מחקר חדש בהובלתו של ד"ר שי כרמי שפורסם במגזין הנחשב Cell, מוריד ציפיות ל"השבחת" הדור הבא באמצעות בדיקה גנטית של עוברים

הורים נשאים של מוטציות גורמות מחלה נמצאים בסיכון גבוה להביא לעולם ילדים חולים במחלות גנטיות קשות. בדיקה גנטית של עוברים (Preimplantation genetic diagnosis, או PGD) היא טכנולוגיה ותיקה, המסייעת לזוגות נשאים ללדת ילדים בריאים. בטכנולוגיה זו, ההורים עוברים הפריה חוץ גופית (IVF) על מנת ליצור מספר עוברים. תא בודד נלקח מכל עובר ונבדק לנשאות של המחלה, ורק עוברים בריאים מושרשים ("מוחזרים") לרחם האשה. הטכנולוגיה המסורתית לבדיקה גנטית של עוברים מסתמכת על סקירה של מוטציה אחת או מוטציות בודדות. אבל בשנים האחרונות, טכנולוגיות חדשות מאפשרות לקרוא את רצף הדנ"א השלם (הגנום) של העובר או את רובו. במקביל, לאחרונה התפרסמו מחקרים גדולים שמצאו קשר בין אלפי מוטציות לבין תכונות כמו גובה או משכל, מה שאמור לאפשר יכולת ניבוי של תכונה של אדם לפי רצף הדנ"א שלו.

האפשרות לנבא תכונות באמצעות "ציון" גנטי, גם אם לא במדויק, גורמת לעניין רב בקהילה המדעית ובציבור. בין השאר, עולה האפשרות לחשב "ציון" גנטי עבור תכונות כמו גובה, משקל, או מנת משכל עבור אותם עוברים שנוצרו ב- IVF, ולבחור את העובר בעל הציון הטוב ביותר – למשל, הגבוה ביותר או החכם ביותר. בחירה של עוברים על פי מידע גנטי מעוררת מחלוקות אתיות רבות ולכן אסורה ברוב המדינות (כולל ישראל), אך לא בארה"ב. עם זאת, לשיטה גם פוטנציאל לשפר את איכות החיים והבריאות של הדור הבא. כך או כך, מכיוון שהטכנולוגיה המאפשרת בחירת עוברים עבור תכונות היא חדשה, אין כלל מידע על האם השיטה תעבוד. במידה וזוג ירצה ליצור עוברים ב- IVF ולבחור את העובר בעל הציון הגנטי הגבוה ביותר עבור תכונה כגון מנת משכל, כמה "חכם" יותר יהיה הצאצא?

מחקר חדש בהובלת ד"ר שי כרמי מבית הספר לבריאות הציבור של הפקולטה לרפואה, בחן את האפקטיביות של ברירת עוברים למטרות "השבחה" גנטית בהתבסס על האמצעים שעומדים לרשות המדע. ד"ר כרמי: "במחקר שלנו, הערכנו את התועלת הצפויה מבחירת עוברים על ידי שימוש במספר שיטות. ראשית, הרצנו סימולציות על בסיס מידע גנטי של כמה מאות פרטים (מתוך מחקרים גנטיים קודמים), ובהן זיווגנו שני פרטים ויצרנו במחשב גנומים של העוברים הצפויים להם. בדקנו את הציון הגנטי של כל עובר לגובה או מנת משכל, ולקחנו את העובר בעל הציון הגבוה ביותר. בדקנו מה ההפרש הצפוי בגובה או מנת משכל בין העובר בעל הציון הגבוה ביותר לבין עובר ממוצע. לאחר מכן וידאנו את התוצאות בעזרת מודל מתמטי החוזה את ההפרש מתוך עקרונות סטטיסטיים של תורשה של תכונות".

התוצאות כי הראו כי התועלת הצפויה מבחירת עוברים היא קטנה יחסית. בחירה של העובר בעל הציון הגבוה ביותר לגובה מתוך 5 עוברים (מספר אופייני לטיפולי IVF) תוביל לעלייה ממוצעת של כ- 2.5 ס"מ בלבד בגובה של העובר הנבחר ביחס לעובר ממוצע של אותה משפחה. בחירה של העובר בעל הציון הגבוה ביותר למנת משכל תוביל לעלייה ממוצעת של כ- 2.5 נקודות IQ בלבד ביחס לעובר ממוצע (הדמיון בין הערכים המספריים של גובה ומנת משכל הוא צירוף מקרים בלבד). גם אם הניסוי יתבצע במספר רב יותר של עוברים, נקבל תוצאות דומות. בחירה של הטוב מבין 10 עוברים תוביל לעלייה ממוצעת של 3 ס"מ בגובה או 3 נקודות IQ בלבד. הגדלה נוספת של מספר העוברים (מה שכמעט בלתי מושג בהליך הפריה חוץ גופית), תעלה את התכונה בקצב איטי ביותר, כך שאין כמעט תועלת באפיק זה.

מכיוון שישנם הורים שעבורם גם עליה של 2-3 ס"מ או נקודות IQ תהיה משמעותית, נשאלת השאלה עד כמה ניתן להבטיח כי עלייה זו אכן תתרחש. ד"ר כרמי הסביר: "התשובה היא כי העלייה אינה מובטחת כלל. יתכן כי במשפחה מסוימת, העובר הנבחר יגדל להיות גבוה ב-10 ס"מ ביחס לממוצע המשפחתי, אבל במשפחות אחרות, העובר לא רק שלא יהיה הגבוה ביותר, אלא אף יגדל להיות נמוך מהממוצע. התועלת בביצוע הבדיקה הגנטית תלויה בגורמים רבים שאינם בשליטת ההורים. תכונות כמו גובה או מנת משכל מושפעות גם מגורמים גנטיים רבים שאינם ידועים לנו וכן מגורמים סביבתיים אשר איננו יכולים לחזותם".

מכיוון שיש בעיות אתיות במחקר על עוברים, ד"ר כרמי ושותפיו השתמשו בנתונים של מחקר גנטי באוכלוסייה היהודית שהתפרסם לאחרונה וקבע את רצף הדנ"א ואת הגובה של משתתפים שהגיעו ממשפחות מרובות ילדים. החוקרים בחנו את הגנום של האחים מאותה משפחה כאילו היו של עוברים, בחרו מתוכם את ה"עובר" המוצלח ביותר והשוו את התוצאות לגובה של האחים במציאות, כאשר האחרים כבר בוגרים. לפי תוצאות הניסוי, האח בעל הציון הגנטי הגבוה ביותר היה רק ברבע מהמקרים הגבוה ביותר. בשאר המקרים, האח בעל הציון הגבוה ביותר (כלומר אותו אחד שהיה נבחר במידה והיה מדובר בעוברים) לא היה הגבוה ביותר, ובחמש משפחות הוא היה אף נמוך מהממוצע. אי הודאות תהיה גדולה אף יותר עבור מנת משכל, מכיוון שזו ניתנת לניבוי בדיוק נמוך הרבה יותר ביחס לגובה.

ד"ר כרמי: "ישנם גורמים רבים נוספים שיובילו לאי ודאות או לעלייה קטנה הרבה יותר בתכונה מהמודל שהצענו. ראשית, מספר העוברים המתקבל במחזור IVF יכול להיות מאוד קטן, וחלק משמעותי מהעוברים כלל לא יובילו להריון ולידה. במקרים רבים אין יותר מעובר אחד, כך שלא ניתן לבחור כלל. שנית, יכולת הניבוי בפועל של הציונים הגנטיים צפויה להיות קטנה משמעותית מאשר מה שדווח עד כה בספרות. כמו כן, סביר להניח שהורים לא יעצרו בתכונה אחת. אם כבר בוצע ריצוף גנטי של כל העוברים, מדוע לא לבחור את העובר הטוב ביותר עבור גם עבור גובה וגם עבור מנת משכל או תכונות נוספות? אך מסתבר כי ככל שמוסיפים תכונות, כך התועלת עבור כל תכונה קטנה. למשל, אם בוחרים את העובר עם הציון המקסימלי עבור גובה ושלוש תכונות (בלתי תלויות) נוספות, העלייה הממוצעת בגובה של העובר הנבחר תהיה רק חצי מהעלייה במידה והיינו בוחרים רק גובה. יש גם לזכור כי כאשר הורים יבחרו עוברים על פי תכונה מסוימת, אין לדעת אלו תכונות לא רצויות או מחלות יבחרו במקביל."

Cell, Karavani et al.: “Screening human embryos for polygenic traits has limited utility” Link DOI: 10.1016/j.cell.2019.10.033