ęłęóKlonowanie terapeutyczne - to działa!

ęłęóDebata na temat możliwości zastosowania klonowania terapeutycznego do leczenia chorób dziedzicznych była do tej pory czysto teoretyczna. Amerykańska ekipa badawcza Rudolfa Jaenischa z Cambridge w stanie Massachusetts wykazała po raz pierwszy, na razie na myszach, że taki zabieg jest w pełni możliwy
ęłęóDo doświadczeń wybrano myszy pozbawione uprzednio genu Rag2. Myszy takie są podatne na wszelkie infekcje i mogą żyć jedynie w sterylnych warunkach. Z ogona chorego zwierzęcia pobrano kilka komórek, a następnie wprowadzono ich jądra komórkowe do jajeczek innej zdrowej myszy, z których usunięto materiał genetyczny. Jajeczka zaczęły się dzielić, tworząc mysie zarodki obarczone tą samą wadą genetyczną. Innymi słowy, otrzymano kilka sklonowanych mysich zarodków pozbawionych genu Rag2. Celem naukowców nie było naturalnie powielanie chorych myszek, lecz próba ich wyleczenia za pomocą klonowania i terapii genowej.
ęłęóTeraz nastąpił najważniejszy etap eksperymentu. Z rosnących chorych zarodków uzyskano tzw. komórki macierzyste (komórki te mogą przekształcić się w dowolną tkankę ciała) i wprowadzono do ich DNA prawidłowy gen Rad2. Takie naprawione komórki naukowcy wszczepili z powrotem chorym myszom i odnotowali wyraźną poprawę zdrowia gryzoni.
Na tym nie koniec. Z naprawionych w laboratorium mysich komórek macierzystych odtworzono metodą klonowania (tym razem reprodukcyjnego) zwierzęta, od których rozpoczął się cały eksperyment. Tyle że "po drodze" - na etapie zarodka - zostały one wyleczone.

ęłęóO tym, że to działa, przekonano się w jeszcze jeden sposób, a mianowicie przeszczepiając szpik ze zdrowego mysiego klonu do jego chorego pierwowzoru. Myszki po takim zabiegu zdrowiały w oczach, jeszcze szybciej niż po podaniu leczniczych komórek.
Wyniki uzyskane przez zespół Jaenischa dowodzą więc czarno na białym, że klonowanie terapeutyczne działa nie tylko na papierze, ale także w rzeczywistości. Jednak o tym, czy ta metoda leczenia będzie używana u ludzi, muszą zadecydować nie biolodzy, a etycy i politycy.

ęłęóSkąd się wzięła Dolly?

Wiadomość o sklonowaniu pierwszego dorosłego ssaka zaskoczyła wszystkich tak dalece, iż można było odnieść wrażenie, że Dolly wzięła się znikąd. A w rzeczywistości sklonowana owca była owocem trwającego dziesięć lat projektu badawczego, "kierowanego bez rozgłosu przez Iana Wilmuta - 52-letniego wówczas embriologa o nienagannej reputacji - pisze Gina Kolata w książce "Klon" (wyd. Prószyński i S-ka, Warszawa, 2000). "Do chwili narodzin Dolly pracował w Instytucie Roslin od 23 lat, po 10 godzin dziennie, opuszczając laboratorium o szóstej wieczorem, by często kontynuować pracę w domu. Praca nad klonowaniem była długa i nużąca. Wymagała benedyktyńskiej cierpliwości i konieczności ślęczenia nad mikroskopem w ciasnym, ogrzanym do temperatury ciała owcy pokoju. Była to praca, która obchodziła niewielu i której prawie nikt nie chciał finansować".
Dolly powstała z dojrzałej komórki, pobranej z ciała innej sześcioletniej owcy. Dojrzałej, a więc takiej, gdzie informacja zapisana w jądrze komórkowym już raz została odczytana. Wcześniej sądzono, że coś takiego jest możliwe tylko z komórkami zarodka. Dlaczego? No właśnie, dlaczego komórki skóry nie stają się ni stąd ni zowąd komórkami serca, wątroby, czy oka, skoro wszystkie mają takie same geny? Dlatego, że w procesie rożnicowania komórek zaszły, wydawałoby się nieodwracalne zmiany w ich DNA. Duża część DNA zostaje zasłonięta przez białka czyniąc dostępnymi jedynie te jego fragmenty, które dana komórka wykorzystuje do pełnienia swych funkcji. Aby klonowanie się powiodło Wilmut musiał więc nakłonić DNA wyspecjalizowanej komórki do pozbycia się blokujących go białek. W tym celu wstrzymał na tydzień dopływ składników odżywczych. Okazało się, że wygłodzenie doprowadza do zmian w białkowym rusztowaniu, reaktywacji uśpionych genów i powrotu do stanu zarodkowego całej komórki.

Trzy kroki do Dolly

Procedura klonowania Dolly przebiegała więc tak:
* pobranie jądra komórkowego z komórki wymienia dorosłej owcy,
* połączenie tegoż jądra z pozbawioną uprzednio jądra komórką jajową (oocytem).
* wszczepienie tak spreparowanej komórki jajowej matce zastępczej.
Kluczowy był etap drugi. By się powiódł, Keith Campbell - współpracownik Wilmuta zastosował mały "elektrotrick". Po umieszczeniu jądra komórki wymienia w oocycie całość poddał trwającemu mikrosekundy elektrowstrząsowi. Miało to dwa skutki:
- na powierzchni styku wytworzyły się pory ułatwiające połączenie obu struktur,
- do wnętrza oocytu przedostały się jony wapnia, co komórka odczytała jako efekt zapłodnienia i sygnał do rozpoczęcia rozwoju.
Dolly urodziła się za 277 podejściem.
Część co bardziej zszokowanych naukowców powątpiewało, czy rzeczywiście jest ona klonem. Ich zdaniem Willmut mógł wyhodować ją nie z jakiejś obecnej w wymieniu niezróżnicowanej komórki. Na szczęście uczony miał w zamrażarce część oryginalnych komórek wymienia. Stosując metodę genetycznego odcisku palca wykazał, że DNA tych komórek i komórek Dolly są identyczne i żadne nie przypomina ani DNA białej owcy - dawczyni komórki jajowej, ani DNA owcy o czarnym pysku - matki zastępczej Dolly.
Sklonowane jagnie okazało się kamyczkiem wywołującym lawinę. W ciągu paru następnych lat sklonowano dziesiątki myszy i cieląt (w tym kilka transgenicznych), a ponoć nawet uzyskano w ten sposób kilkukomórkowy zarodek ludzki.

ęłęóPo co Wilmut sklonował Dolly?

By opracować metodę otrzymywania żywych fabryk leków. Zwierząt, które wytwarzały by je dużo taniej, niż teraz czynią to firmy farmaceutyczne. Idea jest prosta: trzeba by pobrać komórki np. od krowy, wprowadzić do nich geny kodujące produkcję potrzebnego lekarstwa i z takich komórek sklonować transgeniczną krowę, która wraz z mlekiem produkowałaby ów lek. A najlepiej sklonować stadko takich krów. Firmie biotechnologicznej pozostawałoby tylko je doić, odzyskiwać lek z mleka, i na koniec wysyłać go do szpitali bądź aptek.
Jest też inna możliwość. Zamiast leczniczego genu można by wczczepić gen... chorobotwórczy. I w ten sposób otrzymywać zwierzęce modele ludzkich chorób, np. mukowiscydozy. Takie zwierzęta byłyby nieocenione przy ocenie nowych metod leczenia ludzi.
Realna jest też hodowla ludzkich tkanek czy narządów do transplantacji idealnie "przypasowanych" do konkretnego dawcy, a więc nie grożących reakcją odrzucenia.
Ale nie łudźmy się. Gdyby chodziło tylko o postęp w medycynie klonowanie nie gościło by tak często na czołówkach gazet. Powód jest inny: człowiek, a ściślej sondowanie możliwości klonowania ludzi. Większość naukowców sądzi bowiem, że na zwierzętach się nie skończy, i że narodziny sklonowanego człowieka są kwestią najbliższych 5-10 lat. Choć do widoku ludzkich klonów powinniśmy już dawno przywyknąć (w końcu są nimi wszystkie bliźnięta jednojajowe), rozpropagowane przez filmy wizje zastępów identycznych ludzi budzą ogromne emocje. A może taki ludzki klon będzie - podobnie jak Dolly - będzie starzał się w przyspieszonym tempie? Czy opanowaliśmy technikę klonowania w wystarczającym stopniu? Czy widok osoby identycznej genetycznie, tyle że o 30 lat starszej nie będzie zbytnim obciążeniem psychicznym dla ludzkiego klonu?
Jedno jest pewne: klonowanie stało się faktem.

ęłęóDo dziecka trzeba dwojga

Każdy z nas, ssaków, otrzymuje dwa komplety genów: jeden od matki, drugi od ojca. Keverne i Surani udowodnili jednak, że ich aktywność nie jest identyczna. Z zapłodnionej komórki jajowej myszy usunęli jądro i zastąpili je jądrami z dwóch innych nie zapłodnionych niezapłodnionych komórek jajowych. Otrzymana komórka miała co prawda podwójny komplet genów, ale wyłącznie matczynych. Zrobili też jej męski odpowiednik - z dwoma kompletami ojcowskich genów.
Efekt? Pomimo, że obie komórki jajowe miały wymaganą liczbęy, podwójny "garnitur" genów, nie rozwijały się normalnie, lecz obumierały. Przyczyna? Pewne geny zachowują się różnie w zależności od tego, czy pochodzą od matki, czy od ojca.Do prawidłowego rozwoju embrionu potrzebne są geny pochodzące nie od jednego, lecz od obojga rodziców. Wniosek? Do prawidłowego rozwoju embrionu potrzebne są geny pochodzące od obojga rodziców.Pewne geny zachowują się różnie w zależności od tego, czy pochodzą od matki czy od ojca.
Później ustalono, że tym, co je różnicuje geny, jest tzw. metylacja, czyli przyłączanie reszty metylowej do DNA tworzącego gen, której . sSkutkiem metylacji jest czasowe unieczynnienie genu. Istnieją przy tym geny, które ulegają zmetylowaniu tylko wtedy, gdy pochodzą od matki, oraz takie, których unieczynniane są tylko ojcowskie kopie. Już pod koniec lat 80. znaleziono pierwszy taki gen u myszy i ludzi - IGF-2 (na insulinopodobny czynnik wzrostu typu II). Dziś nawet sceptycznie nastawieni uczeni są zdania, że mamy ich blisko pół setki.

Jądrowe qui pro quo

Istotą klonowania jest zastąpienie jądra komórki jajowej (wyposażonej w jeden komplet genów) jądrem komórki ciała (z dwoma kompletami genów). W efekcie, prawie wszystkie geny klonu pochodzą od jednego tylko osobnika (to "prawie" jest zasługą genów mitochondrialnych otrzymywanych w spadku po dawczyni komórki jajowej).
Jest jeszcze inna istotna różnica: o ile informacja zapisana w DNA zapłodnionej komórki jajowej nigdy wcześniej nie była odczytywana, tak o tyle genetyczny zapis komórki z podmienionym jądrem - raz już był wykorzystany. I właśnie w błędach związanych z powtórnym jej odczytaniem genetycznej informacji upatrywano głównąej przyczynęy tak marnej wydajności klonowania. Czy słusznie? By się o tym przekonać Yanagimachi, Jaenisch oraz David Humpherys i Hidenori Akutsu (też z Uniwversytetu Hawajskiego), użyli do klonowania myszy komórek macierzystych. Główną cechą tych komórek jest niewiarygodna wręcz plastyczność: - niczym wytrawni aktorzy potrafią wcielić się w dowolną niemal rolę (lub raczej tkankę). Wydawało się, że ta ich uniwersalność powinna poprawić wydajność klonowania. I rzeczywiście, choć 10-20- procentowy wzrost trudno uznać za imponujący.
Czwórka uczonych doszła do wniosku, że na przeszkodzie musi stać coś jeszcze.
Z komórek macierzystych pochodzących od jednego osobnika, a następnie podhodowanych w laboratorium, otrzymali szereg mysich, pozornie zdrowych klonów. Mimo pewnych różnic w wielkości wszystkie były identyczne genetycznie. Różnice wyszły dopiero przy pomiarach aktywności genów. U niektórych osobników była ona nadmierna, u innych niedostateczna. Najbardziej nieprzewidywalne okazały się geny piętnowane.

Co zrobi gen?

Jaenisch: - Z pary takich genów tylko jeden ma prawo być aktywny. Niestety, nie ma takiego testu, który pozwoliłby przewidzieć, jak zachowa się konkretny gen się zachowa, czyli mówiąc fachowo - na ile jest stabilny.
Yanagimachi: - W tej sytuacji plan terapeutycznego wykorzystania techniki klonowania trzeba będzie odłożyć na później. Dużo później.
Ów plan zakładał hodowlę tkanek lub nawet całych "zamiennych" organów z własnych komórek pacjenta. Jednak nieprawidłowości w obrębie genów piętnowanych grożą m.inn. zespołem Angelmana (głęboki stopień upośledzenia umysłowego, zaburzenia rozwoju mowy i równowagi) oraz Pradera-Williego (otyłość będąca efektem niepohamowanego apetytu, upośledzenie umysłowe w stopniu umiarkowanym, zaburzenia zachowania, snu i oddychania).
- Przesczczepienie otrzymanego w ten sposób serca, nerki lub innego organu można uznać za równoznaczne z podarowaniem bomby z opóźnionym zapłonem. A zapowiedzi reprodukcyjnego klonowania ludzi - za doprawdy makabryczny żart - podsumowuje Yanagimachi.
Mimo tych zastrzeżeń - Panayiotis Zavos i Severino Antinori - dwójka światowej sławy specjalistów w badaniach nad sztucznym zapłodnieniem i bezpłodnością - ani myśli wycofać się z danej wiosną obietnicy sklonowania pierwszego człowieka w ciągu dwóch lat.
- Naiwnością jest twierdzenie, że klony Homo sapiens będą wolne od defektów, skoro te wystąpiły u klonów pięciu innych gatunków ssaków -, zżyma się Jaenisch. Jego zdaniem pierwszymi ofiarą ofiarami genetycznej niestabilności padły bybyłyby inteligencja i osobowość, a więc najcenniejsze ludzkie atrybuty.

ęłęóEtyczny opór

Wszystkie eksperymenty naukowców w zakresie inżynierii genetycznej, niezależnie od korzyści praktycznych, jakie mogłyby z tego wynikać, wywołują burzliwe dyskusje w różnych środowiskach. W wielu krajach liczące się opinie na te tematy pochodzą od specjalistów zasiadających w narodowych komitetach etyki.
Profesor David Shapiro z Komitetu Bioetyki w Londynie dementował sugestie o rychłym klonowaniu ludzi, powołując się na podpisany w 1990 roku akt (Human Fertilisation and Embriology Act) zakazujący stosowania tej technologii w przypadku ludzi. Prezydent USA Bill Clinton zażądał rozpatrzenia etycznych aspektów takich eksperymentów i zapowiedział zakaz klonowania człowieka. Przedstawiciele 22 krajów nie należących do Rady Europy, w dniu 12 stycznia 1998 roku podpisali w Paryżu dokument zakazujący klonowania ludzi.
Niestety doświadczenie uczy, że człowiek nie zawsze wykorzystuje odkrycia we właściwy sposób. Nie wszyscy naukowcy rozróżniają w swojej praktyce między: można to robić a powinno się to robić. Brak pewności co do nieskazitelnej postawy etycznej niektórych badaczy rodzi wątpliwości, czy zakazy prawne zapobiegną klonowaniu ludzi.
W Polsce nie ma żadnego publicznego forum dla przedstawienia i omówienia tych problemów, choć poświęcone były im posiedzenia Komitetu Etyki w Nauce (Polska Akademia Nauk). Powinny one stać się przedmiotem debaty nie tylko w środowisku naukowców i lekarzy.

Dlaczego klonowanie jest kuszące?

Według zwolenników, klonowanie stwarza źródło immunologicznie zgodnych organów do transplantacji, obiecuje ?zastąpienie? umierającego dziecka, daje ostatnią możliwość przypadku niepłodności, zapowiada ?produkcję? geniuszy, artystów, bohaterów, parom homoseksualnym daje nadzieję na ?własne? dziecko. Przeciwnicy prób klonowania argumentują następująco:
Nie wiemy, kto w przyszłości będzie potrzebował organów do transplantacji. Czy w takim wypadku naukowcy zamierzają klonować każdego po urodzeniu i zamrażać embriony? Czy zamrożone embriony powinny urosnąć do użytecznych rozmiarów??
Opracowanie nowych technik klonowania ludzi będzie związane z dużą liczbą straconych embrionów (praca doktora Wilmuta jest rezultatem 176 śmiertelnych prób), jakkolwiek ci, którzy nie uznają życia embrionalnego jako życia ludzkiego, będą mogli prowadzić doświadczenia na zarodkach w imię postępu.
Produkowanie? zupełnie identycznych osobników wydaje się nieprawdopodobne, gdyż następnie są oni kształtowani przez różne środowiska. W czasie klonowania istnieje możliwość i niebezpieczeństwo mutacji czy przeniesienia rzadkich chorób genetycznych.