Kloonauksen | Offarmin terapeuttiset päät

kloonaus on tosiasia, joka on synnyttänyt kiistellyn yhteiskunnallisen keskustelun ihmisen kloonauksen mahdollisuudesta. Nämä tekniikat ovat vielä kehitteillä, ja niiden mahdollisuudet avaavat uuden polun Alzheimerin taudin, Parkinsonin taudin ja insuliinista riippuvan diabeteksen kaltaisten sairauksien parantamiseen.

biotekniikan, molekyylibiologian, genetiikan, biokemian ja keinolannoituksen merkittävät edistysaskeleet ovat mahdollistaneet kloonaustekniikoiden kehittämisen.

Kloonauksella tarkoitetaan teknistä menettelyä, jolla yksilö voidaan saada toisen olemassa olevan yksilön solusta niin, että molemmat olisivat geneettisesti tasa-arvoisia eli heillä olisi samat geenit. Tästä huolimatta kaksi geneettisesti tasa-arvoista yksilöä ei tarkoita, että he olisivat fyysisesti tasa-arvoisia, koska genotyyppi (yksilön geenien joukko) ei ole sama kuin fenotyyppi (fysiologisten, morfologisten ja käyttäytymisominaisuuksien joukko ja jotka ovat seurausta yksilön suhteista ympäristöön). Lyhyesti sanottuna se, että kahdella yksilöllä on sama genotyyppi, ei merkitse sitä, että ne olisivat samanlaisia.

kloonauksesta tuli suosittua tunnetun Dolly-lampaan syntymän jälkeen. Vuonna 1997 ryhmä skotlantilaisia tutkijoita Roslin-instituutissa onnistui kloonaamaan lampaan aikuisen rintasolusta. Heti tulosten julkaisemisen jälkeen arvostetussa Nature-lehdessä heräsi suuri yhteiskunnallinen huoli seurauksista, joita näiden tekniikoiden väärinkäytöstä, kuten ihmisten kloonauksesta, voisi seurata.

kaikista kiistoista huolimatta näiden kloonaustekniikoiden terapeuttiset tarkoitukset ovat erittäin rohkaisevia: korvata neuronien vaurioitunut onnettomuus, parantaa insuliinista riippuvainen diabetes, palauttaa terveyden kärsivien Parkinsonin tai Alzheimerin tauti, ja jopa hankkia elimiä elinsiirtoja välttäen immuunijärjestelmän hylkimisvaikeuksia.

Tausta

sana klooni (klon) on kreikkalaista alkuperää ja tarkoittaa “ampua”, “oksa” tai “nuppu”. Tieteellisessä kielenkäytössä klooni käsitetään ryhmäksi yksilöitä, jotka polveutuvat suvuttomasti suvuttomasti lisääntyvästä toisesta, olipa kyse bakteereista, kasveista tai eläimistä.

klooni ei ole Uusi, sillä se esiintyy jo luonnossa vaihtoehtoisena lisääntymisreittinä sukupuolitielle. Evoluution syntyvaiheessa lisääntyminen oli suvutonta ja mikro-organismien jälkeläiset olivat geneettisesti edeltäjiensä veroisia.

vuonna 1952 tehtiin ensimmäiset kloonauskokeet sammakoiden (Xenopus laevis) avulla huonolla menestyksellä, mutta vuonna 1967 saatiin uusia edistysaskeleita, kun John Gurdon osoitti ydinsiirtokokeilla, että sammakon kloonaaminen suoliston soluista oli mahdollista. Vuonna 1986 Madisonin yliopiston fysiologi Neal First hankki ensimmäisen lehmän kloonaamalla. Hän käytti 6 päivää vanhasta naudan alkiosta saatua solua ja sulatti sen sähköiskulla hedelmöittyneeseen munasoluun. Syntynyt alkio istutettiin lehmään, josta syntyi vasikka. Vuonna 1993 George Washington School of Medicinen Koeputkihedelmöityslaboratorion johtaja Jerry Halt kehitti Neal First-menetelmän jakamalla alkion useisiin osiin ennen implantaatiota ja vakuutti, että jos yksi implantti epäonnistuu, muut voidaan testata.

myöhemmin Wilmunt ja Campbell, kaksi brittiläisen Roslin-instituutin tutkijaa, viimeistelivät ydinsiirtotekniikan ja saivat vuonna 1995 ensimmäiset eriytyneistä soluista kloonatut Nisäkkäät: vasikat Megan ja Morgan. Kokeiden onnistuttua he päättivät käyttää tuman luovuttajina muita eri alkuperää olevia solutyyppejä. Lopulta vuonna 1997 syntyi Dolly-lammas, ensimmäinen aikuisen solusta kloonattu nisäkäs.

muutamia mahdollisuuksia, joilla on eniten odotuksia kloonaus, on tutkimus molekyylitason mekanismi ilmentymisen ja tukahduttaminen geenien

tekniikat

kehomme solut on jaettu kahteen ryhmään: sukusolut, kun kyseessä on ihmisen ja useimmat nisäkkäät ovat munat ja sperma, ja somaattiset solut, jotka ovat loput solut, ja tähän asti ajateltiin, että ne eivät voi johtaa täydellinen yksilö.

tärkein ero somaattisten ja sukusolujen välillä on se, että somaattisilla soluilla on puolet somaattisen solun geneettisestä kyvystä, eli jos somaattisilla soluilla on 46 kromosomia, sukusolut käyvät kaksijakoisesti läpi meioosin prosessin, jossa ne vähentävät kromosomimääräänsä puolella (23 kromosomia).

puolet emon kromosomeista munasolusta ja toinen puoli isänpuoleisesta siittiöstä tarvitaan uuden yksilön syntymiseen suvullisen lisääntymisen kautta. Kahden sukusolun liitosta syntyy alkio, jossa on yhteensä 23 kromosomiparia tai, mikä on sama, yhteensä 46 kromosomia.

Kloonaus on suvuton lisääntymistapa, jolla pyritään saamaan geneettisesti tasa-arvoisia yksilöitä, joten toisin kuin suvullisessa lisääntymisessä, ei ole olemassa molempien vanhempien geenien sekoitusta, vaan kloonattu yksilö sisältää luovuttajasolun 46 kromosomia, joten se on geneettisesti samanarvoinen “vanhemman”kanssa.

kloonaustekniikka koostuu periaatteessa luovuttajan somaattisen solun tuman yhdistämisestä munasoluun, josta tuma on aiemmin uutettu. Kun solu on fuusioitunut, se stimuloidaan ja lopulta istutetaan eläimen kohtuun alkion kehittämiseksi.

kloonien hankkimiseen on useita tekniikoita; ensimmäinen, jonka selitämme, on tekniikka solujen poistolla. Tämä menettely mahdollistaa saada useita kloonattu yksilöitä, mutta eroaa niiden kantaisää. Se koostuu munasolun hedelmöittämisestä siittiöllä koeputkessa, sillä hetkellä, kun hedelmöittyneen munasolun jakautuminen on saavuttanut tietyn vaiheen, juuri ennen kuin solut ovat erilaistuneet synnyttämään erilaisia toimintoja, erotetaan soluista ja jokaisesta niistä saamme täydellisen yksilön. Näiden solujen tumat istutetaan enukleoituneen munasolun sisään (tuma on poistettu aiemmin) ja niitä kasvatetaan koeputkessa, kunnes ne saavuttavat 80-100 solun tason.; lopuksi ne istutetaan kohtuun, koska eläimet ovat syntyneet klooneja toisistaan, eli että niillä on sama geneettinen informaatio.

Dolly-lammas on toisen kloonaustekniikan tulos. Sitä ei saatu alkiosolusta, vaan aikuisen lampaan somaattisesta solusta. Uutuutena tässä tekniikassa oli osoittaa, että erilaistunut somaattinen solu, jolla on tietty funktio, voisi palata alkeellisempiin vaiheisiin, niin että se voisi saada alkunsa täydellisestä organismista. Tätä varten luovuttajasolun piti ensin olla solusyklin pysäytystilassa eli ikään kuin se olisi latenssitilassa, koska uskotaan, että vastaanottavan munasolun säätelymolekyylit vaikuttavat siirrettyihin ytimiin uudelleenohjelmoimalla ne. Kun somaattisen solun tuma oli siirretty enukleoituneeseen reseptorimunasoluun, solufuusion aikaansaamiseksi käytettiin sähkövirtapulsseja, jotka jäljittelivät stimulaatiota, jonka siittiöt normaalisti suorittaisivat. Se istutettiin lopulta adoptioäidin kohtuun. Tällä uudella yksilöllä on sama geneettinen informaatio kuin luovuttajana käytetyllä aikuisen somaattisella solulla.

vuotta myöhemmin Dolly-lampaan syntymän jälkeen Massachusettsin yliopisto saavutti ohjelmallaan Advanced Cell Technology naudan kloonauksen

tekniikan suorituskyky oli hyvin alhainen: kun 277 enukleoitua munaa yhdistettiin vastaavaan viljeltyyn soluun, saatiin vain 29 alkiota, jotka siirrettiin eri lampaiden kohtuun; kaikista niistä syntyi vain yksi lammas: Dolly.

vuosi Dolly-lampaan syntymän jälkeen Massachusettsin yliopisto sai kehittyneen Soluteknologiaohjelmansa avulla kloonattua naudan. Klooneja saatiin fibroblasteista (alkion sidekudoksesta). Fibroblastit ovat soluja, jotka ovat solujen erilaistumisen alkuvaiheessa eli ne eivät ole yhtä erilaistuneita kuin aikuisen eliön solut. Näillä klooneilla oli myös se erityispiirre, että ne olivat siirtogeenisiä eläimiä (ne olivat ottaneet käyttöön ihmisen geenin), ja niillä oli mahdollisuus tuottaa maidossa terapeuttisiin tarkoituksiin käytettävää proteiinia. Sen menestys oli suhteellista, sillä 6 istutetusta kloonista vain 4 selvisi hengissä, ja yksi heistä kuoli 5 päivän kuluttua. Myöhemmin kloonauskokeita on tehty enemmän eri kudosten soluista, sekä sikiö-että aikuisperäisistä, mutta ne kaikki ovat tuottaneet vähemmän onnistuneita tuloksia.

terapeuttiset tarkoitukset

wilmutin ja hänen työtovereidensa kokeiden onnistumisen avain oli somaattisten solujen solusyklin tutkimuksessa. Tähän asti uskottiin, että erilaistunut somaattinen solu ei voisi palauttaa pluripotentiteetin ominaisuuksia. Kaikilla soluilla on tumassa sama geneettinen informaatio, mutta alkion kehittyessä nämä solut erilaistuvat synnyttäen erilaisia elimiä ja kudoksia. Wilmuntin kokeet ovat osoittaneet, että nämä solut, kun ne ovat erilaistuneet, voidaan ohjelmoida uudelleen ja palauttaa pluripotentiteetin ominaisuudet uuden organismin kehittämiseksi.

kuten edellä mainittiin, Dolly-lampaiden menestys on suhteellista, sillä se saatiin 277 munasolun sulautumisen jälkeen luovuttajan tumaan. Ei myöskään ole selvää, mitä solutyyppiä luovuttajana käytettiin, koska käytetty viljelmä sisälsi erilaistumisvaiheessa olevia soluja, joita on luonnollisesti maitorauhasessa. Mitokondriaalisen DNA: n roolia ei myöskään otettu huomioon, vaan sitä esiintyy residuaalisesti enukleoituneen reseptorimunan mitokondrioissa (solun organelleissa, joita löytyy solusta ja jotka palvelevat solun “hengittämistä”). Lisäksi kaikki tähän mennessä kuvatut kloonaustutkimukset osoittavat suuren määrän kuolemia alkion ja sikiön kehityksen aikana. Vain 1-2 prosenttia alkioista saavuttaa aikarajan, ja jopa osa synnytyksestä hengissä selvinneistä klooneista kuolee lyhyellä aikavälillä.

näin ollen näiden tekniikoiden monimutkaisuus ja niiden alkeellinen kehitysvaihe ovat selviä, mutta niitä kannattaa parantaa, sillä kloonauksen edut ovat moninaiset.

hyvä esimerkki kloonaustekniikoiden soveltamisesta siirtogeenisten eläinten hankkimiseen on Polly-lammas. Tämä lammas luotiin sama ryhmä, joka loi Dolly lammas. Polly on siirtogeeninen eläin, eli siihen on sisällytetty ihmisen geeni (erityisesti tekijä IX-geeni), joka koodaa hemofilian hoitoon käytettävän veren proteiinin synteesiä niin, että Polly erottaa tämän ihmisen proteiinin maidostaan.

vaikka nämä kokeet siirtogeenisillä eläimillä ovat olleet olemassa jo vuosia, ero on siinä, että kloonaustekniikalla voitaisiin tuottaa suuri määrä naaraspuolisia lampaita, jotka tuottavat maitoa näillä proteiineilla.

toinen mahdollisuus on tuottaa eläinelimiä, joille tehdään geenimanipulaatiota niiden mukauttamiseksi ihmisensiirtoihin. Ihminen hylkäisi minkä tahansa sian elimen, kuten maksan tai munuaisten, hyperakuutin immuunireaktion vuoksi, mutta nämä reaktiot johtuvat tunnetusta proteiinista, joten jos voisimme geneettisesti muokata eläintä niin, että se ei tuota tämäntyyppistä proteiinia, siirto voitaisiin varmasti suorittaa onnistuneesti.

yksi odotetuimmista kloonauksen mahdollisuuksista on geenien ilmentymis-ja tukahduttamismekanismin molekyylitutkimus. Tämä tarkoittaa, että kun tiedämme, miksi geeni ilmaistaan tietyissä olosuhteissa tai tukahdutetaan (lakkaa ilmaisemasta) toisissa, voisimme tuntea monia perusmekanismeja, jotka ohjaavat elämää. Voisimme esimerkiksi elvyttää vaurioituneita soluja, kuten hermosoluja, joilla ei ole kykyä uusiutua. Hermosolut lisääntyvät alkion kehityksen aikana ja elämän alkuvaiheessa, mutta yksilön ollessa AIKUINEN ne lakkaavat lisääntymästä. Jos tietäisimme molekyylimekanismit, jotka mahdollistavat geenien” käynnistämisen ” lisääntymään, voisimme parantaa vahingoittuneet hermosolut loukkaantumistapauksissa.

yksi eettisimpiä ongelmia aiheuttavista vaihtoehdoista on alkioiden hankkiminen pluripotentiaalisten alkiosolujen saamiseksi, jotta voitaisiin hoitaa tällä hetkellä parantumattomia sairauksia. Alkio voitaisiin luoda ydinsiirrolla yksilön somaattisen solun ja ihmisen munasolun avulla. Alkio kehittyisi erilaistumisen ensimmäisiin vaiheisiin (preembrion) asti, koska näissä varhaisvaiheissa alkiosolut ovat multipotentiaalisia ja niistä voidaan johtaa tietty solutyyppi. Sieltä voitaisiin viljellä tiettyjä solulinjoja ja korvata ne potilaan sairastuneilla soluilla.

vaihtoehtoisesti ihmisen hoitotarkoituksiin kloonauksella voi olla muitakin sovelluksia, jotka eivät ole vähäpätöisiä, kuten kopioiden hankkiminen yksilöstä, jolla oli karjan alalla erityisen edulliset geneettiset ominaisuudet, karjankasvatuksen optimointi.

eettiset kysymykset

tiedeyhteisö ei epäile, etteivätkö kloonaustekniikoiden mahdollisuudet hyödyttäisi miljoonia ihmisiä, mutta kuten kaikissa tieteen edistysaskeleissa, on aina olemassa “pimeä puoli”. Olemme aiemmin maininneet näiden tekniikoiden terapeuttiset tarkoitukset, mutta tästä on syntynyt eettinen keskustelu, joka liittyy alkioiden manipulointiin ja tuhoamiseen sekä mahdolliseen kloonien luomiseen.

genetiikan ja bioetiikan tutkijat ja asiantuntijat ovat eri mieltä alkioiden käytöstä. Enemmistö torjui alkioiden kloonaamisen ihmisten tuotantoa varten, mutta alkioiden kloonaaminen hoitotarkoituksiin oli avoin keskustelu. Jotkut puolustavat kloonaustekniikoita aikuisten somaattisten solujen avulla; näin Vältämme “vara-alkioiden” saamisen, mutta aikuisina soluina oleminen aiheuttaa enemmän teknisiä ongelmia kuin alkiosolut.

Yhdistyneessä kuningaskunnassa on äskettäin hyväksytty uusi lainsäädäntö, joka sallii alle 14 päivän pituisten ihmisalkioiden (proembrionit) kloonaamisen hoitotarkoituksiin tehtävää tutkimusta varten, kun taas Espanja noudattaa Euroopan komission antamia ohjeita. *

yleinen bibliografia

Campbell KHS, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I. Lampaat kloonattu ydinsiirrolla viljellystä solulinjasta. Nature 1996; 380: 64-66.

bioetiikan ja kloonauksen asiantuntijakomitea. Raportti kloonauksesta. Elämän rajojen välissä. Health Sciences Foundationin bioetiikan instituutti. Madrid: Doce Calles, 1999.

Gurdon JB. Ydinsiirto munasoluissa ja varhaismunissa. J Cell Sci Suppl 1986; 4: 287-318.

Palacios M. ihmisen Kloonaus hoitotarkoituksiin. Joitakin biologisia, eettisiä ja oikeudellisia näkökohtia. Madrid: International Society of Bioethics, 2000.

Shamblott MJ et al. Pluripotenttien kantasolujen johtaminen viljellyistä ihmisen alkukantaisista sukusoluista. Proceedings of the National Academy of Science, 1995.

Suzuki DT, Griffiths AJF, Miller JH, Lewontin RC. Johdatus geneettiseen analyysiin. Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España, 1989.

Wilmut I. terapeuttinen Kloonaus. Tutkimus ja tiede 1999; 269: 24-29.

Wilmut I, Schieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KHS. Elinkelpoisia jälkeläisiä, jotka ovat peräisin sikiön ja aikuisen nisäkkään soluista. Nature 1997; 385: 810-813.