Скоро смертоносный вирус сможет сделать школьник на кухне – Foreign Policy

Многие эксперты уверены, что за нынешней пандемией коронавирусной инфекцией не стоит генная инженерия, однако вполне может оказаться так, что вмешательство человека в устройство живых организмов, прежде всего вирусов, может спровоцировать следующий глобальный кризис в области здравоохранения, пишет заслуженный научный сотрудник Программы труда и трудовой жизни Гарвардской школы праваВивек Вадхва в статье, вышедшей 11 сентября в The Foreign Policy.

Эксперт обращает внимание на то, что после того как пандемия COVID-19 поставила западные экономики «на колени», всем «диктаторам» мира известно, что патогены могут быть столь же разрушительными, как и ядерные ракеты. Особенное беспокойство вызывает то, что теперь для создания вируса больше не требуется хорошо укомплектованная государственная лаборатория.

Благодаря технологической революции в генной инженерии все инструменты, необходимые для создания новых патогенов, стали настолько дешевыми, простыми и легкодоступными, что любой ученый-мошенник или студент-биохакер может использовать их. Иными словами, риск появления еще более опасных вирусов значительно возрастает.

Эксперименты, которые раньше были возможны лишь в стенах закрытых правительственных и коммерческих лабораторий, теперь можно проводить практически на кухонном столе с использованием купленного в интернете оборудования. Иными словами, произошла демократизация генной инженерии — со всем ее потенциалом как благого, так и ужасного.

Первым шагом биолога при разработке вируса является получение генетической информации о существующем патогене, таком как, например, один из коронавирусов, вызывающих простуду. Затем этот известный патоген можно изменить и создать что-то более опасное. В 1970-х годах для первого секвенирования генома бактерии Escherichia coli потребовались недели работы и миллионы долларов только для определения ее 5836 пар оснований — строительных блоков генетической информации.

Сегодня секвенирование 3 млрд пар оснований, составляющих геном человека, который определяет создание и поддержание человеческого существа, в США может быть выполнено за несколько часов примерно за $1 тыс. Как отметил в беседе по электронной почте с автором Сюнь Сюй, генеральный директор китайской компании по исследованию геномов BGI Group, к концу этого года он рассчитывает предложить полное секвенирование генома человека в супермаркетах и в интернете примерно за $290.

Следующим шагом в разработке вируса является изменение генома существующего патогена с целью придания ему новых свойств. В частности, уже существует технология, которая позволяет создавать формы жизни почти так же легко, как редактировать документы Microsoft Word.

Технология генного редактирования CRISPR была разработана всего несколько лет назад, в ней используется тот же естественный механизм, который используют бактерии для вырезания фрагментов генетической информации из одного генома и вставления его в другой. Этот механизм, который бактерии разрабатывали на протяжении тысячелетий для защиты от вирусов, превратился в дешевый, простой и быстрый способ редактирования ДНК любого организма в лаборатории.

Если когда-то для экспериментов с ДНК требовались годы опыта, сложные лаборатории и миллионы долларов, то CRISPR все изменил. Теперь, чтобы создать свою лабораторию по редактированию CRISPR, экспериментатору нужно всего лишь заказать фрагмент РНК и купить в интернете химические вещества и ферменты, которые стоят всего несколько долларов.

Поскольку эта методика настолько дешева и проста в использовании, тысячи ученых во всем мире экспериментируют с проектами редактирования генов на основе CRISPR. Подобные исследования почти не ограничиваются нормативными актами, в основном потому, что регулирующие органы еще не понимают, что именно внезапно стало возможным.

Самых поразительных успехов добился Китай, который делает упор на технологический прогресс, а не на безопасность и этику. В 2014 году китайские ученые объявили, что успешно вывели обезьян, которые были генетически модифицированы на эмбриональной стадии. В апреле 2015 года еще одна группа китайских исследователей подробно рассказала о первой в истории попытке отредактировать гены человеческого эмбриона. Хотя попытка провалилась, она потрясла мир: это не должно было случиться так скоро.

В апреле 2016 года еще очередная группа китайских исследователей сообщила, что им удалось изменить геном человеческого эмбриона, чтобы сделать его устойчивым к ВИЧ-инфекции, хотя эмбрион так и не был полностью сформирован. Но затем, в ноябре 2018 года, китайский исследователь Хэ Цзянькуй объявил, что создал первых «младенцев CRISPR» — здоровых младенцев, геномы которых были отредактированы еще до их рождения.

Газета People’s Daily писала об «историческом прорыве», но после всеобщего возмущения китайские власти, которые, как он утверждает, поддержали его работу, арестовали его и позже приговорили к трем годам тюремного заключения за неэтичное поведение. Но Рубикон биомедицинской науки был уже перейден.

Читайте также: В Китае подтвердили существование генно-модифицированных детей

Легион китайских ученых-отщепенцев, безусловно, вызывает беспокойство, однако из-за огромной доступности технологий генного редактирования вполне может оказаться так, что с вирусами начнут экспериментировать подростки. Так, в США любой, кто хочет начать модификацию генома в своем гараже, может заказать через интернет комплект CRISPR для самостоятельной работы за $169.

В нем есть все необходимое для точного редактирования генома бактерий в домашних условиях. За $349 та же компания также предлагает комплект для изменения генома человека, в который входят эмбриональные клетки почек из культуры ткани, первоначально взятой из абортированного женского плода человека. В компании утверждают, что доставка займет не более трех дней и никаких специальных курьеров или пакетов со льдом не потребуется.

Фрагменты ДНК, заказанные по почте, позволили команде из Университета Альберты в 2017 году воскресить вымершего родственника вируса оспы, конскую оспу, с нуля сшив вместе ее фрагменты. Нет свидетельств того, что конская оспа опасна для человека, но эксперты предупредили, что тот же метод может быть использован учеными, не обладающими специальными знаниями, для воссоздания человеческой оспы — ужасного вируса, окончательно искорененного в 1980 году. При этом для этого им потребовалось бы всего шесть месяцев и около $100 тыс. Если бы канадские ученые использовали CRISPR, стоимость их работы снизилась бы до незначительной части этой суммы.

В своей книге «Водитель беспилотного автомобиля» (The Driver in the Driverless Car), опубликованной до возрождения конской оспы в Канаде и до появления китайских генно-модицифицированных младенцев, Вадхва предупреждал об опасностях редактирования генов, предсказывая, что миру придется сделать трудный выбор в отношении ограничения технологий синтетической биологии.

При использовании в благих целях эти технологии могут помочь решить проблемы человечества, например, для быстрого нахождения лекарств от болезней. Когда же они используются во зло, они могут нанести глобальный ущерб точно такого же рода, с которым сейчас сражается весь мир. Вот почему многие люди, в том числе и сам автор, выступают за мораторий на модификацию генов человека.

Речь идет не просто о моратории. Напротив, необходимо было заключить международные договоры, запрещающие использование CRISPR для редактирования генов человека или животных. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США должно было запретить компаниям продавать наборы для редактирования генов в домашних условиях. Правительствам следовало бы наложить ограничения на лаборатории, такие как Университет Альберты. Но ни один из этих шагов предпринят не был, не было создано никаких иных сдержек и противовесов. Остановить глобальное распространение этих технологий уже слишком поздно — джинн вырвался из бутылки.

Теперь единственным выходом из сложившейся ситуации видится лишь активизация усилий по применению этих технологий во благо, а также укрепление защиты. На примере процесса разработки вакцин против COVID-19 стало очевидно, что подобное развитие событий возможно.

В прошлом на создание вакцин уходили десятилетия, теперь их создание может занять лишь несколько месяцев благодаря достижениям в области генной инженерии. На разработку вакцин Moderna Therapeutics и Pfizer / BioNTech, которые сейчас проходят третью стадию клинических испытаний, потребовалось всего несколько недель. Вполне возможно, что этот процесс можно будет сократить до нескольких часов с совершенствованием технологий.

Кроме того, ускорить можно также и процесс тестирования вакцин и лекарств, который стал самой медленной частью цикла их разработки. Например, чтобы быстрее протестировать большее количество потенциальных противораковых препаратов, лаборатории по всему миру создают трехмерные культуры клеток, называемые «органоидами, полученными от пациентов», из биопсий опухолей. Ведущая компания в этой области, SEngine Precision Medicine, может тестировать более 100 лекарств на этих органоидах, избавляя от необходимости использовать людей в качестве морских свинок.

В январе 2020 года исследователи из Института Висса Гарвардского университета объявили, что они разработали первую человеческую модель легкого «орган на чипе», которая точно воспроизводит физиологию и патофизиологию человеческого органа.

Инженеры Массачусетского технологического института разрабатывают микрожидкостную платформу, которая соединяет искусственно созданные ткани до 10 органов, позволяя воспроизводить взаимодействия человека и органа в течение нескольких недель, чтобы измерить влияние лекарств на различные части тела. Разрабатывается еще много таких систем, которые могут ускорить тестирование и лечение. Все эти технологии значительно укрепят глобальную биозащиту.

На самом деле пути назад и возможности исправить ошибки прошлого нет. Джина уже не вернуть в бутылку. К пандемии коронавируса необходимо относиться как к генеральной репетиции грядущих вызовов. К сожалению, готовиться придется к появлению не только естественных вирусов, но и патогенов, которые будут специально созданы людьми.

Международное сообщество должно в кратчайшие сроки научиться создавать те же типы антивирусной защиты, которыми на сегодняшний день оснащены компьютеры. При самом благоприятном развитии событий может появиться лекарство от всех болезней, последствия развития процессов по самому негативному сценарию могут оказаться слишком страшными, чтобы о них хотелось говорить.