ЭТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГЕННО-ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ЭТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
ГЕННО-ИНЖЕНЕРНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ.
МЕДИЦИНСКОЕ
ПРИМЕНЕНИЕ СТВОЛОВЫХ
КЛЕТОК. КЛОНИРОВАНИЕ
ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ .
•
Поддержание биологического разнообразия как
вариабельности живых организмов из всех
источников, включая земные, морские и другие
водные экосистемы и экологические комплексы,
разнообразия между видами , в рамках вида и
разнообразия экосистем, обоснование механизмов
биобезопасности как системы мер «по
обеспечению безопасного создания,
использования и трансграничного перемещения
живых измененных организмов , являющихся
результатом биотехнологии», занимают в
современной биоэтике одно из ведущих мест.
•
•
Генная инженерия и генетическая
трансформация - система методов и технологий,
которые дают возможность идентифицировать,
выделять, клонировать и переносить отдельные
гены.
В широком смысле термином «биотехнология»
обозначают использование живых организмов
для производства различных продуктов и
энергии.
•
Последние годы XX века характеризовались бурным
развитием биотехнологий , основанных на достижениях
молекулярной биологии и генетики. Благодаря
разработке методов выделения наследственного
материала (ДНК), его изучения (идентификации
последовательностей, кодирующих определенные
гены), создание его новых комбинаций с помощью
манипуляций, осуществляемых вне клетки, и перенос
этих новых генетических конструкций в живые
организмы появилась возможность создавать новые
сорта растений, породы животных, штаммы
микроорганизмов, обладающих полезными
признаками, которые невозможно отобрать с помощью
традиционной селекции.

Начинается использование новых
биотехнологий и применительно к растениям и
животным. Освоено и усовершенствованы
методы получения и микроклонального
размножения чистой от патогенов посадочного
материала сельскохозяйственных и
декоративных культур.
•
Развития новых биотехнологий уделяется большое внимание
на государственных уровнях. За последние годы реализован
ряд крупных государственных программ. Это научно технические программы «Инфекции и медицинские
биотехнологии» и «Промышленная биотехнология» , а также
государственная программа фундаментальных исследований
«Разработка научных основ биотехнологических процессов:
селекция и создание коллекции непатогенных
микроорганизмов как биотехнологических объектов;
генетическая и клеточная инженерия растений и
микроорганизмов; микробный синтез биологически активных
соединений и использования микроорганизмов в
промышленности, сельском хозяйстве и охране окружающей
среды ("Биотехнология") ».
•
Биобезопасности генно - инженерной деятельности
как новую область человеческих знаний можно
разделить на два основных направления. Первое из
них связано с разработкой и применением
различных методов оценки и предупреждения
риска возможных неблагоприятных эффектов ГИО,
второе - с системой государственного
регулирования безопасности генно - инженерной
деятельности .
•
К настоящему времени разработана эффективная
система оценки безопасности ГИО для здоровья
человека и окружающей среды. Она содержит
целый ряд подходов и методов, применяемых ,
начиная с этапа планирования предполагаемой
генетической модификации и заканчивая
получением свидетельства о государственной
регистрации трансгенного сорта, дает право
использовать ГИО в хозяйственной деятельности.
•
В системе международных отношений вопросы биобезопасности
вышли последнее время на первый план. В 2000 году странами Сторонами Конвенции о биологическом разнообразии, принятый
Картахенский протокол по биобезопасности, основная цель которого «содействие обеспечению надлежащего уровня защиты в области
безопасной передачи, обращения и использования живых
измененных организмов, являющихся результатом современной
биотехнологии, способных оказывать неблагоприятное воздействие
на сохранение и устойчивое использование биологического
разнообразия, с учетом также рисков для здоровья человека и с
уделением особого внимания трансграничному перемещению»
(Картахенский протокол, статья 1) . Протокол вступил в силу 11
сентября 2003 года.
•
В ноябре 2000 года Совет Глобального
экологического фонда (GEF - Global Environment
Facility) принял «Первоначальную стратегию
помощи странам в подготовке к вступлению в
силу Картахенского протокола по
биобезопасности» и утвердил общий с
Программой ООН по окружающей среде (UNEP)
глобальный проект «Разработка национальных
систем биобезопасности»
•
Существует много определений генетической
инженерии. Суть новой технологии можно
выразить следующим образом. Генетическая
инженерия - это технология получения новых
комбинаций генетического материала путем
проводимых вне клетки манипуляций с
молекулами нуклеиновых кислот и переноса,
созданных конструкций генов в живой организм, в
результате которого достигается их включение и
активность в данном организме и у его потомства.

Генно-инженерный (трансгенный) организм
(ГИО) - живой организм, который содержит
новую комбинацию генетического материала,
полученную с помощью генетической
инженерии. Как видно из этого определения,
процесс создания ГИО можно разделить на
несколько этапов. Первый этап включает
выделение и идентификацию отдельных генов
•
Следующий этап - перенос трансгенов в отдельные живые клетки
(процесс трансформации, или, как принято его называть в последнее
время, «генетической модификации») , где они могут
реплицироваться и передаваться дочерним клеткам, образовавшийся
при распределении трансформированных клеток. В случае если все
описанные процедуры прошли нормально, с одной
трансформированной клетки при культивировании возникает
множество клеток, которые содержат привнесенную искусственную
генетическую конструкцию, и при этом образуются протеины продукты трансгенов. Биосинтез новых для организма белков
является основой для проявления у него нового селекционного
признака, например толерантности к гербицидам, антибиотиков ,
устойчивости к насекомым-вредителям
•
Для одноклеточных организмов процесс генетической
модификации заканчивается, как правило, внедрением в них
рекомбинантной плазмиды и последующим отбором
трансформированных клеток. Лишь в отдельных случаях для
более высокой стабильности трансформантов добиваются
включения трансгенов в бактериальную хромосому. В случае
же высших многоклеточных организмов встраивания
трансгенов в генетический материал клетки (ДНК хромосом
или клеточных органелл - хлоропластов, митохондрий)
является обязательным. Более того, необходимо с одной или
нескольких трансформированных клеток восстановить целый
организм.
•
Как видно из приведенного выше, технология
получения генно - инженерных организмов
позволяет значительно расширить возможности
традиционной селекции. Более того, благодаря ей,
можно получать такие организмы, которые в
принципе невозможно получить с помощью
обычной селекции. Она делает реальным решение
проблем борьбы с болезнями, голодом, которые
считались ранее практически неразрешимыми .
•
В настоящее время в мире, по данным ВОЗ
(Всемирной организации здравоохранения),
насчитывается около 110 млн. человек,
страдающих диабетом. И эта цифра в ближайшие
25 лет может удвоиться. Диабет - страшное
заболевание, вызываемое нарушением работы
поджелудочной железы, вырабатывающей гормон
инсулин, необходимый для нормальной
утилизации содержащихся в пище углеводов.
•
Так, в молекуле инсулина свиньи в противовес
человеческому в одной из цепей аминокислота
треонин замещена аланином. Считается, что эти
небольшие различия могут вызвать у некоторых
пациентов серьезные осложнения (нарушение работы
почек, расстройство зрения , аллергию). Кроме того,
несмотря на высокую степень очистки, не исключена
вероятность переноса вирусов от животных к людям. И,
наконец, число больных диабетом растет так быстро,
что обеспечить всех нуждающихся животным
инсулином уже не представляется возможным.
Заметим также, что это очень дорогие лекарства.
•
Разработка технологии производства
искусственного инсулина действительно триумфом
генетики. Сначала Ф. Сэнгер в 1955 году с помощью
специальных методов определил строение
молекулы этого гормона, состав и
последовательность аминокислот в ней. В 1963
году молекулу инсулина синтезировали с помощью
биохимических методов. Однако осуществить в
промышленном масштабе столь дорогой и
сложный синтез, включающий 170 химических
реакций, оказалось сложно.
•
К середине 1980- х годов эту болезнь пытались лечить путем
введения в кровь пациентов препаратов гормона роста , выделенных
из гипофиза умерших людей. Нет смысла объяснять , насколько
сложно получить необходимое для терапии количество такого
гормона. Кроме чисто технических (в гипофизе содержится очень
небольшое количество гормона) , финансовых (препарат получается
немыслимо дорогим), этических и других проблем, есть риск
переноса пациентам опасных заболеваний, например, хорошо
известного синдрома Кройцфельда - бы - коровьего бешенства. Для
достижения положительного результата лечения соматотропин
вводят внутримышечно трижды в неделю в дозах порядка 6 - 10 мг на
килограмм веса пациента с возраста 4 - 5 лет до половой зрелости и
даже дальше. С одного трупа можно получить только 4 - 6 мг.
•
Для производства «трансгенных» медицинских препаратов в
настоящее время используют не только специальным образом
модифицированные микроорганизмы, но и культуры клеток
животных. Так, биосинтез рекомбинантного фактора VIII человеческой
крови позволяет эффективно решать проблему лечения больных
гемофилией (пониженная свертываемость крови). К этому фактор VIII
выделяли из крови доноров, что связано с риском заражения
пациентов вирусными инфекциями типа гепатита. Производство
транс генного эритропоэтина (гормона, стимулирующего
образование красных кровяных клеток человека) помогает бороться с
различными анемиями Ранее наиболее эффективным методом
лечения анемии считалось частое переливание донорской крови,
обходится очень дорого и также связано с рисками.
•
Промышленное производство антибиотиков. Во второй
половине ХХ века был открыт ряд терапевтически
ценных антибиотиков с широким спектром
антимикробного действия. Их использование
позволило эффективно бороться с микроорганизмами возбудителями брюшного тифа, дизентерии, холеры,
бруцеллеза, туляремии, а также риккетсиями
(возбудителями брюшного тифа) и крупными вирусами
(возбудителями Psyttakoza, лимфогранулематоза,
трахомы и др.). На сегодня количество известных
антибиотиков превышает 2000 , но на практике
используют около 50 наименований.
•
•
Генно-модифицированный организм (ГМО) - это любой
организм с новой комбинацией генетического
материала , полученный благодаря использованию
методов генной инженерии. А генетически
модифицированными есть все сорта растений,
полученные в результате модификации генетической
структуры исходного генотипа.
Основной целью получения ГМО является улучшение
агрономически важных признаков организма реципиента (например, повышение устойчивости
растения к гербицидам, насекомым-вредителям,
патогенных микроорганизмов) для снижения
себестоимости конечного продукта .
•
Первое сообщение об успешном создании
генетически модифицированных растений
появилось в 1983 году, где описывалось переноса
гена устойчивости к насекомым в растения табака.
Первыми генетически модифицированными
растениями, разрешенными для питания человека,
были FlavrSavr томаты, созданные калифорнийской
компанией Calgene. Эти томаты должны
улучшенную сохраняемость благодаря гену
полигалактуроназы. Впервые они
коммерциализировали в 1994 году в США.
•
Руководствуясь принципом осторожности, в течение
достаточно длительного времени необходимо
принимать меры безопасности, включая
государственное регулирование в области генно
деятельности. Задача эффективного государственного
регулирования заключается в том, чтобы обеспечить, с
одной стороны, максимально благоприятные условия
для развития генетической инженерии как одного из
приоритетных научных направлений, а с другой гарантировать безопасность при осуществлении и
использовании результатов и продуктов генно инженерной деятельности .
•
•
•
•
•
•
•
•
Преимущества использования ГMР в сельском хозяйстве:
• Устойчивость (толерантность) к гербицидам достигается благодаря переносу культурным сортам
гена бактерии, мутанта почвенной бактерии
• Agrobacterium tumefaciens (CP4) , фермента, обусловливает устойчивость к действию гербицида.
Устойчивость трансгенного сорта к определенному гербициду (глифосата и глюфозинату) позволяет
опрыскивать культуры этим гербицидом , уничтожая сорняки без ущерба для культурного растения
.
• Эффективная борьба с сорняками и увеличение доходов благодаря снижению затрат труда.
• Уменьшение использования гербицидов благодаря сокращению заявок на их поставку .
• Увеличение урожая благодаря усилению контроля над сорняками и повышению доходов .
• Использование нового (менее вредного) вида гербицидов вместо токсичных и химически стойких
видов.
• Устойчивость против насекомых - вредителей. Устойчивость ГМ - растений против насекомых вредителей достигается внесением гена, вызывающего выработку инсектицидного токсина (такого ,
как токсин Bt из бактерии Bacillus thuringiensis). Наибольших успехов в создании Bt - сортов удалось
достичь на картофеле , кукурузе и хлопчатника.
•
Проблема использования в научной, производственной и иной
деятельности человека генно-инженерных организмов (ГИО)
имеет два важных аспекта. Во-первых, современная
биотехнология может в значительной степени способствовать
решению мировых проблем благосостояния людей,
касающиеся в первую очередь неотложных потребностей в
продуктах питания, эффективного ведения сельского хозяйства
и поддержки системы здравоохранения. Во-вторых, очевидно,
что неконтролируемое создание и высвобождение ГИО в
окружающую среду может привести к нежелательным
последствиям для здоровья человека и неблагоприятных
экологических последствий .
•
Международная структура биобезопасности и структура
биобезопасности отдельных государств включают в себя ряд
основных компонентов. Во-первых, к ним относится законодательная
база, регулирующая ГИД. Во-вторых - административная система,
исполняющая, контролирующей законный порядок осуществления
ГИД. В-третьих - система обоснованного принятия решений, которая
включает оценку и предупреждение соответствующего риска ГИД
(управление риском ГИД). И, наконец, механизм информирования
общественности и участия общественности в принятии решений о
разрешении ГИД и контроле за их выполнением. Каждый компонент
структуры биобезопасности существенный и функционирует в
органической связи с другими.
•
•
•
•
•
•
Комиссия ЕС выработала определенные правила для использования принципа принятия мер
предосторожности в процедуры оценки и управления риском ГИД политически прозрачным
образом. Данные требования определяют следующее:
• Адекватность. Мероприятия по управлению риском ГИД не должны быть диспропорционально
желаемого уровня защиты и не должны иметь целью снизить риск до нуля .
• Отсутствие дискриминации. Подобные ситуации при оценке и управлении риском ГИД Не должно
рассматриваться различным образом и различные ситуации не должны рассматриваться подобным
образом без объективных оснований делать таким образом .
• Пропорциональность соответствия. Мероприятия по управлению риском ГИД в условиях
недостаточности научных данных не должны быть сравнимы по природе и масштабу с мерами, уже
принимались в подобных случаях , когда все необходимые научные данные могли быть получены.
• Изучение выгоды и стоимости действия или отсутствия действия. Такое изучение должно
включать экономический анализ (расчет соотношения цены и выгоды), когда он возможен и
выполним .
• Изучение научного развития. Мероприятия по управлению риском должны носить
предварительный (временный) характер в ожидании возможности получить более существенные
научные данные. Научные исследования должны продолжаться до получения более полных
данных.
•
•
•
•
•
При оценке риска ГИД в замкнутых системах в первую очередь оцениваются
факторы риска для здоровья человека и животных, так как высвобождение
ГИО в окружающую среду не предвидится. К их числу можно отнести
следующие потенциально опасные эффекты:
• Возможны токсические (включая канцерогенные , мутагенные) и (или)
аллергенные эффекты ГИО или продуктов их метаболизма.
• Вероятные вредные воздействия целевых продуктов ГИД (возможных
токсинов, цитокинов, аллергенов, гормонов и других биологически активных
веществ, которые могут вызвать неблагоприятные последствия при
попадании в чувствительные органы , ткани организма человека и животных)
.
• Сравнительная патогенность генно - инженерных микроорганизмов по
сравнению с донором , реципиентом (исходным родительским организмом).
• Способность к микробной обсемененности (колонизации).
•
Таким образом, основными факторами риска,
которые могут вызвать неблагоприятные
последствия для здоровья человека, являются:1)
потенциальная патогенность ГИО, 2) потенциальная
токсичность ГИО и новых продуктов питания, 3)
потенциальная аллергенность ГИО и новых
продуктов питания,4) возможность
горизонтального переноса генов устойчивости к
антибиотикам от ГИО патогенной микрофлоры
желудочно - кишечного тракта человека.