Werden Eltern bald die Macht haben zu entscheiden, wie groß oder intelligent ihre Kinder sein werden?
Wahrscheinlich nicht, wie neue Forschungsergebnisse vermuten lassen.
Die ethische Debatte dreht sich um das Konzept der sogenannten "Designerbabys" - Nachkommen, deren Embryonen entweder für bestimmte Merkmale ausgewählt oder gentechnisch so verändert wurden, dass sie ausgewählte genetische Merkmale aufweisen. Designerbabys waren einst eine Science-Fiction-Realität und wurden zu einer realisierbaren Realität, wie ein Schurkenwissenschaftler kürzlich demonstrierte, indem er die ersten genbearbeiteten Babys der Welt schuf.
Obwohl das Editieren von Genen viel Aufsehen erregt, zeigt eine neue Studie, die heute (21. November) in der Zeitschrift Cell veröffentlicht wurde, eine alternative Technik zur Erzeugung von Designerbabys auf: die Auswahl "überlegener" Embryonen durch erstes Screening ihrer DNA.
Kliniker verwenden bereits eine Technik namens "Präimplantations-Gentest" (PGT), um Embryonen zu untersuchen, die durch In-vitro-Fertilisation (IVF) erzeugt werden - ein Verfahren, bei dem Ärzte die Geschlechtszellen der Eltern im Labor kombinieren und den resultierenden Embryo später in die Gebärmutter einer Person implantieren . Kliniker verwenden PGT, um genetische Mutationen zu erkennen, die zu Krankheiten führen könnten. Möglicherweise könnte jedoch das gleiche Verfahren verwendet werden, um wünschenswerte Merkmale wie Größe und Intellekt auszuwählen.
Neben den ethischen Dilemmata weist die Idee, "optimale" Embryonen anhand ihrer Gene auszuwählen, einen entscheidenden Fehler auf: Niemand weiß, ob dies tatsächlich funktionieren würde.
"Die Leute können sich streiten, ob es eine gute oder eine schlechte Idee ist, aber ... die Leute wussten nicht wirklich, ob es funktionieren würde oder nicht", sagte Co-Autor Shai Carmi, dessen Labor Statistik und Populationsgenetik an der Hebrew University of studiert Jerusalem. Carmi und seine Kollegen verwendeten eine Kombination aus genetischen Daten, Computermodellen und realen Fallstudien, um zu untersuchen, ob Wissenschaftler PGT wirklich verwenden könnten, um sicherzustellen, dass ein bestimmtes Kind unglaublich groß oder besonders klug wird.
Es stellt sich heraus, dass die Wissenschaft einfach noch nicht da ist.
"Wenn wir uns die Momentaufnahme dessen ansehen, was wir heute mit der aktuellen Technologie erreichen können ... sind die Gewinne insbesondere für IQ eher begrenzt", sagte Carmi. Nach den Modellen des Teams können Embryonen, die im besten Fall auf höhenverbessernde Gene untersucht wurden, im Durchschnitt nur etwa 3 Zentimeter an Körpergröße gewinnen. Auf Intellekt gescreente Embryonen erhalten im Durchschnitt nur etwa 3,0 IQ-Punkte. In der Realität wären die Vorteile wahrscheinlich weniger erheblich, und es könnte keiner garantiert werden.
Mit anderen Worten, der IQ eines Designer-Babys könnte "viel niedriger oder viel höher sein als erwartet", sagte Carmi.
"Viel Unsicherheit"
Um zu ihren Schlussfolgerungen zu gelangen, sammelten Carmi und seine Co-Autoren vollständige DNA-Sätze von realen Personen und kombinierten die DNA jeder Person mit der einer anderen Person. Diese "Paare" fungierten als imaginäre Paare für ihr Computermodell. Anschließend stellten sie 10 virtuelle Embryonen her, indem sie die DNA jedes Paares kombinierten, und untersuchten die Embryonen auf Gene, die mit Größe und kognitiven Fähigkeiten zusammenhängen.
Eine Vielzahl von Genen beeinflusst, wie groß und wie hell eine bestimmte Person sein wird, sagte Carmi. In früheren Studien haben Wissenschaftler diese speziellen DNA-Segmente durch Durchsuchen der Genome von Hunderttausenden von Individuen lokalisiert. Die Forscher verdichteten dann den Datenberg zu "polygenen Scores", einer Metrik, die angibt, wie viel Einfluss verschiedene Gene auf ein bestimmtes Merkmal haben.
Sie berechneten zwei polygene Scores für ihre imaginären Embryonen: für Größe und IQ. Für jedes fiktive Paar wählte das Team den besten Embryo für jedes Merkmal aus - theoretisch sollten die besten Embryonen die größten und klügsten Kinder hervorbringen, sagten sie voraus.
Der Unterschied zwischen den Embryonen mit der "besten" und der "schlechtesten" Punktzahl erwies sich jedoch als relativ gering.
"Die Schlussfolgerung ist, dass sich die Embryonen nicht so stark voneinander unterscheiden", sagte Dr. Sinem Karipcin, Fruchtbarkeitsspezialist und Direktor des Programms zur Vorbeugung genetischer Krankheiten am Fruchtbarkeitszentrum der Columbia University, der nicht an der Studie beteiligt war. Angesichts der Tatsache, dass jeder Satz von 10 Embryonen von denselben imaginären Eltern stammte, ist der Mangel an genetischer Vielfalt nicht so überraschend, sagte Karipcin. Zwei DNA-Sätze können nur auf so viele Arten kombiniert werden, und die gleiche Einschränkung würde für echte Eltern gelten, die versuchen, Designer-Embryonen auszuwählen.
Darüber hinaus sind polygene Werte für Größe und IQ möglicherweise nicht sehr nützlich, um die tatsächliche Größe und Intelligenz einer Person vorherzusagen, sagte Carmi. Anhand von 28 Familien als Fallstudie wendeten die Autoren ihr Computermodell auf echte Eltern und ihre erwachsenen Kinder an. Mit den genetischen Daten jeder Familie machte das Team Vorhersagen darüber, welches Kind am größten sein sollte, und überprüfte dann seine Arbeit mit den wahren Höhen der einzelnen Geschwister.
"Wir haben gesehen, dass das Kind tatsächlich größer als der Durchschnitt ist ... aber wir sehen auch, dass es eine Menge Unsicherheit gibt", sagte Carmi. In einigen Familien war das hochrangige Kind etwa 10 Zentimeter größer als das durchschnittliche Geschwister. In anderen Fällen fiel das hochrangige Kind deutlich unter die durchschnittliche Größe.
Selbst in ihren simulierten Modellen stellten die Forscher fest, dass die wahre Größe eines Designerbabys um etwa 5 bis 10 cm vom vorhergesagten Wert abweichen kann. Der IQ kann in beiden Richtungen um fast 20 Punkte variieren.
Der wahre Wert des genetischen Screenings
Abgesehen von der inhärenten Unsicherheit der Genetik trüben andere Faktoren die Vorhersagegenauigkeit der polygenen Scores für Größe und IQ, stellten die Autoren fest. Umweltbedingungen wie Ernährung und Erziehung beeinflussen auch die körperliche und kognitive Entwicklung von Kindern und können nicht durch genetisches Screening erfasst werden. Polygene Scores basieren überwiegend auf europäischer DNA, was bedeutet, dass die Metrik für Menschen anderer Vorfahren möglicherweise nur einen geringen Wert hat, sagte Karipcin. In ihrer Studie arbeiteten die Autoren auch mit einer ungewöhnlich hohen Anzahl von Embryonen, fügte sie hinzu.
Ein junges Paar kann durch IVF fünf bis acht Embryonen produzieren, was den Klinikern die Möglichkeit gibt, mit ihnen zu arbeiten, sagte Karipcin. Aber nach dem 35. Lebensjahr kann eine Mutter möglicherweise nur ein oder zwei lebensfähige Embryonen durch das Verfahren produzieren, sagte sie. Abgesehen von der geringen Anzahl können etwa 40% der Embryonen des 35-Jährigen eine abnormale Anzahl von Chromosomen enthalten. Chromosomen verpacken DNA in X-förmige Bündel, und Menschen tragen normalerweise 23 Paare dieser Strukturen pro Zelle. In den meisten Fällen können Menschen mit einer abnormalen Anzahl von Chromosomen nicht überleben - diejenigen, die überleben, werden laut der Universität von Utah mit Entwicklungsstörungen wie dem Down-Syndrom oder dem Turner-Syndrom geboren.
Bis die potenzielle Mutter 43 Jahre alt ist, könnten etwa 90% ihrer IVF-Embryonen zu viele oder zu wenige Chromosomen tragen, sagte Karipcin.
Zu diesem Zeitpunkt wäre es wahrscheinlich eine vergebliche Übung, die Handvoll Embryonen nach Größe oder Intelligenz zu ordnen. Selbst wenn diese biologische Einschränkung nicht existiere, bezweifle Karipcin, dass viele Eltern sich dafür entscheiden würden, Gentests zu verwenden, um das Aussehen und die Fähigkeiten ihrer Kinder anzupassen. Die Eltern scheinen mehr darauf bedacht zu sein, dass ihre Kinder gesund und unversehrt von Krankheiten aufwachsen, als unglaublich groß, sagte sie.
Karipcin verwendet PGT regelmäßig, um Embryonen auf genetische Macken wie Einzelgenmutationen oder zusätzliche Chromosomen zu untersuchen, und kann zuverlässig vorhersagen, ob sich aus einem bestimmten Embryo ein Kind mit Down-Syndrom, Mukoviszidose, Muskeldystrophie oder Fragile X-Syndrom entwickeln kann. Die hoffnungsvollen Eltern unterziehen sich auch Gentests, um festzustellen, ob sie Erbkrankheiten tragen, die sie an ihre Kinder weitergeben könnten.
"Wenn beide Elternteile Träger sind, ist dies die einzige Möglichkeit, um sicherzustellen, dass sie die Krankheit nicht auf ihre Kinder übertragen", bestätigte Carmi. Während Eltern die Größe ihres Kindes noch nicht anpassen können, könnten sie genetisches Screening verwenden, um ihre zukünftige Gesundheit zu verbessern.
