Na rozdíl od umělého oplodnění, při kterém se dostává do kontaktu genetický materiál zralého vajíčka a spermie, je v případě klonování použito "prázdné vajíčko", tedy takové, které nenese žádný vlastní genom, je jenom jakýmsi obalem, do kterého je implantován geneticky materiál libovolné dospělé buňky. Poté stačí mechanicky podnítit vaječný povrch, jakoby byla spermie právě pronikla dovnitř a tím nastane buněčné dělení a růst stejně jako v případě umělého oplodnění. Do útrob matky je implantováno pěti až osmibuněčné embryo.
Umělé oplodnění a klonování se tedy na první pohled příliš neliší a přeci je úspěšnost klonování pouze jednoprocentní a dokonce i po zdánlivě zdárném příchodu na svět následuje vysoká úmrtnost. Ovečka Dolly, která byla prvním úspěchem klonování savců, je tedy spíše šťastnou náhodou, než standardním výsledkem.
Ačkoli všechny buňky nesou totožné genetické vybavení, je při klonování a umělém oplodnění patrný rozdíl a to prostě proto, že geny nejsou všechno. V současné době začíná být stále více patrně, že i jiné, než genetické změny hrají velký význam ve vývoji plodů. Takovým změnám říkáme epigenetické, to jsou takové, které sice nemění vlastní genom, a nevyčteme je tedy z jeho sekvence, a přeci mění význam genetické informace v širším smyslu. K epigenetickým vlivům patří například změny bíkovin sousedících s geny a vázání methylových skupin na určité oblasti genů. V současné době je již jasné, že právě tyto modifikace hrají klíčovou úlohu ve vývoji plodů, při tom buněčném rozhodování, co učinit a co nikoli, který gen uvést v činnost a který utlumit. A zde je vědecké poznání teprve v začátcích, zřejmé ale je, že epigenetický statut spermie či vajíčka je docela odlišný od dospělé buňky, bílkoviny obklopující geny jsou u pohlavních buněk a dospělých buněk zcela odlišně uspořádány a odtud potíže s klonováním.
Dalo by se říci, ač nesou právě ty stejné geny a žádné jiné než dospělé buňky, vajíčko a spermie jsou v epigenetickém smyslu připraveny na start, ale dospělé buňky nikoli. Proto tak nízká, spíše náhodná, úspěšnost klonování.
Ačkoli jsou tací, kteří tvrdí: "známe přeci kompletní lidský genom, tak není čeho se obávat. Nebo pro bezdětné páry, kterým nemůžeme nabídnout umělé oplodnění, protože pro vysoký věk nebo zdravotní komplikace jejich tělo vlastní pohlavní buňky, spermie či vajíčka, nevytváří, pro ně je jedinou nadějí na biologicky vlastní dítě právě klonování. Tak argumentují zastánci a zdůrazňují, že na vlastní reprodukci má každý člověk právo.
Úspěšnost při klonování savců je nízká (řádově jen pár procent) a klony trpí vrozenými defekty. To jsou pádné důvody pro to, aby se v dohledné době o klonování člověka nikdo soudný nepokoušel. Riziko narození tělesně postiženého dítěte je příliš vysoké. Lidskému klonu navíc hrozí i postižení duševní. S rozvojem biologie však dříve či později nastane situace, kdy budou klonování člověka provázet rizika srovnatelná s početím dítěte metodami asistované reprodukce, lidově nazývaným „oplození ve zkumavce“, či dokonce s riziky spojenými s plozením potomků přirozenou cestou. Proto bychom si měli už dnes ujasnit, zda člověka vůbec klonovat chceme a co si od klonů slibujeme.
V současné době mají největší zájem o svůj klon megalomani pronásledovaní představou, že svět bude lepší, když jej osídlí co nejvíce jejich „kopií“. Právě jim by ale přinesly výsledky klonování největší zklamání. Složitá lidská osobnost je určena geny jen zčásti. Velkou měrou ji formují i podmínky, v jakých člověk vyrůstá a žije. Povoláním počínaje a prostředím dělohy, v níž se vyvíjí plod, konče. Klon sice dostane do vínku všechny geny své předlohy, ale vyroste z něj z valné části jiná osobnost.
Musíme se proto ptát, zda a proč bychom měli klonovat lidské buňky. Klonování člověka je zvažováno ve dvou souvislostech. První směr představuje tzv. reprodukční klonování, které si klade za cíl naklonovat nového člověka. Druhý směr představuje klonování terapeutické, které si klade za cíl boj s lidskými chorobami.
Neplodnost je nemoc. Tak proč ji neléčit vedle dosavadních metod asistované reprodukce také klonováním, konkrétně jeho odnoží, jež nese označení terapeutické čili léčebné? Při terapeutickém klonování živý klon nevzniká. Mnozí biologové by proto rádi viděli tento postup zahalený do názvu „přenos jader tělních buněk“, z něhož nečouhá zprofanovaný termín „klonování“ jako sláma z bot.
Obě klonování – reprodukční i terapeutické – postupují zpočátku shodně. Jádro tělní buňky je vneseno do vajíčka zbaveného vlastní jaderné dědičné informace. Vznikne tak embryo, jehož další osud se odvíjí podle toho, o jaký typ klonování jde. Pro reprodukční klonování je nutné přenést embryo do těla matky, aby se narodil klon. Pro léčebné klonování jsou z embrya v laboratorních podmínkách vypěstovány tzv. embryonální kmenové buňky. Ty si uchovávají schopnost buněk raného zárodku vyvinout se v kterýkoli ze zhruba 230 typů buněk těla dospělého savce. Nevznikne z nich už ale nový jedinec.
Embryonální kmenové buňky lze v laboratorních podmínkách neomezeně množit a změnou kultivačních podmínek (např. přídavkem různých růstových faktorů) proměňovat v požadované typy tělních buněk. Efektivita, jaké v poslední době dosahuje při terapeutickém klonování tým jihokorejských vědců z Univerzity v Soulu, je do budoucna obrovským příslibem. Buňky získané přeměnou embryonálních kmenových buněk bude možné použít k léčbě řady závažných onemocnění. Pacient by měl léčebnou porci buněk přijmout bez nežádoucích „námitek“ imunitního systému. Budou to jeho vlastní buňky „rekvalifikované“ do nových profesí, např. na buňky srdečního svalu, neurony či krvetvorné buňky kostní dřeně. Proč by stejně nemohly vznikat i buňky pohlavní, které by pak embryologové použili k oplození „ve zkumavce“?
Vědcům se už podařilo vypěstovat vajíčka i spermie z myších embryonálních kmenových buněk. Postup má zatím daleko do dokonalosti. Získané pohlavní buňky nejsou plnohodnotné a nedá se předpokládat, že by zajistily po oplození normální vývoj embrya a plodu.
První pokusy se somatickou haploidizací odhalily, že realita je učebnicovým schématům na hony vzdálená. Dědičná informace tělní buňky není uzpůsobena k dělení na půlky a také vajíčko si při této činnosti počíná krajně nešikovně. Výsledkem je zmatek v chromozomech – sem tam se nějaké zatoulají a ve výsledném zárodku jich bývá buď nedostatek, nebo zase nadbytek, přičemž každá z variant je pro vzniklého jedince fatální.
Léčba neplodnosti terapeutickým klonováním vypadá spletitě. Na počátku je tělní buňka, která se klonováním promění v embryo. Z toho jsou vypěstovány embryonální kmenové buňky, jež je možno přeměnit na buňky pohlavní. Oplozením vznikne z pohlavních buněk další embryo, z něhož by se narodil člověk. Není divu, že je sháňka po méně kostrbatém procesu. Navíc někteří lidé vyčítají terapeutickému klonování zánik lidského embrya při jeho přeměně v masu embryonálních kmenových buněk. Především pro křesťany je to zcela nepřijatelné. Podle nich začíná lidská existence okamžikem početí, a terapeutické klonování proto chápou jako zabití lidského jedince.
Ovce Dolly
Roku 1986 oběhly obrázky muže s prořídlou narezlou kšticí a s tváří lemovanou vousem svět spolu s obrázky sedmiměsíční ovce. Ian Wilmut je duchovním otcem ovečky, která dostala jméno po americké zpěvačce Dolly Partonové. S biologickými rodiči ovce Dolly je to ale složitější.
Na počátku stála jedna jediná buňka odebraná z vemene šestileté ovce. Tu vpravili vědci z Wilmutova týmu do ovčího vajíčka, z kterého odstranili jeho veškerou dědičnou informaci. Vznikl tak jakýsi "rekonstruovaný" zárodek. Ten byl vpraven do dělohy další ovce, která zárodku posloužila jako náhradní matka. Po 148 dnech březosti porodila ovčí matka nevlastní jehňátko - ovečku Dolly. Bylo to jediné jehně z 277 takto získaných zárodků. Trvalo ještě sedm měsíců, než byly provedeny patřičné testy a než prestižní britský vědecký týdeník Nature přinesl zprávu o úspěchu Wilmutova týmu působícího ve skotském Roslinově ústavu nedaleko Edinburku. Svět se dozvěděl, že poprvé vznikl nový organismus z buňky dospělého savce. Bez pohlavního rozmnožování, bez přispění otce, pouze z dědičné informace matky. A vypuklo něco, co nelze nazvat jinak než "dollymánie".
Potíž, na kterou poukazovali Sgaramella a Zinder, spočívala v tom, že ovce, která se stala dárkyní buněk mléčné žlázy pro naklonování Dolly, byla březí. V jejím těle se vyvíjel ovčí plod. Za určitých podmínek se ale mohou buňky plodu objevit i v těle matky. Některá z buněk plodu mohla podle obou kritiků zabloudit i do mléčné žlázy, kde ji zcela nevědomky, naprostou náhodou vyhmátli skotští vědci a použili ji pro naklonování ovce Dolly. Dolly by tak nebyla prvním zvířetem naklonovaným z buňky dospělého zvířete, ale jen dalším zvířetem naklonovaným z fetálního fibroblastu.
Podezření Sgaramelly a Zindera by bylo možné celkem jednoduše vyvrátit. Stačilo by srovnat genetickou informaci Dolly nejen s geny její matky (což bylo provedeno), ale i s geny plodu, který nosila dárkyně buněk mléčné žlázy ve svém těle a také s geny berana, který byl otcem tohoto plodu. A hned by se vidělo, s kterou dědičnou informací se geny ovečky Dolly nejvíce shodují a z jaké buňky nejslavnější ovce všech dob skutečně vznikla.
Skotové se ale s odstupem času přiznali, že s narozením Dolly vůbec nepočítali. Získání ovce naklonované z buněk dospělého zvířete neměli v plánu. Proto je také úspěch zastihl zcela nepřipravené. Nikdo nevěděl, který beran byl otcem plodu v těle ovce - dárkyně buněk. K dispozici nebyly ani buňky plodu, na nichž by bylo možné provést potřebné analýzy.
Všechny pochyby kolem klonování buněk dospělých živočichů ale padly během několika týdnů léta roku 1998.
Nejprve proskočila v odborném tisku i ve sdělovacích prostředcích zprávička z Japonska, kde tým Yukio Tsunody naklonoval z buněk odebraných z děložní sliznice dospělé krávy hned několik telat. Dolly již nebyla sama! Nebylo pochyb o tom, že klonování z buněk dospělých zvířat je možné.
Problémy klonování - vývojové defekty, zkracování telomer, mitochondrie vajíčka
-Prozatím brání klonování člověka nevyřešené otázky biologické bezpečnosti klonování. Nikdo nemůže zaručit, že naklonovaný člověk bude zdravý.
-Při syntéze chromozomů před mitotickým dělením se telomery o několik desítek písmen genetického kódu zkrátí. Pokud se telomery zkrátí pod kritickou mez, buňka zastaví další dělení a umírá. Je nutné říci, že za celý život zvířete se telomery v jeho buňkách zřejmě nezkrátí natolik, aby něco podobného hrozilo.
Jinak je tomu ale třeba buněk, které ztratily kontrolu nad vlastním osudem a začnou se překotně množit. Většina z nich brzy zkrátí své telomery natolik, že zahynou. Díky tomu se zdaleka ne ze všech "pomatených" buněk vyvine rakovinný nádor. Tento osud čeká jen ty buňky, které se ve své "pomatenosti" naučí provádět "generální opravu" zkracujících se telomer. Z toho je zřejmé, že zkracování telomer v dělících se buňkách plní v těle velice důležitou úlohu.
"Generální oprava" telomery, tedy její prodloužení na původní délku, nenastává jen v nádorových buňkách, ale i v buňkách pohlavních. Jak ve spermii tak i ve vajíčku se nacházejí telomery v plné délce. Po oplození proto přichází živočich na svět s nezkrácenými telomerami. S každým buněčným dělením jsou ale telomery jen kratší. Ovcím se telomery za každý rok života zkrátí asi o 600 písmen genetického kódu.
A nyní se můžeme vrátit k ovci Dolly. Buňka, z které ovce vznikla, pocházela ze šestiletého zvířete. Znamená to, že tato buňka měla telomery zkráceny asi o 3 600 písmen genetického kódu. Sama ovce Dolly je stará tři roky a během této doby se telomery v jejích buňkách zkrátily asi o 1 800 písmen genetického kódu.
Dolly má ve srovnání se svými vrstevníky telomery kratší asi o 5 000 písmen genetického kódu. Měřeno délkou telomer není Dooly tříletá ovce, ale je jí devět roků. Tři roky si zkracuje Dolly své telomery sama a šest let jí je zkracovala ovce, z jejíž buňky byla Dolly naklonována.
Co to znamená? Těžko říci. Dolly se podle dobrozdání veterinářů těší dobrému zdraví. Už dvakrát se stala matkou. V roce 1998 přivedla na svět jehničku Bonnie a v následujícím roce porodila dokonce trojčata. Protože se průměrná délka života ovce pohybuje mezi 12 až 14 lety, je na závěry ještě brzy. Uvidíme, kolika let a v jaké pohodě se Dolly dožije.
-Při enukleaci je vajíčko zbaveno jen té dědičné informace, která se nachází v buněčném jádru. Kromě této "jaderné" dědičné informace obsahuje každá buňka vyšších živočichů ještě dědičnou informaci v mitochondriích.
Vezmeme-li v úvahu i 37 genů umístěných v mitochondriích, není klonovaný jedinec dokonalou kopií své předlohy, protože jeho mitochondriální geny pocházejí z větší či menší části z vajíčka použitého při vlastní klonovací proceduře. Všechny cizí (nevaječné) mitochondrie jsou zničeny.
Žádné komentáře:
Okomentovat