Fåret Dolly bevaras på Museum of Scotland
För 20 år sedan den här veckan, vid sex månaders ålder, presenterades det klonade fåret Dolly för världen under stor kontrovers. Tidningar förkunnade att forskarsamhället var ”i uppror”, andra sa att skapelsen var ”väntad och fruktad” och tillkännagivandet föranledde oundvikliga påståenden om att mänsklig kloning var nära att bli verklighet.
Men mer än två decennier efter fårets ”födelse” finns det inga fullständiga kloner av människor, och kloningstekniken har i stort sett förblivit begränsad till vetenskapliga laboratorier.
”När Dolly tillkännagavs tog medierna upp det faktum att vi nu har en klon och tog upp scenarier av science fiction-typ, men biologin var verkligen fantastisk”, säger Lawrence Brody, från National Human Genome Research Institute, till WIRED. ”Folket i Skottland hade i princip kommit på ett sätt att programmera om genomet så att det kan skapa en hel organism, och förnyade en mycket intensiv undersökning av detta område.”
Så var befinner sig tekniken nu, och, ännu viktigare, vart tar den vägen härnäst?
Vad är kloning?
”Termen kloning beskriver ett antal olika processer som kan användas för att framställa genetiskt identiska kopior av en biologisk enhet”, förklarar National Human Genome Research Groups webbplats. I sin enklaste form fungerar kloning genom att man tar en genetisk del av en organism och återskapar den på ett annat ställe.
Dolly klonades med hjälp av en process som kallas somatisk cellkärnöverföring (SCNT) där man tar en somatisk cell, t.ex. en hudcell, och överför dess DNA till en äggcell vars kärna avlägsnats. I processen kan DNA:t överföras genom injektion eller genom en process med hjälp av elektriska strömmar.
Men även om denna metod var revolutionerande på den tiden har den sedan dess till stor del ersatts av introduktionen av inducerade pluripotenta stamceller (iPSC) , som tillkännagavs för mer än tio år sedan. iPSC är hud- eller blodceller som har omprogrammerats tillbaka till ett embryoliknande pluripotent tillstånd, vilket gör det möjligt för forskare att utveckla dem till alla typer av celler som behövs. iPSC kan till exempel användas för att behandla diabetes, eller iPSC-blodceller kan användas för att skapa nytt blod fritt från cancerceller för en leukemipatient.
2006 visade Shinya Yamanaka, som nu är Nobelpristagare, hur mogna celler hos möss kan omprogrammeras till omogna stamceller. Ett år senare var forskning ledd av doktorerna Kathrin Plath, William Lowry, Amander Clark och April Pyle bland de första att skapa mänskliga iPSC.
”iPSC har potential att bli mångsidiga forsknings- och kliniska verktyg för att förstå och modellera sjukdomar, utveckla och screena läkemedelskandidater och leverera cellersättningsbehandling för att stödja regenerativ medicin”, skrev forskaren Charles Goldthwaite om metodens potential. iPSC-stamceller kan dessutom skapas i bulk.
Ett urval av klonade grisar
Hur används kloning idag?
Men även om de flesta kloningstekniker fortfarande används i laboratorier finns det en kommersiell industri som producerar kloner av djur.
Utah State University klonar till exempel kor. ”Kloning är ett utmärkt sätt att hjälpa utrotningshotade arter, främja sjukdomsresistens eller till och med öka mjölkproduktionen”, hävdar den akademiska institutionen.
Det är också möjligt att klona ditt husdjur, mot en avgift. Ett par i Storbritannien spenderade nyligen 67 000 pund på att klona sin döda hund efter att ha skickat DNA:t till ett företag i Sydkorea. De klonade valparna skickades till Storbritannien.
Det amerikanska företaget Viagen hävdar att det är ”Amerikas mest betrodda företag för djurkloning” och kan klona hästar, boskap – inklusive kor, grisar, får och getter – samt husdjur. Företaget säger att det kan klona hingstar för att producera tävlingshästar av hög kvalitet som gör det möjligt för uppfödare att bättre utnyttja sina mest exceptionella djur.
ViaGen säger till WIRED att företaget har varit verksamt i 15 år och att det under den tiden har ”klonat tusentals djur” med hjälp av SCNT-processen. Företaget säger att alla djur som produceras är ”normala friska valpar och kattungar”.
”Processen att klona ett husdjur från början till slut kan ta 8 till 12 månader”, säger företaget i ett uttalande. ”Detta beror på den tid det tar att skapa embryot, de 60-62 dagarna för hunden eller katten att uppleva en normal dräktighet, eftervård av valparna och kattungarna innan de ges till djurägaren”.
Föreligger hälsorisker med kloning?
Det finns obesvarade frågor om kloners långsiktiga hälsa. År 2003 dog Dolly ung efter att ha utvecklat en lungsjukdom.
I en uppföljande studie av Kevin Sinclair, professor i biologi vid Nottingham University, fann man däremot att klonade djur kan åldras på ett hälsosamt sätt. Hans studie från 2016 av fyra sjuåriga kloner av Finn-Dorset-får – kallade Debbie, Denise, Dianna och Daisy – visade att vart och ett av djuren hade åldrats hälsosamt och överlevt Dolly.
Akademikern från University of Nottingham sade att under de kommande månaderna kommer fåren att avlivas och den mest detaljerade studien av stora klonade djur kommer att genomföras.
De fyra genomiska klonerna av Dolly: Debbie, Denise, Dianna och Daisy
Och även om det görs begränsade tester av kloning av mänskliga stamceller, säger Brody att den mest sannolika tillämpningen av kloning under de kommande åren kommer att förbli på djur. ”De biomedicinska tillämpningarna är fortfarande ganska svåra”, förklarade han. ”Vi experimenterar helt enkelt inte i onödan när människor är inblandade.”
Sinclair tror att ”en av de viktigaste tillämpningarna” av kloning i framtiden kommer att vara att skapa transgena djur och lägga till dem i livsmedelsproduktionskedjan. Transgena djur är djur som har fått en gen införd i sin arvsmassa. Denna process har potential att utrota sjukdomar genom att skriva om gener som är relaterade till sjukdomar. Men detta kommer också med sina egna etiska frågor och i Europa finns det till exempel ett förbud mot att införa klonade djurprodukter i livsmedelskedjan.
Andra sidan har den italienske forskaren Pasqualino Loi och hans kollegor arbetat med en metod som kombinerar genomprogrammering med SCNT-kloningsteknik. ”SCNT har blivit en kontrollerbar process som kan användas för att ”rädda” utrotningshotade arter och för biomedicinsk forskning som terapeutisk kloning och isolering av inducerade pluripotenta stamceller”, förklarar Loi i ett forskningsdokument.
Sinclair, som inte var involverad i arbetet, säger att Loi:s process fungerar genom att försöka efterlikna det som sker i naturliga biologiska processer. Under odlingen av cellerna är det möjligt att infoga den nya genen, som teoretiskt sett skulle vara sjukdomsresistent.
”De kan börja inducera omprogrammeringsprocessen innan de gör kärnöverföringen”, säger Sinclair. ”Man kan kanske använda moderna genetiska verktyg för att göra genredigering för att göra vissa celler resistenta mot dessa patogener och använda detta för att klona djur som bär på sjukdomsresistenta kedjor.”