A klónozás | Offarm terápiás végei

a klónozás olyan valóság, amely ellentmondásos társadalmi vitát váltott ki az emberek klónozásának lehetőségéről. Ezek a technikák még fejlesztés alatt állnak, és lehetőségeik új utat nyitnak az olyan betegségek gyógyítása felé, mint az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór és az inzulinfüggő cukorbetegség.

a biotechnológia, a molekuláris biológia, a genetika, a biokémia és a mesterséges megtermékenyítés fontos fejlődése lehetővé tette a klónozási technikák fejlesztését.

a klónozás alatt azt a technikai eljárást értjük, amellyel az egyént egy másik létező egyén sejtjéből lehet beszerezni, hogy mindkettő genetikailag egyenlő legyen, vagyis ugyanazokkal a génekkel rendelkezzen. Ennek ellenére két genetikailag egyenlő egyén nem jelenti azt, hogy fizikailag egyenlőek lennének, mivel a genotípus (az egyén génkészlete) nem azonos a fenotípussal (fiziológiai, morfológiai és viselkedési jellemzők halmaza, amelyek az egyén környezethez való viszonyának eredménye). Röviden, csak azért, mert két egyénnek ugyanaz a genotípusa, még nem jelenti azt, hogy azonosak.

a klónozás a jól ismert Dolly juh születése után vált népszerűvé. 1997-ben a Roslin Intézet skót kutatóinak egy csoportja sikerült klónozni egy juhot egy felnőtt mellsejtből. Közvetlenül az eredmények közzététele után a rangos Nature folyóiratban nagy társadalmi aggodalom merült fel azokkal a következményekkel kapcsolatban, amelyek e technikák visszaéléséből származhatnak, például az emberek klónozásából.

az összes vitától függetlenül a klónozási technikák által kínált terápiás célok nagyon biztatóak: cserélje ki a baleset által károsított idegsejteket, gyógyítsa meg az inzulinfüggő cukorbetegséget, helyreállítsa a Parkinson-kór vagy az Alzheimer-kór által érintett emberek egészségét, sőt szerezzen szerveket transzplantációkhoz, elkerülve az immunkilökődési problémákat.

háttér

a klón (klon) szó görög eredetű, jelentése “hajtás”, “ág” vagy “bud”. A tudományos nyelvben a klón alatt azt az egyének csoportját értjük, akik ivartalan szaporodás útján ereszkednek le egy másikból, legyen szó baktériumokról, növényekről vagy állatokról.

a klón nem új, mivel a természetben már létezik a szexuális út alternatív reproduktív útjaként. Az evolúció eredetében a szaporodás ivartalan volt, a mikroorganizmusok leszármazottai pedig genetikailag egyenlőek voltak elődeikkel.

1952-ben az első békák (Xenopus laevis) felhasználásával végzett klónozási kísérleteket kevés sikerrel hajtották végre, de 1967-ben új előrelépések történtek, mivel John Gurdon nukleáris transzfer kísérletekkel bebizonyította, hogy lehetséges egy béka klónozása a bél sejtjeiből. 1986-ban Neal First, a Madison Egyetem fiziológusa klónozással szerezte meg az első tehenet. Egy 6 napos szarvasmarha embrióból származó sejtet használt, és áramütéssel összekapcsolta egy megtermékenyített tojással. A kapott embriót egy tehénbe ültették be, amelyből borjú született. 1993-ban Jerry Halt, A George Washington Orvostudományi Iskola In Vitro megtermékenyítő Laboratóriumának igazgatója tökéletesítette a Neal First technikát azáltal, hogy az embriót több részre osztotta a beültetés előtt, biztosítva neki, hogy ha az egyik implantátum meghibásodik, a többi tesztelhető.

később Wilmunt és Campbell, az Egyesült Királyság Roslin Intézetének két tudósa tökéletesítette a nukleáris transzfertechnikát, és 1995-ben megszerezték az első differenciált sejtekből klónozott emlősöket: Megan és Morgan borjakat. E kísérletek sikere után úgy döntöttek, hogy más, különböző eredetű sejttípusokat használnak magdonorként. Végül 1997-ben született a Dolly juh, az első emlős, amelyet egy felnőtt sejtből klónoztak.

néhány lehetőség a legmagasabb elvárások a klónozás, a tanulmány a molekuláris mechanizmus kifejeződése és elnyomása gének

technikák

a sejtek testünk két csoportra oszthatók: csírasejtek, abban az esetben az emberek és a legtöbb emlős a petesejt és a sperma, és a szomatikus sejtek, amelyek a többi sejt, és eddig azt gondolták, hogy nem vezethet a teljes egyén.

a szomatikus és a csírasejtek közötti fő különbség az, hogy az utóbbiak a szomatikus sejtek genetikai adottságának felével rendelkeznek, azaz ha a szomatikus sejtek 46 kromoszómával rendelkeznek, akkor a csírasejtek kettős osztódáson mennek keresztül a meiózis folyamatán keresztül, amelynek során felére csökkentik kromoszómális adottságukat (23 kromoszóma).

az anyai kromoszómák egyik fele a petesejtből, a másik fele az apai spermatozoidból szükséges ahhoz, hogy új egyedet hozzon létre nemi szaporodás útján. A két csírasejt egyesülése összesen 23 pár kromoszómával rendelkező embriót eredményez, vagy ami ugyanaz, összesen 46 kromoszómával.

a klónozás egyfajta ivartalan szaporodás genetikailag egyenlő egyének megszerzésére, ezért a nemi szaporodással ellentétben nincs mindkét szülő génjeinek keveréke, de a klónozott egyén tartalmazza a donorsejt 46 kromoszómáját, tehát genetikailag megegyezik a “szülőjével”.

a klónozási technika alapvetően egy donor szomatikus sejt magjának egyesítéséből áll, amely tehát a teljes genomi borítékot tartalmazza, egy tojással, amelyből a magot korábban kivonták. Miután összeolvadt, a sejtosztódást stimulálják, majd végül beültetik az állat méhébe az embrió kifejlesztése érdekében.

számos technika létezik a klónok előállítására; az első, amelyet elmagyarázunk, a celluláris kivágás technikája. Ez az eljárás lehetővé teszi több klónozott egyed megszerzését, de különbözik a progenitortól. Ez abból áll, hogy egy petesejtet spermával megtermékenyítenek egy kémcsőben, abban az időben, amikor a megtermékenyített petesejt megoszlása elért egy bizonyos stádiumot, közvetlenül azelőtt, hogy a sejtek differenciálódtak volna, hogy különböző funkciókat eredményezzenek, elválasztják őket a sejtektől és mindegyiktől, teljes egyént kapunk. Ezeknek a sejteknek a magjait beültetik egy enucleated petesejtbe (a magot korábban eltávolították), majd kémcsőben tenyésztik, amíg el nem érik a 80-100 sejt stádiumát; végül beültetik őket a méhbe, mivel azok az állatok, amelyek egymás klónjai születnek, Vagyis ugyanazokkal a genetikai információkkal rendelkeznek.

a Dolly juh egy másik klónozási technika eredménye. Nem embrionális sejtből, hanem egy felnőtt juh szomatikus sejtjéből nyerték. Ennek a technikának az újdonsága annak bemutatása volt, hogy egy differenciált, meghatározott funkcióval rendelkező szomatikus sejt visszatérhet primitívebb szakaszokba, így teljes organizmusból származhat. Ehhez a donorsejtnek először a sejtciklus letartóztatási állapotában kellett lennie, vagyis mintha késleltetési állapotban lenne, mivel úgy gondolják, hogy a fogadó tojás szabályozó molekulái az átvitt magokra hatnak átprogramozással. Miután a szomatikus sejt magját átvitték az enucleated receptor petesejtbe, elektromos áram impulzusokat alkalmaztak a sejtfúzió indukálására és a stimuláció utánzására, amelyet általában a sperma végez. Végül beültették az örökbefogadó anya méhébe. Ennek az új egyénnek ugyanaz a genetikai információja van, mint a donorként használt felnőtt szomatikus sejtnek.

egy évvel később Dolly the sheep születése, a massachusettsi Egyetem Advanced Cell Technology programjával szarvasmarha klónozását érte el

a technika teljesítménye nagyon alacsony volt: 277 enucleated tojás fúziójából a megfelelő tenyésztett sejttel csak 29 embriót kaptunk, amelyeket különböző juhok méhébe vittek; mindegyikből csak egy bárány született: Dolly.

egy évvel a Dolly juh születése után a massachusettsi Egyetem fejlett Sejttechnológiai programjával megszerezte a szarvasmarha klónozását. A klónokat fibroblasztokból (az embrió kötőszövetéből) nyertük. A fibroblasztok olyan sejtek, amelyek a sejtek differenciálódásának korai szakaszában vannak, vagyis nem olyan differenciáltak, mint egy felnőtt szervezet sejtjei. Ezeknek a klónoknak az a sajátossága is volt, hogy transzgenikus állatok voltak (emberi gént vezettek be), azzal a lehetőséggel, hogy a tejben terápiás célokra használt fehérjét termeljenek. Sikere relatív volt, mivel a 6 beültetett klónból csak 4 maradt fenn, egyikük 5 nap után meghalt. Ezt követően több klónozási kísérletet végeztek különböző szövetek sejtjeiből, mind magzati, mind felnőtt eredetűek, de mindegyik kevésbé sikeres eredményeket hozott.

terápiás célok

Wilmut és munkatársai kísérleteinek sikerének kulcsa a szomatikus sejtek sejtciklusának tanulmányozása volt. Eddig azt hitték, hogy egy differenciált szomatikus sejt nem képes visszanyerni a pluripotencialitás jellemzőit. Minden sejtnek ugyanaz a genetikai információja van a magban, de az embrió fejlődésével ezek a sejtek differenciálódnak, hogy különböző szerveket és szöveteket hozzanak létre. Wilmunt kísérletei kimutatták, hogy ezek a sejtek, miután differenciálódtak, újraprogramozhatók, és visszanyerhetik a pluripotencialitás jellemzőit egy új szervezet kifejlesztéséhez.

mint fentebb említettük, a Dolly juh sikere relatív, mivel az oocita 277 fúziója után nyerték a donor maggal. Az sem világos, hogy milyen típusú sejteket használtak donorként, mivel az alkalmazott tenyészet a differenciálódás különböző szakaszaiban lévő sejteket tartalmazott, amelyek természetesen megtalálhatók az emlőmirigyben. A mitokondriális DNS szerepét sem vették figyelembe; maradékosan megtalálható az enucleated receptor tojás mitokondriumaiban (a sejtben található sejtszervecskék, amelyek a sejt “légzését” szolgálják). Ezenkívül az eddig leírt összes klónozási vizsgálat nagy számú halálesetet mutat az embrionális és magzati fejlődés során. Az embrióknak csak 1-2% – A éri el a termést, sőt a szülést túlélő klónok egy része rövid távon meghal.

így ezeknek a technikáknak a bonyolultsága és fejlődésük primitív szakasza egyértelmű, de érdemes javítani, mivel a klónozás előnyei többszörösek.

jó példa a klónozási technikák alkalmazására, valamint a transzgenikus állatok előállítására szolgáló technikákra A Polly juh. Ezt a juhot ugyanaz a csoport hozta létre, amely létrehozta a Dolly juhot. A Polly transzgenikus állat, vagyis egy emberi gént építettek be (konkrétan a IX-es faktor gént), amely a hemofília kezelésére használt vérfehérje szintézisét kódolja, így Polly elkülöníti ezt az emberi fehérjét a tejében.

bár ezek a transzgenikus állatokkal végzett kísérletek évek óta léteznek, a különbség az, hogy a klónozási technikák nagyszámú nőstény juhot eredményezhetnek, amelyek tejet termelnek ezekkel a fehérjékkel.

egy másik lehetőség a genetikai manipulációnak alávetett állati szervek generálása, hogy alkalmazkodjanak az emberi transzplantációkhoz. A sertés bármely szervét, például a májat vagy a vesét az ember hiperakut immunreakció miatt elutasítaná, de ezeket a reakciókat egy ismert fehérje okozza, tehát ha képesek lennénk genetikailag módosítani az állatot úgy, hogy az ne termeljen ilyen típusú fehérjét, akkor a transzplantáció sikeresen végrehajtható.

a klónozás egyik leginkább várt lehetősége a gének expressziójának és elnyomásának mechanizmusának molekuláris vizsgálata. Ez azt jelenti, hogy tudva, hogy egy gén miért expresszálódik bizonyos körülmények között, vagy miért elnyomja (leállítja a expressziót) másokban, ismerhetjük az életet irányító alapvető mechanizmusokat. Például regenerálhatjuk a sérült sejteket, például az idegsejteket, amelyek nem képesek regenerálódni. Az idegsejtek az embrió fejlődése során és az élet korai szakaszában szaporodnak, de amikor az egyén felnőtt, abbahagyják a szaporodást. Ha tudnánk azokat a molekuláris mechanizmusokat, amelyek lehetővé teszik a gének “bekapcsolását” a szaporodáshoz, sérülés esetén meggyógyíthatjuk a sérült idegsejteket.

az egyik legetikusabb problémát jelentő alternatíva az embriók megszerzése pluripotenciális embrionális sejtek előállításához a jelenleg gyógyíthatatlan betegségek kezelése érdekében. Az embriót nukleáris transzferrel lehet létrehozni az egyén szomatikus sejtje és egy emberi petesejt felhasználásával. Az embrió a differenciálódás első szakaszáig (preembrion) fejlődne, mivel ezekben a korai szakaszokban az embrionális sejtek multipotenciálisak, és származtathatók egy adott sejttípus létrehozásához. Innen specifikus sejtvonalakat lehet tenyészteni és helyettesíteni a beteg érintett sejtjeivel.

az emberi terápiás célok alternatívájaként a klónozásnak más alkalmazásai is lehetnek, amelyek nem elhanyagolhatóak, például olyan egyének másolatainak megszerzése, akik az állatállomány területén különösen előnyös genetikai jellemzőkkel rendelkeztek, optimalizálva az állattenyésztést.

etikai kérdések

a tudományos közösség nem kételkedik abban, hogy a klónozási technikák lehetőségei emberek millióinak előnyére válhatnak, de mint minden tudományos fejlődésben, mindig van egy “sötét oldal”. Korábban már említettük ezeknek a technikáknak a terápiás céljait, de ebből alakult ki az embriók manipulálásával és megsemmisítésével, valamint a klónozott emberek lehetséges létrehozásával kapcsolatos etikai vita.

a genetika és a bioetika tudósai és szakértői nem értenek egyet az embriók használatával kapcsolatban. Az embriók emberi termelésre történő klónozását a többség elutasította, de az embriók terápiás célú klónozása nyílt vita volt. Egyesek felnőtt szomatikus sejtek felhasználásával védik a klónozási technikákat; ily módon elkerülnénk a “tartalék embriók” megszerzését, de felnőtt sejtek létezése több technikai problémát jelent, mint az embrionális sejtek.

a közelmúltban az Egyesült Királyság új jogszabályt fogadott el, amely lehetővé teszi a 14 napnál rövidebb emberi embriók (proembrionok) klónozását terápiás célú kutatások céljából, míg Spanyolország az Európai Bizottság által meghatározott irányelveket követi. *

általános bibliográfia

Campbell KHS, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I. Juh klónozott nukleáris transzfer egy tenyésztett sejtvonal. Természet 1996; 380: 64-66.

bioetikai és klónozási szakértői bizottság. Jelentés a klónozásról. Az élet határai között. Az Egészségtudományi Alapítvány Bioetikai Intézete. Madrid: Doce Calles, 1999.

Gurdon JB. Nukleáris transzplantáció petesejtekben és petesejtekben. J Cell Sci Suppl 1986; 4: 287-318.

Palacios M. emberi klónozás terápiás célokra. Biológiai, etikai és jogi szempontok. Madrid: nemzetközi Bioetikai Társaság, 2000.

Shamblott MJ et al. Pluripotens őssejtek származtatása tenyésztett emberi őssejtekből. A Nemzeti Tudományos Akadémia Közleményei, 1995.

Suzuki DT, Griffiths AJF, Miller JH, Lewontin RC. Bevezetés a genetikai elemzésbe. Madrid: McGraw-Hill Interamericana de Espa Apaconca, 1989.

Wilmut I. terápiás klónozás. Kutatás és Tudomány 1999; 269: 24-29.

Wilmut I, Schieke AE, McWhir J, kedves AJ, Campbell KHS. Magzati és felnőtt emlőssejtekből származó életképes utódok. Természet 1997; 385: 810-813.