Back to Main

  Back to previous

 
  News

 
  Articles

 
  Press Room













 


 
 Φωτοτυπώντας τη ζωή
   Γράφει η Έλενα Κοντογιάννη, εμβρυολόγος - γενετιστής - "Περιοδικό Θεός και Θρησκεία" - τεύχος 12ο

ΚΛΩΝΟΠΟΙΗΣΗ

Κλωνοποίηση είναι η δημιουργία κυττάρων ή οργανισμών που έχουν πανομοιότυπο γενετικό υλικό, μία διαδικασία που χρησιμοποιείται ευρέως στην καλλιέργεια φυτών, στην κυτταρική βιολογία και στην εμβρυολογία. Η κλωνοποίηση με μεταμόσχευση πυρήνων δεν είναι μία καινούργια τεχνική.
Η εφαρμογή της σε ωάρια βατράχου ανακοινώθηκε για πρώτη φορά το 1952 και από τότε χρησιμοποιήται ως πειραματική τεχνική, ειδικά στα αμφίβια. Κλωνοποίηση μπορεί να γίνει με διαίρεση του εμβρύου ή με μεταμόσχευση πυρήνα σε απύρηνο ωάριο. Η δεύτερη μέθοδος είναι αυτή που επιτρέπει την κλωνοποίηση ενός ενηλίκου οργανισμού, η οποία χρησιμοποιήθηκε και για τη δημιουργία της Ντόλυ. Η κλωνοποίηση με διαίρεση του εμβρύου έχει χρησιμοποιηθεί για την αύξηση του αριθμού των εμβρύων με τον ίδιο γονότυπο.

Η τεχνική αυτή μπορεί να δώσει περιορισμένο αριθμό ζώων, μια και μπορεί μόνο να διπλασιάσει ή να τριπλασιάσει τον αριθμό των υπαρχόντων εμβρύων. Αντίθετα, η μεταμόσχευση πυρήνων έχει τη δυνατότητα, τουλάχιστον θεωρητικά, να παράγει μεγάλο αριθμό γενετικά πανομοιότυπων ζώων. Στις αρχές του 1980, οι έρευνες εστίασαν στην παραγωγή διαγονιδιακών προβάτων και αγελάδων που θα παρήγαγαν ανθρώπινες πρωτείνες στο γάλα τους. Την ίδια περίοδο αναπτύχθηκαν οι τεχνικές για διαγονιδιακούς χοίρους, οι οποίοι θεωρήθηκαν ως μια πιθανή πηγή οργάνων για μεταμόσχευση σε ανθρώπους. Ένα σημαντικό βήμα έγινε το 1996 όταν από την ομάδα Campell, Wilmut και συνεργάτες, γεννήθηκαν δύο προβατάκια, η Megan και η Morag, με μεταμόσχευση πυρήνα από κυτταροκαλλιέργεια εμβρυικών κυττάρων.

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΛΩΝΟΠΟΙΗΣΗΣ

Για την κλωνοποίηση θηλαστικών χρησιμοποιούνται κυρίως οι δύο τρόποι που αναφέρθηκαν προηγουμένως.
α. Η διαίρεση ενός εμβρύου στα βλαστομερίδιά του. Η διαίρεση του εμβρύου στα βλαστομερίδιά του μιμείται τον φυσικό σχηματισμό των μονοζυγωτικών διδύμων. Στο ποντίκι η τεχνική αυτή μειώνει τα ποσοστά εμφύτευσης και εμβρυϊκής ανάπτυξης, μια και αυτοί οι παράγοντες επηρεάζονται από τον αριθμό των εμβρυϊκών κυττάρων στο στάδιο της βλαστοκύστης και την κατανομή των κυττάρων της εσωτερικής μάζας προς των κυττάρων της τροφοβλάστης.
β. Μεταμόσχευση πυρήνων. Η κλωνοποίηση με μεταμόσχευση πυρήνων είχε χρησιμοποιηθεί για πολλά χρόνια στη δημιουργία κλώνων ζώων από εμβρυϊκά κύτταρα (Willasden, 1986). H μεταμόσχευση πυρήνων συμπεριλαμβάνει τη χρήση δύο κυττάρων: ένα απύρηνο ωάριο και το κύτταρο-δοτή του πυρήνα.

Πριν από τη μεταμόσχευση πυρήνων αφαιρούνται από το ωάριο με τεχνικές μικροχειρισμού χρωμοσώματα τα οποία περιέχουν το πυρηνικό DNA του κυττάρου (σε αυτό το στάδιο τα χρωμοσώματα δεν περικλείονται από ένα σαφώς διακεκριμένο πυρήνα). Ακολουθεί η σύντηξη του κυττάρου του δότη με το απύρηνο ωάριο-δέκτη, χρησιμοποιώντας υψηλής συχνότητας ηλεκτρικές κενώσεις, οι οποίες βοηθούν στη σύντηξη των μεμβρανών. Το αποτέλεσμα αυτής της ένωσης λειτουργεί σαν ένα έμβρυο στο στάδιο του ενός κυττάρου και μπορεί να προχωρήσει στο συγκεκριμένο αναπτυξιακό του πρόγραμμα, όπως αυτό καθορίζεται από τα συστατικά του μητρικού κυτταροπλάσματος. Τα έμβρυα αυτά, εάν εμφυτευτούν στη μήτρα μιας υποκατάστατης μητέρας, μπορούν να αναπτυχθούν και να γεννηθούν φυσιολογικά.

Πριν από τη γέννηση της Ντόλυ οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι η επιτυχημένη ανάπτυξη εμβρύων, τα οποία είχαν κλωνοποιηθεί από διάφορους τύπους εμβρυϊκών κυττάρων, οφειλόταν στο ότι οι πυρήνες των κυττάρων του δότη δεν ήταν απόλυτα εξειδικευμένοι κατά τη διάρκεια της μεταμόσχευσης πυρήνων. Η Ντόλυ, η οποία ήταν το πρώτο θηλαστικό που γεννήθηκε ύστερα από μεταμόσχευση πυρήνα ενός σωματικού κυττάρου ενήλικου (δηλαδή απόλυτα εξειδικευμένο), ανέτρεψε αυτήν τη θεωρία.

Στην περίπτωση της, οι ερευνητές ξεκίνησαν με 434 ωάρια από τα οποία τα 277 συντήχθηκαν με τον πυρήνα δότη. Μόνο μερικά από αυτά τα ωάρια αναπτύχθηκαν στο στάδιο που να μπορούν να μεταφερθούν στη θετή τους μητέρα, και μόνο ένα πρόβατο, η Ντόλυ γεννήθηκε ζωντανό. Υπάρχει πληθώρα αναπάντητων ερωτημάτων σχετικά με τις διαδικασίες και τη χρονική σειρά του δομικού ανασχεδιασμού και μοριακού αναπρογραμματισμού του πυρήνα μετά την πυρηνική μεταμόσχευση. Η τεχνική της κλωνοποίησης βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια και υπάρχει πληθώρα αναπάντητων ερωτημάτων. Κατ’ αρχάς, είναι άγνωστες οι αιτίες για τη χαμηλή αποτελεσματικότητα της τεχνικής καθώς και για την ασφάλειά της. Η κλωνοποίηση μπορεί να προκαλέσει ατελή σχηματισμό οργάνων. Το υψηλό ποσοστό των συγγενών ανωμαλιών που παρατηρείται σε κλωνοποιημένα ζώα , είναι γνωστό. Το 1999 δημοσιεύθηκε η πρώτη λεπτομερής μελέτη της φυσιολογίας ενός κλωνοποιημένου ζώου. Η κλωνοποίσηση έγινε από ιστό που είχε ληφθεί από κύτταρα του αυτιού μιας αγελάδας. Ύστερα από μια επιτυχημένη διαδικασία πυρηνικής μεταμόσχευσης γεννήθηκε ένα μικρό το οποίο πέθανε επτά εβδομάδες αργότερα. Ο αριθμός των λεμφοκυττάρων είχε αρχίσει να πέφτει δραματικά μετά την έκτη εβδομάδα και η νεκροτομή έδειξε ότι οι λαμφαδένες, ο θυμός και η σπλήνα δεν είχαν αναπτυχθεί φυσιολογικά. Μια πιθανή αιτία ήταν ο ελλιπής ή λανθασμένος κυτταρικός «επαναπρογραμματισμός».Οι διαδικασίες για την έναρξη του προγραμματισμού του μεταμοσχευμένου πυρήνα είναι εξαιρετικά πολύπλοκες και είναι πιθανόν, ένα και μόνο λάθος να πυροδοτήσει μία αλυσίδα αντιδράσεων με σοβαρά επακόλουθα για την επιβίωση και την υγεία του ζώου που γεννιέται.

Η δυνατότητα μέσω της μεταμόσχευσης πυρήνων να παράγουμε ζώα που έχουν πανομοιότυπο γενετικό υλικό, το οποίο έχει ληφθεί από κυτταροκαλλιέργεια, είναι μία εναλλακτική και πολύ πιο αποτελεσματική μέθοδος παραγωγής διαγονιδιακών ζώων.

Επίσης, η δυνατότητα χειρισμού μια κυτταρικής σειράς μας επιτρέπει να χρησιμοποιούμε την τεχνική του Ομόλογου Ανασυνδυασμού (homologus recombination) ώστε να επιτύχουμε συγκεκριμένες γονιδιακές μετατροπές των ζώων. Αυτές μπορεί να συμπεριλαμβάνουν το έλλειμμα ή την υποκατάσταση συγκεκριμένων γονιδίων ή την εισαγωγή μιας και μόνο βάσης στον γενετικό κώδικα η οποία να <διορθώνει> κάποια γενετική ασθένεια.

ΠΙΘΑΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΚΛΩΝΟΠΟΙΗΣΗΣ

α. Παραγωγή ανθρώπινων θεραπευτικών πρωτεϊνών
Πολλές πρωτείνες μπορεί να παραχθούν σε κυτταροκαλλιέργεια, αλλά το κόστος είναι πάρα πολύ υψηλό. Πολύ μεγαλύτερες ποσότητες μπορεί να παραχθούν από βακτηρίδια η ζυμομύκητες, αλλά πολύ δύσκολα μπορεί να απομονωθούν σε καθαρή μορφή. Επίσης, χάνουν μετα-μεταφραστικές μετατροπές οι οποίες είναι απαραίτητες ώστε ή πρωτείνη να είναι δραστική. Σε αντίθεση με αυτές, ανθρώπινες πρωτείνες μετα-μεταφραστικές μετατροπές μπορεί να παραχθούν στο γάλα διαγονιδιακών προβάτων, κατσικών και βοοειδών.
β. Ξενο-μεταμόσχευση. Τα τελευταία είκοσι χρόνια η μεταμόσχευση καρδίας και νεφρών έχουν μπει στην καθημερινή ιατρική πράξη. Παρ’όλα αυτά υπάρχει χρόνιο πρόβλημα στην εύρεση κατάλληλων οργάνων για μεταμοσχεύσεις. Πολλοί ασθενείς πεθαίνουν καθώς βρίσκονται στη λίστα αναμονής ή, αν πρόκειται για μεταμόσχευση νεφρού, περιμένουν για μεγάλο χρονικό διάστημα και υποβάλλονται διαρκώς σε αιμοκάθαρση. Οι διαγονιδιακοί χοίροι, επειδή τα προτιθέμενα γονίδια εμποδίζουν την άμεση απόρριψη του μεταμοσχευμένου οργάνου, αναπτύσσονται σα δυνητικοί <δότες> για να αντιμετωπιστεί ή έλλειψη.
γ.Κυτταρική θεραπεία. Η μεταμόσχευση κυττάρων (π.χ. μυελού των οστών) χρησιμοποιείται ήδη σε ασθενείς. Στις περισσότερες περιπτώσεις τα κύτταρα λαμβάνονται από στενούς συγγενείς έτσι ώστε να αποφευχθούν προβλήματα ανοσολογικής αντίδρασης και απόρριψης. Το γεγονός του ότι η Ντόλυ έχει κλωνοποιηθεί από ένα κύτταρο το οποίο έχει παρθεί από ενήλικο, δείχνει ότι ακόμη και διαφοροποιημένα κύτταρα μπορούν να <επαναπρογραμματιστούν> για να δώσουν οποιονδήποτε κυτταρικό τύπο ενός ενήλικου ατόμου. Συνεπώς, ένα θέμα με μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον είναι η καθοδηγούμενη διαφοροποίηση κυττάρων του ίδιου ασθενούς προς τον τύπο κυττάρων που μας ενδιαφέρει, ώστε να πραγματοποιηθεί μεταμόσχευση χωρίς φόβο απόρριψης του μοσχεύματος. Ο μόνος τρόπος που μπορούμε να πραγματοποιήσουμε το βήμα της επαναδιαφοροποίησης αυτήν τη στιγμή είναι με τη θεραπευτική κλωνοποιήση. Ισως όταν θα γνωρίζουμε περισσότερα για τους μηχανισμούς που εμπλέκονται, ίσως μπορέσουμε να επαναπρογραμματίσουμε ανθρώπινα κύτταρα χωρίς το στάδιο της κλωνοποίησης.
δ. Γήρανση και καρκίνος. Πρίν από κάθε κυτταρική διαίρεση το DNA διπλασιάζεται και συχνά στην αντιγραφή του συμβαίνουν μικρά <λάθη> (μεταλλάξεις).
Αθροιστικά αυτές οι μεταλλάξεις πιστεύεται ότι συμβαίνουν τόσο στη διαδικασία γήρανσης όσο και στην αυξημένη πιθανότητα καρκίνου καθώς κάποιος γερνάει. Η υπόθεση τώρα μπορεί να ελεγχθεί άμεσα χρησιμοποιώντας πυρηνική μεταμόσχευση από κύτταρα δότη ενήλικων ζώων. Η Ντόλυ δεν είναι το ιδανικό πειραματικό μοντέλο γι’αυτό επειδή τα πρόβατα έχουν μεγάλο χρονό ζωής. Μετά την Ντόλυ έχει ανακοινωθεί η κλωνοποιήση ποντικού το οποίο έχει πολύ μικρότερο χρόνο ζωής και συνεπώς θα είναι πολύ πιο χρήσιμο μοντέλο μελέτης των μηχανισμών γήρανσης.
ε. Βασική έρευνα. Με τη γέννηση της Ντόλυ αλλάζει ένα βασικό δόγμα της Βιολογίας. Μέχρι σήμερα πιστεύαμε ότι η διαδικασία της διαφοροποίησης στα θηλαστικά είναι μια μονόδρομη πορεία. Η γέννηση της Ντόλυ όμως έδειξε ότι ένα σωματικό εξειδικευμένο κύτταρο θηλαστικού έχει τη δυνατότητα να ξεκινήσει την ανάπτυξη ενός ολόκληρου οργανισμού. Αυτή τη στιγμή υπάρχει μια πληθώρα ερωτημάτων που μένει να απαντηθούν: Είναι δυνατό να γίνει κλωνοποίηση από οποιονδήποτε τύπο κυττάρου; Παίζει ρόλο η ηλικία του ζώου που θα είναι δότης του πυρηνικού DNA; Γιατί στα θηλαστικά η ικανότητα για αναγέννηση νέων ιστών ή οργάνων είναι τόσο περιορισμένη; Εκτός από τη δυνατότητα να μελετηθούν οι μηχανισμοί διαφοροποίησης, αποδιαφοροποίησης και απαναδιαφοροποίησης στους ανώτερους οργανισμούς, αυτή τη στιγμή δημιουργούμε ένα εξαιρετικό εργαλείο με τη δυνατότητα να παράγουμε μεγάλους αριθμούς γενετικά πανομοιότυπων ζώων και αυτό να είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα στον σχεδιασμό πειραμάτων. Οι γονιδιακές διαφορές μεταξύ ατόμων τείνουν να καλύψουν μικρές διαφορές στην επίδραση φαρμάκων η περιβαλλοντικών παραγόντων. Η γενετική ομοιότητα σειράς ζώων θα μας δώσει τη δυνατότητα να μελετήσουμε τον βαθμό και την επιρροή γενετικών και εξωτερικών παραγόντων.

ΗΘΙΚΑ ΔΙΛΗΜΜΑΤΑ

Η γέννηση της Ντόλυ πυροδότησε μια πληθώρα αντιδράσεων και διλημμάτων. Αυτά δεν αφορούν στην επίδραση και τις εφαρμογές που η κλωνοποίηση μπορεί να έχει στην επιστήμη, αλλά μόνο στην πιθανότητα της κλωνοποίησης ανθρώπων. Στο μεγαλύτερο μέρος τους, τα ηθικά διλήμματα τα οποία διατυπώνονται στηρίζονται σε λανθασμένες απόψεις σχετικά με το τι σημαίνει κλωνοποίηση τι είναι τα γονίδια και ποιες οι δυνατότητές τους. Οπότε ο μεγαλύτερος κίνδυνος κατά τη γνώμη της γραφούσας έγκειται όχι στη δύναμη της τεχνολογίας αλλά στη λανθασμένη κατανόηση της σημασίας της. Η παραγωγή του κλώνου ενός ανθρώπου δεν σημαίνει ότι δημιουργείται μια "φωτοτυπία" του ίδιου του ανθρώπου όπως συνήθως προβάλλεται από τα μέσα μαζικής ενημέρωσης. Ένας άνθρωπος που έχει πανομοιότυπο γενετικό υλικό με κάποιον άλλο, δηλαδή ένας κλώνος θα έχει τις διαφορές και τις ομοιότητες με δυο πανομοιότυπους διδύμους.

Και όπως οι πανομοιότυποι δίδυμοι είναι διαφορετικοί άνθρωποι βιολογικά ψυχολογικά ηθικά και νομικά έτσι και ο κλώνος θα είναι μια διαφορετική οντότητα ένας διαφορετικός άνθρωπος από τον δίδυμο του. Η άποψη αυτή συχνά παραβλέπεται από τα Μ.Μ.Ε γιατί υπερισχύει ή άποψη ότι τα γονίδια καθορίζουν τα πάντα σχετικά με τον άνθρωπο και ότι οι περιβαλλοντικοί παράγοντες ή τα τυχαία συμβάντα στη διάρκεια της ανάπτυξης ενός ανθρώπου είναι πολύ μικρής σημασίας. Η άποψη αυτή καλλιεργείται και από τα Μ.Μ.Ε. ( για πρόκληση θετικών εντυπώσεων η αποτροπιασμού) αλλά και από αρκετές εταιρείες βιοτεχνολογίας των οποίων η χρηματιστηριακή αξία εξαρτάται από τις μελλοντικές δυνατότητες και πιθανές εφαρμογές των ανακαλύψεών τους. Έτσι υπάρχει η τάση να διογκώνονται οι προοπτικές και η σημασία μιας νέας ανακάλυψης, και τα γονίδια να εμφανίζονται ως καθοριστές ενός ολοκλήρου οργανισμού. Εφόσον η πολυπλοκότητα και η χαστική λειτουργία των βιολογικών συστημάτων είναι «δύσπεπτα» θέματα για το πλατύ κοινό συνήθως αποσιωπούνται και δίνονται στα γονίδια ιδιότητες πολύ περισσότερες από αυτές που αληθινά έχουν. Είναι κοινή γνώση σε όλους τους γενετιστές ότι ο γενετικός ντετερμινισμός είναι μια λανθασμένη άποψη. Σήμερα γνωρίζουμε μύριους τρόπους με τους οποίους το περιβάλλον επηρεάζει την έκφραση πολλών γονιδίων. Η γενετική συμμετοχή ακόμη και στα πιο απλά φυσικά γνωρίσματα όπως το ύψος και το χρώμα των μαλλιών, επηρεάζεται πολύ σημαντικά από περιβαλλοντικούς παράγοντες. Και βέβαια πιο περίπλοκα χαρακτηριστικά όπως η ευφυία και ο χαρακτήρας είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδραση της γενετικής συμβολής και των περιβαλλοντικών παραγόντων. Οι κίνδυνοι της λανθασμένης κατανόησης - από το κοινό και από πολλούς επιστήμονες - οδηγούν στη δαιμονοποίηση του όρου κλωνοποίηση.

Σήμερα στην Ευρώπη και στην Αμερική έχουν ψηφιστεί νόμοι σχετικά με την απαγόρευση της κλωνοποίησης. Εάν όμως η απαγόρευση στηρίζεται πάνω σε λανθασμένες υποθέσεις για την ουσία και τις δυνατότητες της τεχνικής, το χρέος των επιστημόνων είναι η σωστή επιμόρφωση του κοινού και όχι η δημιουργία νόμων οι οποίοι βασίζονται σε λάθος εκτιμήσεις.

[ back ]