Dolly het schaap wordt bewaard in het Museum of Scotland
Twintig jaar geleden deze week, op de leeftijd van zes maanden, Dolly het gekloonde schaap werd onthuld aan de wereld te midden van veel controverse. Volgens kranten was de wetenschappelijke gemeenschap “in rep en roer”; anderen zeiden dat de creatie “verwacht en gevreesd” werd en de aankondiging leidde onvermijdelijk tot beweringen dat het klonen van mensen bijna werkelijkheid was geworden.
Maar meer dan twee decennia sinds de “geboorte” van het schaap, zijn volledige menselijke klonen onbestaande en is de kloontechnologie meestal beperkt gebleven tot wetenschappelijke laboratoria.
“Toen Dolly werd aangekondigd, pikten de media het feit op dat we nu een kloon hebben en brachten sciencefiction-achtige scenario’s naar voren, maar de biologie was echt verbluffend,” vertelde Lawrence Brody, van het National Human Genome Research Institute aan WIRED. “De mensen in Schotland hadden in wezen een manier gevonden om het genoom te herprogrammeren, zodat het een heel organisme kan maken, en hernieuwden een zeer intens onderzoek op dit gebied.”
Dus waar is de technologie nu, en, nog belangrijker, waar gaat het nu naartoe?
Wat is klonen?
“De term klonen beschrijft een aantal verschillende processen die kunnen worden gebruikt om genetisch identieke kopieën van een biologische entiteit te produceren,” legt de website van de National Human Genome Research Group uit. Op zijn eenvoudigst werkt klonen door een genetisch deel van een organisme te nemen en het op een andere plaats opnieuw te creëren.
Dolly werd gekloond met behulp van een proces dat bekend staat als somatische cel nucleaire transfer (SCNT), waarbij een somatische cel, zoals een huidcel, wordt genomen en het DNA daarvan wordt overgebracht naar een eicel waarvan de kern is verwijderd. In het proces kan het DNA worden overgebracht door injectie of door een proces met elektrische stroom.
Hoewel deze methode destijds revolutionair was, is zij sindsdien grotendeels achterhaald door de introductie van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC), die meer dan tien jaar geleden werd aangekondigd. iPSC’s zijn huid- of bloedcellen die zijn geherprogrammeerd tot een embryonale, pluripotente toestand, waardoor onderzoekers ze kunnen ontwikkelen tot elk gewenst celtype. iPSC’s kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om diabetes te behandelen, of iPSC-bloedcellen kunnen worden gebruikt om nieuw bloed te maken dat vrij is van kankercellen voor een leukemiepatiënt.
In 2006 liet Shinya Yamanaka, die nu Nobelprijswinnaar is, zien hoe rijpe cellen bij muizen konden worden geherprogrammeerd tot onrijpe stamcellen. Een jaar later behoorden onderzoeken onder leiding van Drs. Kathrin Plath, William Lowry, Amander Clark, en April Pyle tot de eersten die menselijke iPSC creëerden.
“iPSC’s hebben het potentieel om multifunctionele onderzoeks- en klinische hulpmiddelen te worden voor het begrijpen en modelleren van ziekten, het ontwikkelen en screenen van kandidaat-geneesmiddelen, en het leveren van celvervangingstherapie ter ondersteuning van regeneratieve geneeskunde,” schreef onderzoeker Charles Goldthwaite over het potentieel van de methode. iPSC-stamcellen kunnen bovendien in bulk worden aangemaakt.
Een selectie van gekloonde varkens
Hoe wordt klonen vandaag de dag gebruikt?
Hoewel de meeste kloontechnieken zich nog steeds in laboratoria afspelen, bestaat er een commerciële industrie die klonen van dieren produceert.
Utah State University, bijvoorbeeld, kloneert koeien. “Klonen is een uitstekende manier om bedreigde diersoorten te helpen, weerstand tegen ziekten te bevorderen of zelfs de melkproductie te verhogen,” beweert de academische instelling.
Het is ook mogelijk om je huisdier te klonen, tegen betaling. Een echtpaar in het Verenigd Koninkrijk gaf onlangs 67.000 pond uit aan het klonen van hun dode hond nadat ze het DNA naar een bedrijf in Zuid-Korea hadden gestuurd. De gekloonde pups werden naar het Verenigd Koninkrijk verscheept.
Het Amerikaanse bedrijf Viagen beweert “Amerika’s meest vertrouwde bedrijf voor het klonen van dieren” te zijn en is in staat om paarden, vee – waaronder koeien, varkens, schapen en geiten – en huisdieren te klonen. Het bedrijf zegt dat het dekhengsten kan klonen om racepaarden van hoge kwaliteit te produceren, waardoor “fokkers hun meest uitzonderlijke dieren beter kunnen benutten”.
ViaGen vertelt WIRED dat het al 15 jaar actief is en in die tijd “duizenden dieren heeft gekloond” met behulp van het SCNT-proces. Het zegt dat alle huisdieren die het produceert “normale gezonde puppy’s en kittens” zijn.
“Het proces van het klonen van een huisdier van begin tot eind kan 8 tot 12 maanden duren,” zei het bedrijf in een verklaring. “Dit is te wijten aan de tijd die nodig is om het embryo te creëren, de 60-62 dagen voor de hond of kat om een normale zwangerschap te ervaren, de nazorg van de pups en kittens voordat ze aan de huisdiereigenaar worden gegeven.”
Levert klonen gezondheidsrisico’s op?
Er zijn onbeantwoorde vragen over de gezondheid van klonen op de lange termijn. In 2003 stierf Dolly jong na het ontwikkelen van een longziekte.
Omgekeerd bleek uit een vervolgstudie van Kevin Sinclair, een hoogleraar biologie aan de Universiteit van Nottingham, dat gekloonde dieren in staat zijn om gezond ouder te worden. Zijn studie uit 2016 van vier zeven jaar oude Finn-Dorset-schapenklonen – genaamd, Debbie, Denise, Dianna en Daisy – toonde aan dat elk van de dieren gezond ouder was geworden en Dolly overleefde.
De academicus van de Universiteit van Nottingham zei dat in de komende maanden de schapen zullen worden geëuthanaseerd en dat de meest gedetailleerde studie van grote gekloonde dieren zal worden uitgevoerd.
De vier genomische klonen van Dolly: Debbie, Denise, Dianna en Daisy
Hoewel er beperkte tests met het klonen van menselijke stamcellen worden uitgevoerd, zegt Brody dat de meest waarschijnlijke toepassing van klonen in de komende jaren bij dieren zal blijven. “De biomedische toepassingen blijven nog steeds vrij moeilijk,” legde hij uit. “We experimenteren gewoon niet willoos als er mensen bij betrokken zijn.”
Sinclair gelooft dat “een van de belangrijkste toepassingen” van klonen in de toekomst het creëren van transgene dieren zal zijn en het toevoegen daarvan aan de voedselproductieketen. Transgene dieren zijn dieren waarbij een gen in het genoom is ingebouwd. Dit proces heeft het potentieel om ziekten uit te roeien door genen die verband houden met ziekten te herschrijven. Maar dit brengt ook zijn eigen ethische kwesties met zich mee en in Europa, bijvoorbeeld, is er een verbod op het introduceren van gekloonde dierlijke producten in de voedselketen.
Elders hebben de Italiaanse onderzoeker Pasqualino Loi en zijn collega’s gewerkt aan een methode die genherprogrammering combineert met SCNT-kloneringstechnieken. “SCNT is een controleerbaar proces geworden dat kan worden gebruikt om bedreigde diersoorten te ‘redden’, en voor biomedisch onderzoek zoals therapeutisch klonen en de isolatie van geïnduceerde pluripotente stamcellen,” legt een onderzoekspaper van Loi uit.
Sinclair, die niet bij het werk betrokken was, zegt dat het proces van Loi werkt door te proberen na te bootsen wat er in natuurlijke biologische processen gebeurt. Tijdens het kweken van cellen is het mogelijk om het nieuwe gen in te brengen, dat theoretisch ziektebestendig zou zijn.
“Ze kunnen beginnen het herprogrammeringsproces op gang te brengen voordat ze de nucleaire overdracht doen,” zegt Sinclair. “Je kunt misschien moderne genetische hulpmiddelen gebruiken om genbewerking uit te voeren om sommige cellen resistent te maken tegen deze ziekteverwekkers en dat gebruiken om dieren te klonen die ziekteresistente ketens dragen.”