Terapeutické konce klonování | Offarm

klonování je realita, která vyvolala kontroverzní společenskou diskusi o možnosti klonování lidských bytostí. Tyto techniky jsou stále ve vývoji a jejich možnosti otevřít nové cesty směrem k vyléčení onemocnění, jako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova nemoc a inzulín-dependentní diabetes.

důležité pokroky v biotechnologii, molekulární biologii, genetice, biochemii a umělém oplodnění umožnily vývoj klonovacích technik.

Klonování se rozumí technický postup, kterým jednotlivec může být získána z buněk jiného stávající individuální, takže oba budou geneticky stejné, to znamená, že by mají stejné geny. Dokonce tak, že dva geneticky stejné jedince neznamenají, že jsou fyzicky stejné, protože genotyp (soubor genů jedince) není stejný jako fenotyp (soubor fyziologických, morfologických a behaviorálních charakteristik a které jsou výsledkem individuální vztahy s prostředím). Stručně řečeno, jen proto, že dva jedinci mají stejný genotyp, neznamená, že jsou stejní.

klonování se stalo populární po narození známé ovce Dolly. V roce 1997 se skupině skotských vědců v Roslin Institute podařilo klonovat ovce z dospělé prsní buňky. Ihned po zveřejnění výsledků v prestižním časopise Nature vzniklo velké sociální znepokojení nad důsledky, které by mohly vyplývat ze zneužití těchto technik,jako je klonování lidí.

bez ohledu na všechny kontroverze jsou terapeutické účely, které tyto klonovací techniky mohou nabídnout, velmi povzbudivé: nahradit neurony poškozeny od nehody, léčení insulin-dependentní diabetes, obnovení zdraví lidí postižených Parkinsonovou nebo Alzheimerovou chorobou, a dokonce i získat orgány pro transplantace vyhnout se imunitní odmítnutí problémy.

Pozadí

slovo klon (klon) je řeckého původu a znamená “střílet”, “pobočku” nebo “bud”. Ve vědeckém jazyce se klonem rozumí skupina jedinců, kteří sestupují z jiného nepohlavním rozmnožováním, ať už bakteriemi, rostlinami nebo zvířaty.

klon není nový, protože již existuje v přírodě jako alternativní reprodukční cesta k sexuální cestě. Na počátku evoluce byla reprodukce asexuální a potomci mikroorganismů byli geneticky rovni svým předchůdcům.

V roce 1952 první klonování experimenty pomocí žáby (Xenopus laevis) bylo provedeno s malým úspěchem, ale v roce 1967 nové pokroky byly provedeny, jako Johna Gurdona, pomocí jaderné přenos experimentů, prokazoval, že je možné klonovat žáby z buněk ve střevě. V roce 1986 získal Neal First, fyziolog na Madison University, první krávu klonováním. Použil buňku z 6denního embrya skotu a elektrickým šokem ji spojil s oplodněným vajíčkem. Výsledné embryo bylo implantováno do krávy, ze které se narodilo tele. V roce 1993 Jerry Zastavení, ředitel Oplodnění In Vitro Laboratoře na George Washington School of Medicine, zdokonalil Neal První technika dělením embrya do několika částí před implantací, ujistil ho, že pokud jeden implantát selhal, ostatní by mohly být testovány.

Později, Wilmunt a Campbell, dva vědci z Roslin Institute v Spojené Království, dokonalosti, jaderná technika transferu a v roce 1995 získal první savce naklonovaného z diferencovaných buněk: telata Megan a Morgan. Po úspěchu těchto experimentů se rozhodli použít jiné typy buněk různého původu jako dárce jádra. Nakonec se v roce 1997 narodila ovce Dolly, první savec klonovaný z dospělé buňky.

Několik možností s nejvyšší očekávání klonování, je studium molekulární mechanismus projevu a represe genů

Techniky

buňky našeho těla jsou rozděleny do dvou skupin: zárodečných buněk, v případě člověka a většiny savců jsou vajíčka a spermie, a somatické buňky, což jsou ostatní buňky, a až dosud to bylo si myslel, že nemohou vést k úplné individuální.

hlavní rozdíl mezi somatických a zárodečných buněk, je, že druhá polovina genetické založení ze somatických buněk, tj. pokud somatické buňky mají 46 chromozomů, zárodečných buněk podstoupit dvojí dělení prostřednictvím procesu meiózy, v které snižují jejich chromozomální nadační o polovinu (23 chromozomů).

Jedna polovina mateřských chromozomů z vajíčka a druhá polovina z otcovy spermie jsou povinni pocházejí nového jedince prostřednictvím pohlavního rozmnožování. Spojení dvou zárodečných buněk povede k embryu s celkem 23 páry chromozomů nebo, co je stejné, s celkem 46 chromozomy.

Klonování je typ nepohlavního rozmnožování získat geneticky stejné jedince, a proto, na rozdíl od pohlavního rozmnožování, tam je směs genů od obou rodičů, ale klonovaný jedinec obsahuje 46 chromozomů dárce buněk, tak to bude geneticky rovná jeho “rodič”.

klonování v podstatě skládá ze sloučení jádra dárcem somatické buňky, která proto obsahuje kompletní genomové obálku, s vajíčkem, z nichž jádra byla dříve získané. Jednou pojistkou, dělení buněk je stimulována a konečně implantována do dělohy zvířete vyvíjet embryo.

existuje několik technik pro získání klonů; první, kterou vysvětlíme, je technika buněčnou excizí. Tento postup umožňuje získat několik klonovaných jedinců, ale odlišných od jejich předků. To spočívá v hnojení vejce s spermie ve zkumavce, v době rozdělení oplodněné vajíčko dosáhne určitého stupně, těsně předtím, než diferencované buňky mají vést k různé funkce, jsou odděleny od buněk, a z každé z nich, jsme-li získat kompletní individuální. Jádra těchto buněk jsou implantována uvnitř enukleovaného vajíčka (jádro bylo dříve odstraněno) a chována ve zkumavce, dokud nedosáhnou stupně 80-100 buněk; nakonec jsou implantovány do dělohy, což jsou zvířata, která se navzájem rodí klony, to znamená, že mají stejnou genetickou informaci.

ovce Dolly je výsledkem jiné klonovací techniky. Nebyl získán z embryonální buňky, ale ze somatické buňky dospělé Ovce. Novinkou v této technice bylo prokázat, že diferencovaná somatická buňka se specifickou funkcí by se mohla vrátit do primitivnějších stádií, aby mohla vzniknout úplný organismus. K tomu, dárce buněk byl nejprve musí být ve stavu zatčení buněčného cyklu, to je, jako kdyby to bylo ve stavu latence, protože to je věřil, že regulační molekuly přijímající vejce zákona o převedena jádra přeprogramováním. Po přenosu jádra somatické buňky do enukleovaného receptor vaječné buňky, pulsy elektrického proudu byly použity k vyvolání buněčné fúze a napodobují stimulaci, které by se normálně provádí spermií. Nakonec byla implantována do dělohy adoptivní matky. Tento nový jedinec má stejnou genetickou informaci jako dospělá somatická buňka použitá jako dárce.

O rok později narození ovce Dolly, University of Massachusetts, se svým programem Pokročilé Mobilní Technologie, dosáhl klonování skotu

výkon technika byla velmi nízká: z fúze 277 enukleovaných vajec s odpovídající kultivovanou buňkou bylo získáno pouze 29 embryí, které byly přeneseny do dělohy různých ovcí; ze všech se narodilo pouze jedno jehněčí: Dolly.

jeden rok po narození ovce Dolly získala University of Massachusetts s programem Advanced Cell Technology klonování skotu. Klony byly získány z fibroblastů (pojivové tkáně embrya). Fibroblasty jsou buňky, které jsou v raných stádiích buněčné diferenciace, to znamená, že nejsou tak diferencované jako buňky dospělého organismu. Tyto klony měly také zvláštnost, že se jednalo o transgenní zvířata (zavedli lidský gen), s možností produkovat v mléce protein používaný pro terapeutické účely. Jeho úspěch byl relativní, protože z 6 implantovaných klonů přežily pouze 4 a jeden z nich zemřel po 5 dnech. Následně bylo provedeno více klonovacích experimentů z buněk různých tkání, jak fetálního, tak dospělého původu, ale všechny přinesly méně úspěšné výsledky.

Léčebné účely

klíčem k úspěchu experimenty Wilmut a jeho spolupracovníci ležel ve studii buněčný cyklus somatických buněk. Až dosud se věřilo, že diferencovaná somatická buňka nemůže znovu získat vlastnosti pluripotenciality. Všechny buňky mají v jádru stejnou genetickou informaci, ale jak se embryo vyvíjí, tyto buňky se budou diferencovat a vzniknou různé orgány a tkáně. Wilmuntovy experimenty ukázaly, že tyto buňky, jakmile jsou diferencovány, mohou být přeprogramovány a znovu získat vlastnosti pluripotenciality pro vývoj nového organismu.

jak bylo uvedeno výše, úspěch ovcí Dolly je relativní, protože byl získán po 277 fúzích oocytů s donorovým jádrem. Není také jasné, jaký typ buněk byl použit jako dárce, protože kultura používá obsažené buňky v různých stádiích diferenciace, které se přirozeně nacházejí v mléčné žláze. Ani role, kterou hraje mitochondriální DNA vzaty v úvahu; to je zbytkově nalézt v mitochondriích (buněčných organel, které se nacházejí v buňce, a které slouží pro “dýchání” buněk) enukleovaného receptor vejce. Kromě toho všechny dosud popsané klonovací studie ukazují vysoký počet úmrtí během embryonálního a fetálního vývoje. Pouze 1-2% embryí dosáhne termínu a dokonce i některé z klonů, které přežijí porod, zemřou v krátkodobém horizontu.

složitost těchto technik a primitivní fáze jejich vývoje jsou tedy jasné, ale stojí za to zlepšit, protože výhody klonování jsou mnohonásobné.

dobrým příkladem použití klonovacích technik spolu s technikami pro získání transgenních zvířat je Ovce Polly. Tato ovce byla vytvořena stejnou skupinou, která vytvořila ovce Dolly. Polly je transgenní zvíře, to znamená, že byl začleněn lidský gen (konkrétně Gen faktoru IX), který kóduje syntézu krevního proteinu použitého k léčbě hemofilie, takže Polly segreguje tento lidský protein ve svém mléce.

i když tyto pokusy s transgenní zvířata byly po několik let, rozdíl je v tom, že klonování by mohlo produkovat velké množství ženských ovce produkující mléko s těmito proteiny.

další možností je generace zvířecích orgánů podrobených genetické manipulaci, aby se přizpůsobily lidským transplantacím. Jakýkoliv orgán z prasete, například jater nebo ledvin, by měl být odmítnut muž v důsledku imunitní imunitní reakcí, ale tyto reakce jsou způsobeny známou bílkovin, takže pokud jsme byli schopni geneticky upravit zvířat tak, že se nevyrábí tento typ proteinu jistě transplantace může být provedena úspěšně.

jednou z nejočekávanějších možností klonování je molekulární studium mechanismu exprese a represe genů. To znamená, že ví, proč je gen exprimován za určitých okolností nebo potlačené (zastaví vyjádření) v jiných, mohli bychom vědět, mnoho ze základních mechanismů, které ovládají život. Například bychom mohli regenerovat poškozené buňky, jako jsou nervové buňky, které nemají schopnost regenerace. Nervové buňky se reprodukují během vývoje embrya a během raných stádií života, ale když je jedinec dospělý, přestanou se reprodukovat. Kdybychom znali molekulární mechanismy, které umožňují” zapnout ” geny k reprodukci, mohli bychom v případě zranění vyléčit poškozené neurony.

jednou z alternativ, která představuje nejetičtější problémy, je získání embryí k získání pluripotenciálních embryonálních buněk za účelem léčby v současné době nevyléčitelných onemocnění. Embryo by mohlo být vytvořeno jaderným přenosem pomocí somatické buňky jedince a lidského vajíčka. Embryo by se vypracovat do první fáze diferenciace (preembrion), protože v těchto raných fázích embryonální buňky jsou multipotential a mohou být odvozeny vytvořit specifický typ buněk. Odtud by mohly být specifické buněčné linie kultivovány a nahrazeny postiženými buňkami pacienta.

Alternativně pro terapeutické účely, klonování může mít i jiné aplikace, které nejsou zanedbatelné, jako je získání kopie jedince, kteří v oblasti živočišné měl zvláště výhodné genetické vlastnosti, optimalizace chovu hospodářských zvířat.

Etické problémy

vědecká komunita není pochyb o tom, že možnosti klonování techniky mohou využívat miliony lidí, ale stejně jako ve všech vědeckých poznatků, tam je vždy “temné straně”. Již dříve jsme zmínili terapeutické účely těchto technik, ale z toho vyplynula etická debata spojená s manipulací a ničením embryí a možným vytvořením klonových lidských bytostí.

vědci a odborníci v genetice a bioetice nesouhlasí s použitím embryí. Klonování embryí pro lidskou produkci bylo většinou odmítnuto, ale klonování embryí pro terapeutické účely bylo otevřenou debatou. Někteří hájí klonovací techniky pomocí dospělých somatických buněk; tímto způsobem bychom se vyhnuli získání “rezervních embryí”, ale být dospělými buňkami představuje více technických problémů než embryonální buňky.

v Poslední době, Spojené Království má novou legislativu, která umožní klonování lidských embryí méně než 14 dní (proembrions) pro výzkum pro léčebné účely, zatímco Španělsko se bude postupovat podle pokynů stanovených Evropskou Komisí. *

Obecná bibliografie

Campbell KHS, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut i. Ovce klonované jaderným přenosem z kultivované buněčné linie. Příroda 1996; 380: 64-66.

výbor odborníků na bioetiku a klonování. Zpráva o klonování. Mezi hranicemi života. Ústav bioetiky nadace zdravotnických věd. Madrid: Doce Calles, 1999.

Gurdon JB. Jaderná transplantace ve vejcích a oocytech. J Cell Sci Suppl 1986; 4: 287-318.

Palacios m. klonování člověka pro terapeutické účely. Některé biologické, etické a právní aspekty. Madrid: Mezinárodní společnost bioetiky, 2000.

Shamblott MJ et al. Odvození pluripotentních kmenových buněk z kultivovaných lidských prvotních zárodečných buněk. Sborník Národní akademie věd, 1995.

Suzuki DT, Griffiths AJF, Miller JH, Lewontin RC. Úvod do genetické analýzy. Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España, 1989.

Wilmut i.terapeutické klonování. Výzkum a věda 1999; 269: 24-29.

Wilmut I, Schieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KHS. Životaschopní potomci pocházející z fetálních a dospělých savčích buněk. Příroda 1997; 385: 810-813.