat ons dichter bij een toekomst brengt waarin kinderen vooraf geplande kwaliteiten zullen hebben. Lulu en Nana danken hun geboorte niet alleen aan CRISPR / Cas9-technologieën voor het bewerken van genen en IVF, maar ook aan pre-implantatie genetische diagnose van embryo's (PGD). Tijdens zijn experiment gebruikte He Jiankui PGD van bewerkte embryo's om chimerisme en off-target fouten te detecteren.

En als het bewerken van menselijke embryo's verboden is, dan is pre-implantatie genetische diagnostiek, die bestaat uit het sequencen van het genoom van embryo's voor sommige erfelijke genetische ziekten, en de daaropvolgende selectie van gezonde embryo's, dat niet. PGD is een soort alternatief voor prenatale diagnostiek, alleen zonder dat de zwangerschap moet worden afgebroken als er genetische afwijkingen worden geconstateerd.

Deskundigen wijzen erop dat de eerste "legitieme" ontwerperskinderen precies door de selectie van embryo's zullen worden verkregen, en niet als gevolg van genetische manipulatie.

Tijdens PGD worden embryo's verkregen door in-vitrofertilisatie onderworpen aan genetische screening. De procedure omvat het verwijderen van cellen uit embryo's in een zeer vroeg ontwikkelingsstadium en het "lezen" van hun genomen. Het geheel of een deel van het DNA wordt uitgelezen om te bepalen welke varianten van genen het draagt. Daarna kunnen de aanstaande ouders kiezen welke embryo's ze implanteren in de hoop op zwangerschap.

Pre-implantatie Genetische Diagnose (PGD) / ©vmede.org

Pre-implantatie genetische diagnose wordt al gebruikt door paren die denken dat ze genen dragen voor bepaalde erfelijke ziekten om embryo's te identificeren die die genen niet hebben. In de VS worden dergelijke tests in ongeveer 5% van de IVF-gevallen gebruikt. Het wordt meestal uitgevoerd op embryo's van drie tot vijf dagen oud. Dergelijke tests kunnen genen detecteren die ongeveer 250 ziekten met zich meebrengen, waaronder thalassemie, de vroege ziekte van Alzheimer en cystische fibrose.

Alleen vandaag de dag is PGD niet erg aantrekkelijk als technologie om kinderen te ontwerpen. De procedure voor het verkrijgen van eieren is onaangenaam, brengt risico's met zich mee en levert niet het vereiste aantal cellen voor selectie op. Maar zodra het mogelijk wordt om meer eicellen voor bevruchting te krijgen (bijvoorbeeld uit huidcellen), verandert alles en tegelijkertijd zal de snelheid en prijs van genoomsequencing toenemen.

Bio-ethicus Henry Greeley van de Stanford University in Californië stelt: "Bijna alles wat je kunt doen met genbewerking, kun je doen met embryoselectie."

Is DNA het lot?

Volgens deskundigen zal de vooruitgang in de technologieën voor het lezen van de genetische code die in onze chromosomen is vastgelegd de komende decennia in de ontwikkelde landen steeds meer mensen de kans geven om hun genen te sequensen. Maar het gebruik van genetische gegevens om te voorspellen wat voor soort persoon een embryo zal worden, is lastiger dan het klinkt.

Onderzoek naar de genetische basis van de menselijke gezondheid is zeker belangrijk. Toch hebben genetici weinig gedaan om simplistische ideeën over de invloed van genen op ons te verdrijven.

Veel mensen geloven dat er een direct en ondubbelzinnig verband bestaat tussen hun genen en eigenschappen. Het idee van het bestaan van genen die direct verantwoordelijk zijn voor intelligentie, homoseksualiteit of bijvoorbeeld muzikale vaardigheden, is wijdverbreid. Maar zelfs aan de hand van het voorbeeld van het eerder genoemde CCR5-gen, een verandering waarbij de werking van de hersenen wordt aangetast, zagen we dat alles niet zo eenvoudig is.

Er zijn veel - meestal zeldzame - genetische ziekten die nauwkeurig kunnen worden herkend door een specifieke genmutatie. In de regel is er echt een direct verband tussen zo'n genafbraak en de ziekte.

De meest voorkomende ziekten of medische predisposities - diabetes, hartaandoeningen of bepaalde soorten kanker - zijn geassocieerd met meerdere of zelfs veel genen en kunnen niet met zekerheid worden voorspeld. Bovendien zijn ze afhankelijk van veel omgevingsfactoren, bijvoorbeeld van iemands voeding.

Maar als het gaat om complexere zaken als persoonlijkheid en intelligentie, weten we hier niet veel over welke genen erbij betrokken zijn. Wetenschappers verliezen hun positieve instelling echter niet. Naarmate het aantal mensen van wie het genoom is gesequenced toeneemt, zullen we meer over dit gebied te weten kunnen komen.

Ondertussen merkt Euan Birney, directeur van het European Institute of Bioinformatics in Cambridge, op dat het decoderen van het genoom niet alle vragen zal beantwoorden: "We moeten af van het idee dat je DNA je lot is."

Dirigent en orkest

Dit is echter niet alles. Voor onze intelligentie, karakter, lichaamsbouw en uiterlijk zijn niet alleen genen verantwoordelijk, maar ook epigenen - specifieke tags die de activiteit van genen bepalen, maar geen invloed hebben op de primaire structuur van DNA.

Als het genoom een set genen in ons lichaam is, dan is het epigenoom een set tags die de activiteit van genen bepalen, een soort regulerende laag die zich als het ware bovenop het genoom bevindt. Als reactie op externe factoren bepaalt hij welke genen moeten werken en welke moeten slapen. Het epigenoom is de dirigent, het genoom is het orkest, waarin elke muzikant zijn eigen aandeel heeft.

Dergelijke commando's hebben geen invloed op DNA-sequenties; ze zetten eenvoudig sommige genen aan (expressie) en schakelen andere uit (onderdrukken). Dus niet alle genen die op onze chromosomen zitten werken. De manifestatie van een of andere fenotypische eigenschap, het vermogen om te interageren met de omgeving en zelfs de snelheid van veroudering hangen af van welk gen wordt geblokkeerd of gedeblokkeerd.

Het bekendste en, naar men aanneemt, belangrijkste epigenetische mechanisme is DNA-methylatie, de toevoeging van de CH3-groep door DNA-enzymen - methyltransferasen aan cytosine - een van de vier stikstofbasen in DNA.

epigenoom / ©celgene.com

Wanneer een methylgroep aan het cytosine wordt gehecht, dat deel uitmaakt van een bepaald gen, wordt het gen uitgeschakeld. Maar verrassend genoeg wordt het gen in zo'n "slapende" toestand doorgegeven aan het nageslacht. Een dergelijke overdracht van karakters die tijdens het leven door levende wezens zijn verworven, wordt epigenetische overerving genoemd, die meerdere generaties aanhoudt.

Epigenetica - de wetenschap die het kleine zusje van de genetica wordt genoemd - bestudeert hoe het aan- en uitzetten van genen onze fenotypische eigenschappen beïnvloedt. Volgens veel experts ligt het toekomstige succes van de technologie voor het maken van designerkinderen in de ontwikkeling van epigenetica.

Door epigenetische "tags" toe te voegen of te verwijderen, kunnen we, zonder de DNA-sequentie te beïnvloeden, beide ziekten bestrijden die zijn ontstaan onder invloed van ongunstige factoren, en de "catalogus" van de ontwerpkenmerken van het geplande kind uitbreiden.

Zijn het Gattaki-scenario en andere angsten reëel?

Velen vrezen dat door het bewerken van het genoom - om ernstige genetische ziekten te voorkomen - we zullen overgaan tot het verbeteren van mensen, en daar is het niet ver voordat de opkomst van een superman of de vertakking van de mensheid in biologische kasten, zoals voorspeld door Yuval Noah Harari.

Bio-ethicus Ronald Greene van Dartmouth College in New Hampshire gelooft dat technologische vooruitgang 'menselijk ontwerp' toegankelijker kan maken. In de komende 40-50 jaar, zegt hij, “zullen we het gebruik van genbewerking en reproductieve technologieën zien om mensen te verbeteren; we zullen de kleur van ogen en haar voor ons kind kunnen kiezen, we willen verbeterde atletische vaardigheden, lees- of rekenvaardigheden, enzovoort."

De opkomst van designerkinderen is echter niet alleen beladen met onvoorspelbare medische gevolgen, maar ook met toenemende sociale ongelijkheid.

Zoals bio-ethisch wetenschapper Henry Greeley opmerkt, zou een bereikbare gezondheidsverbetering van 10-20% door middel van PGD, naast de voordelen die rijkdom al met zich meebrengt, kunnen leiden tot een groter wordende kloof in de gezondheidsstatus van arm en rijk - zowel in de samenleving als tussen landen.

En nu, in de verbeelding, ontstaan verschrikkelijke beelden van een genetische elite, zoals die afgebeeld in de dystopische thriller Gattaca: de vooruitgang van de technologie heeft ertoe geleid dat eugenetica niet langer wordt beschouwd als een schending van morele en ethische normen, en de productie van ideale mensen wordt op gang gebracht. In deze wereld is de mensheid verdeeld in twee sociale klassen - "geldig" en "ongeldig". De eerste zijn in de regel het resultaat van het bezoek van de ouders aan de dokter, en de laatste zijn het resultaat van natuurlijke bevruchting. Alle deuren staan open voor 'goed' en 'ongeschikt' zijn in de regel overboord.

Still uit de film "Gattaca" (1997, VS)

Laten we terugkeren naar onze realiteit. We merkten op dat het nog niet mogelijk is om de gevolgen van interferentie met de DNA-sequentie te voorspellen: genetica geeft nog geen antwoord op veel vragen, en epigenetica bevindt zich eigenlijk in een vroeg stadium van ontwikkeling. Elk experiment met de geboorte van kinderen met een gemodificeerd genoom is een aanzienlijk risico dat op de lange termijn een probleem kan worden voor dergelijke kinderen, hun nakomelingen en mogelijk de hele menselijke soort.

Maar de vooruitgang van de technologie op dit gebied, die ons heeft gered, waarschijnlijk van enkele problemen, zal nieuwe toevoegen. De opkomst van designerkinderen, perfect in alle opzichten, die, als ze volwassen zijn, leden van de samenleving zullen worden, kan een serieus probleem creëren in de vorm van een toenemende sociale ongelijkheid, al op genetisch niveau.

Er is nog een probleem: we hebben het onderwerp niet bekeken door de ogen van een kind. Mensen hebben soms de neiging om de mogelijkheden van de wetenschap te overschatten, en de verleiding om de behoefte aan nauwgezette zorg voor hun kind, zijn opvoeding en studie te vervangen door het betalen van rekeningen in een gespecialiseerde kliniek kan groot zijn. Wat als het designerkind, waarin zoveel geld is geïnvesteerd en zoveel verwachtingen heeft, die hoop niet waarmaakt? Als hij, ondanks de intelligentie die in de genen is geprogrammeerd en een spectaculair uiterlijk, niet wordt wat ze wilden doen? Genen zijn nog niet het lot.