Ovce Dolly je uchována ve Skotském muzeu
Tento týden uplynulo dvacet let, ve věku šesti měsíců, byla za velké kontroverze světu představena klonovaná ovce Dolly. Noviny hlásaly, že vědecká komunita je „ve varu“, podle jiných byl tento výtvor „očekávaný a obávaný“ a oznámení vyvolalo nevyhnutelná tvrzení, že klonování lidí je blízko realitě.
Více než dvě desetiletí od „narození“ ovce však plnohodnotné lidské klony neexistují a technologie klonování zůstala většinou omezena na vědecké laboratoře.
„Když byla Dolly oznámena, média se chytla toho, že nyní máme klon, a vytahovala scénáře typu science fiction, ale biologie byla skutečně ohromující,“ řekl Lawrence Brody z Národního ústavu pro výzkum lidského genomu pro WIRED. „Lidé ve Skotsku v podstatě přišli na způsob, jak přeprogramovat genom tak, aby z něj mohl vzniknout celý organismus, a obnovili v této oblasti velmi intenzivní výzkum.“
Kde se tedy tato technologie nachází nyní a hlavně, kam směřuje dál?
Co je to klonování?“
„Termín klonování popisuje řadu různých postupů, které lze použít k vytvoření geneticky identických kopií biologické entity,“ vysvětlují webové stránky Národní skupiny pro výzkum lidského genomu. Nejjednodušeji řečeno, klonování funguje tak, že se vezme genetická část organismu a znovu se vytvoří na jiném místě.
Dolly byla naklonována pomocí procesu známého jako přenos jader somatických buněk (SCNT), při kterém se vezme somatická buňka, například kožní buňka, a její DNA se přenese do vaječné buňky s odstraněným jádrem. Při tomto procesu může být DNA přenesena injekcí nebo procesem využívajícím elektrický proud.
Ačkoli byla tato metoda ve své době revoluční, od té doby ji z velké části nahradilo zavedení indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSC) , které bylo oznámeno před více než deseti lety. iPSC jsou kožní nebo krevní buňky, které byly přeprogramovány zpět do pluripotentního stavu podobného embryonálnímu, což vědcům umožňuje vyvinout z nich jakýkoli typ potřebné buňky. Například iPSC lze použít k léčbě cukrovky nebo krevní buňky iPSC lze použít k vytvoření nové krve bez rakovinných buněk pro pacienta s leukémií.
V roce 2006 Shinya Yamanaka, který je nyní nositelem Nobelovy ceny, ukázal, jak lze zralé myší buňky přeprogramovat na nezralé kmenové buňky. O rok později se ve výzkumu vedeném doktory Kathrin Plathovou, Williamem Lowrym, Amanderem Clarkem a April Pyleovou podařilo jako jedněm z prvních vytvořit lidské iPSC.
„iPSC mají potenciál stát se víceúčelovými výzkumnými a klinickými nástroji pro pochopení a modelování nemocí, vývoj a screening kandidátních léčiv a poskytování buněčné substituční terapie na podporu regenerativní medicíny,“ napsal o potenciálu této metody výzkumník Charles Goldthwaite. iPSC kmenové buňky lze navíc vytvářet ve velkém.
Výběr klonovaných prasat
Jak se klonování využívá dnes?
Přestože většina klonovacích technik stále probíhá v laboratořích, existuje komerční průmysl, který se zabývá výrobou klonů zvířat.
Státní univerzita v Utahu například klonuje krávy. „Klonování je vynikající způsob, jak pomoci ohroženým druhům, podpořit odolnost vůči nemocem nebo dokonce zvýšit produkci mléka,“ tvrdí akademická instituce.
Za poplatek je možné naklonovat i domácího mazlíčka. Jeden pár ve Velké Británii nedávno utratil 67 000 liber za klonování svého mrtvého psa poté, co poslal DNA společnosti v Jižní Koreji. Naklonovaná štěňata byla odeslána do Spojeného království.
Americká společnost Viagen tvrdí, že je „nejdůvěryhodnější americkou společností zabývající se klonováním zvířat“ a je schopna klonovat koně, hospodářská zvířata – včetně krav, prasat, ovcí a koz – i domácí mazlíčky. Firma tvrdí, že dokáže klonovat plemeníky a produkovat tak kvalitní závodní koně, kteří umožňují „chovatelům lépe využívat svá nejvýjimečnější zvířata“.
ViaGen podle WIREDu působí již 15 let a za tu dobu „naklonovala tisíce zvířat“ pomocí procesu SCNT. Tvrdí, že všechna zvířata, která produkuje, jsou „normální zdravá štěňata a koťata“.
„Proces klonování zvířete od začátku do konce může trvat 8 až 12 měsíců,“ uvedla společnost ve svém prohlášení. „Je to dáno dobou potřebnou k vytvoření embrya, 60-62 dny, kdy pes nebo kočka prožívá normální březost, následnou péčí o štěňata a koťata, než jsou předána majiteli zvířete.“
Představuje klonování zdravotní rizika?“
Existují nezodpovězené otázky ohledně dlouhodobého zdraví klonů. V roce 2003 zemřela Dolly jako mladá poté, co se u ní rozvinulo plicní onemocnění.
Naopak následná studie Kevina Sinclaira, profesora biologie na Nottinghamské univerzitě, zjistila, že klonovaná zvířata jsou schopna zdravě stárnout. Jeho studie z roku 2016 na čtyřech sedmiletých klonech ovcí plemene Finn-Dorset – pojmenovaných Debbie, Denise, Dianna a Daisy – ukázala, že každé z těchto zvířat stárlo zdravě a přežilo Dolly.
Akademik z Nottinghamské univerzity uvedl, že v následujících měsících budou ovce utraceny a bude provedena nejpodrobnější studie velkých klonovaných zvířat.
Čtyři genomové klony Dolly: Debbie, Denise, Dianna a Daisy
Přestože se provádějí omezené testy klonování lidských kmenových buněk, podle Brodyho zůstane nejpravděpodobnější využití klonování v příštích letech u zvířat. „Biomedicínské aplikace zůstávají stále poměrně obtížné,“ vysvětlil. „Když jde o lidi, tak prostě neexperimentujeme bez rozmyslu.“
Sinclair se domnívá, že „jednou z hlavních aplikací“ klonování v budoucnu bude vytváření transgenních zvířat a jejich přidávání do potravinářského řetězce. Transgenní zvířata jsou taková, do jejichž genomu byl vložen gen. Tento proces má potenciál vymýtit nemoci tím, že přepíše geny související s nemocemi. To však s sebou nese i etické problémy a například v Evropě platí zákaz zavádění produktů z klonovaných zvířat do potravinového řetězce.
Na jiném místě italský výzkumník Pasqualino Loi a jeho kolegové pracují na metodě, která kombinuje přeprogramování genů s technikou klonování SCNT. „SCNT se stala kontrolovatelným procesem, který lze využít k ‚záchraně‘ ohrožených druhů a pro biomedicínský výzkum, jako je terapeutické klonování a izolace indukovaných pluripotentních kmenových buněk,“ vysvětluje Loi ve své výzkumné práci.
Sinclair, který se na práci nepodílel, říká, že Loiův proces funguje tak, že se snaží napodobit to, co se děje v přirozených biologických procesech. Během kultivace buněk je možné vložit nový gen, který by teoreticky byl odolný vůči nemocem.
„Mohou začít vyvolávat proces přeprogramování dříve, než provedou jaderný přenos,“ říká Sinclair. „Možná lze pomocí moderních genetických nástrojů provést úpravu genů, aby se některé buňky staly odolnými vůči těmto patogenům, a použít to ke klonování zvířat, která nesou řetězce odolné vůči nemocem.“