¿Cuál es la dificultad con la clonación y la ingeniería genética en humanos?

La pregunta que está haciendo es un problema ético más que biológico. Este artículo de naturaleza particular destaca el problema del que estoy hablando. En resumen, los niños afectados por SCID fueron sometidos a lo que en ese momento se denominó tratamiento retroviral pionero. La idea es reemplazar el gen defectuoso con el real, en el caso del estudio citado, de 11 pacientes, 9 se curaron y uno de estos bebés desarrolló leucemia debido al tratamiento. Este fue uno de los primeros ensayos y mostró cómo estos tratamientos pueden salir mal.

Avance rápido hasta hoy, el año pasado es posible que haya escuchado, algo llamado los bebés de los tres padres atrajo mucha atención. Básicamente, se trata de una donación mitocondrial , en la que un tercero proporciona mitocondrias para las FIV por razones en las que los padres que optan por las FIV pueden no poder someterse a una FIV exitosa debido a mutaciones mitocondriales. Esto planteó y aún plantea una pregunta ética seria, porque lo que está haciendo es mezclar ADN hereditario entre linajes, tenga en cuenta que la mayoría de los genetistas nunca cruzarán esta línea, es decir, editar el genoma de manera que la descendencia lleve el genoma editado. Casi siempre los individuos modificados son estériles (no conozco ningún cultivo OGM que no sea estéril)

Pero por no decir, no hemos hecho nada en términos de ingeniería genética.

Los científicos, por la misma razón (una vida humana es más importante que la de cualquier animal), desconfían de editar el genoma humano directamente, por lo que ahora también tenemos algo llamado tratamiento con siRNA , es solo un ejemplo. Y esta es una lista de medicamentos basados ​​en siRNA que se encontraban en varias etapas de ensayos clínicos en 2013. Conozco algunos que entraron en ensayo desde entonces.

Por último, esto es solo la punta del iceberg, hay mucho que se podría decir sobre este tema, pero se reduce a los mismos problemas éticos.

Para que lo sepas, desde 2001, tenemos muchas herramientas de edición del genoma más nuevas, como TALEN y CRISPR-Cas . Pero recuerde, todavía tienen el mismo problema que los retrovirus de 2001, el tema de los objetivos fuera de lugar.

¿Qué sucede si su herramienta apunta a una región a la que no debería apuntar?

¿Otro niño desarrollará una condición debido al tratamiento?

Para evitar este problema, necesitamos comprender mucho mejor cómo funciona el genoma y, lamentablemente, aún no sabemos lo suficiente. No puedo citar el estudio aquí porque no tengo idea de dónde está publicado, pero en una conferencia reciente escuché una charla de una señora sobre cómo funciona la integración retroviral. La idea es que, si los retrovirus no necesitan sitios de integración específicos, deberían integrarse en la primera región genómica que encuentren, ese no es el caso. No entraré en más detalles. Pero espero que tengas algo para pensar.

ACTUALIZACIÓN SOBRE Ingeniería Genética en etapa preconcepcional

Este es un enlace al artículo de Nature sobre la celda mínima de Venter. También existe una página del genoma de la levadura artificial. El punto que estoy tratando de hacer es que estamos realmente en las etapas básicas, incluso ahora.

Les resumiré el enorme problema de escala al que nos enfrentamos.

2002: Se publica el primer borrador del genoma humano. Todos los medios están plagados de historias sobre cómo vamos a descifrar el secreto de la vida.

Desde entonces, la metilación del ADN y las modificaciones de las histonas se han convertido en reguladores de la funcionalidad del genoma.

Sabíamos que el ADN se transcribía en ARN y se traducía en proteína. Los ARN no codificantes llegaron a la incursión y lo estropearon todo.

Pensamos que la funcionalidad del ADN estaba gobernada por la metilación del ADN y las modificaciones de histonas, en 2009, vimos el primer artículo importante sobre la arquitectura de la cromatina . Entendimos que el genoma tiene interruptores llamados potenciadores y promotores que regulan cuándo y por cuánto tiempo se transcribe el ARN. Pero a veces estos interruptores estaban tan lejos que no sabíamos cómo activaban sus genes objetivo.

El problema se puede resumir así, hacer una bacteria artificial es más fácil que un humano. En los humanos tienes múltiples capas de regulación, está el ADN, donde una parte es silenciosa (heterocromatina) y una parte es activa (eucromatina), la metilación del ADN y las modificaciones de las histonas afectan la forma en que se expresan los genes, estas modificaciones permiten la apertura del ADN para que los genes se pueden expresar. El ADN se compartimenta aún más (arquitectura) de modo que los cambios solo afectan a los genes cercanos en el espacio 3D. Los ARN no codificantes actúan como mensajeros en dichas áreas y transmiten proteínas a sus regiones de ADN diana. ¡Así que la celda es un desastre!

No quiere decir que la biología de las cabras sea más simple, solo que la vida de una cabra es más barata que la de un humano. Entonces no sentiríamos nada mientras "eutanasiamos" a las cabras para el avance de la humanidad.

Hay un Stack Exchange separado para la ética, vaya allí si quiere discutir sobre eso.

El primer problema es lo poco que se sabe sobre las funciones de cada gen. Para implementar correctamente modificaciones genéticas para humanos, debe conocer todas las interacciones de los genes originales y sus productos y tener un modelo informático preciso que prediga problemas y otros efectos de las versiones mejoradas.

Otro problema: la reutilización de partes del genoma. En particular, algunos genes se usan para varios propósitos, lo que significa que podría actualizar algo y romper por completo algo que parecería no estar relacionado. Es similar a editar manualmente el diccionario de un archivo comprimido: cambiar 1 bit/base del contenido del archivo comprimido cambia varios en la salida.

Luego está el problema de las ediciones inesperadas. ¿Qué sucede si su marco de edición de genes falla y modifica algo que no debería?

Suponiendo que alguna vez lo haga funcionar a un costo que las personas (o al menos los militares) pagarán, ahora debe descubrir cómo entregar las modificaciones genéticas. ¿Invasivo o no invasivo? ¿Retrovirus? ¿Chip productor de ADN biocompatible? Actualizar marco? ¿Capacidad de deshacer una mala actualización?

La clonación es aún más difícil porque tienes que replicar las condiciones de desarrollo adecuadas y hay todo tipo de "errores", como la impresión.

En resumen, es posible que los humanos deban pasar por una etapa de adaptación inicial en la que estos "errores" se eliminen gradualmente y se agregue un órgano sintético programable de edición y actualización de ADN, como requisito previo para una mayor actualización.

Con todas estas dificultades, es muy posible que el mejor camino hacia "Human 2.0" sea la actualización a través de piezas de máquinas mantenidas por robots a microescala.