«Генетичні ножниці» – переворот у медицині. Інтерв’ю з академіком Ганною Єльською

Нові революційні технології – генна терапія, РНК- і клітинна терапія – за кілька десятиліть радикально змінять сучасні методи медицини, впевнена Ганна Єльська, академік Національної академії наук, видатна вчена у галузі молекулярної біології, одна з найбільш цитованих за кордоном українських науковців. Від 2003 до 2019 року Ганна Єльська очолювала Інститут молекулярної біології і генетики, який на сьогодні є центром розвитку біотехнологій в Україні.

З Ганною Валентинівною «Главком» говорить про те, які спадкові хвороби піддаватимуться лікуванню завдяки «генетичним ножицям» та про побічні загрози, що криються у новітніх генних технологіях. Академік Єльська також оцінює потенціал вітчизняних учених, коментує фінансування науки на рівні «щоб не вмерла», та згадує про розробки вчених, які держава не схотіла використати.

Говоримо і про гендерне, адже 11 лютого – Всесвітній день жінок у науці.

7 січня у США вперше у світі пацієнту пересадили серце свині з поредагованим геномом. Ви можете спрогнозувати, наскільки далеко піде генна інженерія в осяжному майбутньому, як швидко завдяки технології редагування генів можна буде лікувати страшні хвороби?

Генна інженерія блискуче використана в цьому випадку – виключено три гени свині, які викликають атаки імунної системи людини, і додано шість людських генів, які допомагають організму прийняти орган. Якщо пересаджене серце приживеться на роки, це стане великим досягнення, що змінить життя усього людства, адже буде вирішено питання нестачі донорських органів. Подивіться-но, навіть у такій розвинутій країні, як США, щодня в очікуванні на трансплантацію вмирають 17 людей. Щодня! Не зустрічала таку статистику щодо України, але відомо, що у нас минулого року здійснили лише 20 операцій з трансплантації серця, тоді як мають проводити від 200 до пів тисячі пересадок. Бракує донорських органів.

Взагалі сучасна медицина стоїть на порозі кардинальних змін. Такі нові технології, як генна терапія, РНК- і клітинна терапія, докорінно змінюють підходи до розуміння хвороб та їх лікування.

Ви питаєте, як далеко піде генна інженерія в осяжному майбутньому. Думаю, дуже далеко. І передовсім завдяки появі технології редагування геному CRISPR-Cas9м (її називають «генетичними ножицями»). Це система, здатна вирізати, корегувати, переміщати та встановлювати гени або їхні частини в певних місцях генома.

Якщо йдеться про моногенні спадкові захворювання, такі як гемофілія, бет-таласемія, серповидно-клітинна анемія, то впровадження «генетичних ножиць» як способу терапії може бути реалізоване протягом п'яти наступних років. Такі технології є багатообіцяючими і на шляху до ліквідації ВІЛ у клітинах людини. Нині вивчаються можливості впровадження редагування генома при різних онкозахворюваннях.

Навіть спадковим генетичним захворюванням можна буде запобігати завдяки «генетичним ножицям»?

Що стосується полігенних спадкових патологій, наразі рано говорити про близьке використання такої терпії. Її буде розроблено, припускаю, років через 10. Механізми цих патологій значно складніші.

Можливо, окремі спадкові хвороби-«помилки природи» вдасться ліквідувати ще на рівні ембірона?

Є чітка позиція лідерів наукової думки, представників державних регуляторів та громадськості – редагування ДНК ембріонів наразі недоречне.

«Генетичні ножиці» можуть бути небезпечним інструментом у руках злочинців»

CRISPR-технології потребують обмежень, унормування їх застосування? Чи не станеться так, що якийсь зловісний Франкенштейн використовуватиме «генетичні ножиці» як інструмент втручання у природу, насамперед для «моделювання» людей чи груп людей під чиюсь конкретну задачу?

Ви маєте рацію, створення такого потужного інструмента порушує серйозні етичні питання, особливо щодо можливості його використання для модифікації людини. Чи можна створити «надлюдину» – розумну, красиву, сильну? Або людину з певним призначенням, наприклад, ідеального воїна без відчуття болі, страху, моральних зобов’язань? На щастя, поки що людство не має достатньо знань щодо генетики формування цілісної людської особистості. А може, вирішальним фактором є не генетика, а життєві обставини її формування? Але гіпотетична поява «зловісного Франкенштейна» небезпечна не тільки як можливість злочинного втручання в природу людини, але й як спосіб створення біологічної зброї, загрозу біотероризму. Тому треба запровадити суворий міжнародний контроль, хоча це і складно зробити.

Наголошу, що наразі CRISPR-система не є досконалою, вона може вносити помилкові розрізи ДНК у небажаних місцях, не вистачає методологічних підходів для того, щоб досконало з'ясувати, які ще побічні негативні наслідки можуть виникнути після застосування. «Генетичні ножиці» можуть бути небезпечним інструментом у руках як злочинців, так і недостатньо фахових вчених.

Сьогодні у світі існують обмеження щодо використання CRISPR?

Так. Понад 40 країн прийняли законодавство, що забороняє репродуктивне використання генетичних модифікацій на рівні ембріона або зародкової лінії. Наведу сумний приклад «підпільного» використання CRISPR-Cas9. У 2018 році китайський вчений Хе Цзянькуй заявив, що створив перших у світі генетично модифікованих дівчат-близнючок, невразливих до ВІЛ. Наступного року в рамках цього проєкту народилася ще одна дитина. Це спровокувало скандал, світова наукова спільнота була обурена. У Китаї вченого ув’язнили на три роки та наклали великий штраф за провадження незаконної медичної практики, підробку документів та порушенням низки законів.

«Гроші, які виділяє уряд, просто образливі»

Яке місце українських науковців у світовому мейнстрімі генної інженерії та генної терапії?

Мабуть, варто трохи розтлумачити, що включає в себе генна інженерія. Йдеться про виділення генів з організму (з клітин), здійснення маніпуляцій з генами і введення їх, як правило, в інші організми. Є декілька напрямків використання генної інженерії, найчастіше це біотехнології мікроорганізмів, сільське господарство та медицина, а саме генна терапія.

Бачте, особливість розвитку медико-біологічних наук у нашій країні, у тому числі генної інженерії та генної терапії, полягає в тому, що, з одного боку, ми маємо високий науковий потенціал, високопрофесійних спеціалістів, експериментальні розробки та досягнення яких співмірні з європейськими, а з другого боку – дуже обмежену кількість впроваджень цих розробок у практику.

Чому так?

Як на мій погляд, причин дві. Перша – кошти. Маю на увазі відсутність мінімально необхідного фінансування з боку держави та відсутність розвинутих фармо- й біотехнологічних компаній, здатних фінансувати новітні розробки. Друга причина – у нас немає відповідної інфраструктури для зв’язку науки з практикою, наукові інститути та клініки працюють розрізнено. А от, наприклад, у США медичні центри та клініки «прописані» при університетах, у Німеччині до таких конгломератів входять також біотехнологічні центри і фірми.

Гроші, які виділяє уряд України на державні замовлення з усіх науково-технічних напрямків, просто образливі! Я це знаю, бо є членом Науково-технічної ради Міністерства освіти та науки з питань держзамовлення на науково-технічну продукцію і беру участь в експертній оцінці заявок. На 30-50 проєктів держава виділяє 40 млн грн. На Заході для отримання одного лікарського препарату витрачають мільярд доларів… В останні два роки ситуацію намагаються хоч трохи поліпшити, фінансуючи перспективні наукові проєкти через конкурси Національного фонду досліджень України. Так, це «ковток свіжого повітря», але невеликий.

«Першого хворого на коронавірус в Україні було виявлено завдяки саме нашим тестам»

Сумна картина. Але ж все-таки є розробки українських вчених, які впроваджені тут, в Україні.

Звичайно, нам є що показати. Скажімо, вчені Інституту біології клітини НАНУ, що у Львові, за допомогою методів генетичної інженерії отримали низку ефективних продуцентів важливих речовин, зокрема, проінсулін та вітамін B2. Знаю, що на певних штамах дріжджів вони отримали продуценти різних фрагментів білка S, шипа коронавірусу, – власне, наблизилися до винаходу антиковідної вакцини.

Можу годинами розповідати про успіхи мого Інституту молекулярної біології і генетики. Кажу «мого», адже я працювала в цьому інституті майже 50 років. Інститут відомий розробками в галузі генної та клітинної терапії, створення оригінальних антитуберкульозних препаратів, розробка систем цілеспрямованої доставки ліків в організмі, отримання специфічних моноклональних антитіл для терапії та діагностики тощо. У розробці біосенсорів, нових мініатюрних аналітичніх приладів, інститут посідає провідні позиції в Європі. Частину цих винаходів впроваджено в практику.

Наші вчені розробили різноманітні ДНК-тест-системи, які дозволяють встановити диференційний діагноз і прогнозувати перебіг захворювання. Ці винаходи наближають нас до персоніфікованої медицини. Наприклад, отримано важливі результати для генної діагностики понад двох десятків важких спадкових захворювань і створено тест-системи, які дозволяють виявити носія патогенних мутацій у подружь, котрі планують народжувати дітей.

Хочу згадати розробку наборів біомаркерів для діагностики раку передміхурової залози та сечового міхура. А молекулярні маркери, що дозволяють виявити злоякісні новоутворення нирок на ранніх стадіях, уже впроваджені в клінічну практику Інституту урології НАМН України.

Дуже прикро, що неабиякі наукові потужності інституту (та й не тільки цього!) держава не використовує. Вражаючий приклад. У січні 2020 року фахівці Інституту молекулярної біології і генетики розробили ПЛР-тест для діагностики коронавірусу. Першого хворого в Україні, до речі, було виявлено завдяки саме цим тестам. Зауважу: ПЛР-тест наші вчені розробили на замовлення РНБО. Президент оголосив про заплановано фінансування на випуск 200 тис. тест-систем. На жаль, інститут не отримав цього замовлення, водночас Україна шалені кошти вклала у закупівлю закордонних тестів.

Проблема «втечі мізків» ще більше загострилася за останні роки. Виїжджають молоді здібні вчені. Чи можна зупинити це катастрофічне для майбутнього країни явище підвищенням фінансування науки?

Почасти так. Але проблема комплексна. Низький рівень життя, відсутність доступного житла, нестабільність підштовхують молодь виїхати з країни. Та чимало важать і зневажливе ставлення до науки, нерозуміння її вирішальної ролі тими людьми, які при владі. Амбітна молодь боїться залишитися на узбіччі науки, адже у нас важкі умови для реалізації себе як вченого високого ґатунку, а дослідження, що потребують дорогого обладнання та реагентів, практично неможливі. Які талановиті мої учні покинули країну!

«Сьогодні у складі НАН 189 членів. Знаєте, скільки серед них жінок? Аж 5!»

Судячи з того, що на міжнародному рівні засновано спеціальний День жінок у науці, присутність жінок у цій царині є незначною. Хоч водночас окремі напрямки, наприклад, молекулярна біологія та генетика, видається, навпаки, – «жіноче царство». Невже справді існує ґендерна нерівність у науці, чи розмови про неї – данина модній політкоректності?

Безумовно, гендерна нерівність у науці існує. Для її означення часто використовують образ «скляна стеля». Тобто що вище наукове звання та посада – то менше жінок. Молекулярна біологія та генетика можуть здаватися «жіночим царством», коли не йдеться про професорів, завідувачів відділами та директорів – серед них жінок небагато. Готуючись до нашої розмови, я відшукала кілька красномовних цифр. За даними UNESCO, серед науковців світу тільки 33% – жінки. В Україні статистика значно вища – 46%. Але не забувайте про «скляну стелю». Ось вам приклад: сьогодні у складі Національної Академії наук України 189 дійсних членів. Знаєте, скільки серед них жінок? Аж 5!

Але вам вдалося пробити «скляну стелю». І суміщати родину та захоплення наукою.

Я би не змогла бути мамою двох дітей і водночас успішною в професії без допомоги мого чоловіка. Він теж науковець (професор Сергій Ладохін, фахівець зі спеціальної електрометалургії – «Главком»). Коли діти були малими, чоловік теж дуже інтенсивно працював у науковому інституті, проте порівну ділив зі мною сімейний тягар. І спасибі моїй матусі, яка допомагала, коли я була у закордонних відрядженнях. Ті відрядження зіграли важливу роль у моєму професійному житті.

Олена Зварич, для «Главкома»