Den første menneskelige klonede embryoen


representerer begynnelsen av en ny alder i medisin ved å demonstrere at målet med terapeutisk kloning er innenfor rekkevidde. Terapeutisk kloning som for eksempel søker å bruke det genetiske materialet fra pasientens egne celler til å generere bukspyttkjerteløyer for å behandle diabetes eller nerveceller for å reparere skadet spinalcordsis forskjellig fra reproduktiv kloning, som har til hensikt å implantere et klonet embryo i en livmorhule som fører til fødsel av en klonet baby. Vi tror a

representerer begynnelsen av en ny alder i medisin ved å demonstrere at målet med terapeutisk kloning er innenfor rekkevidde.

Terapeutisk kloning som for eksempel søker å bruke det genetiske materialet fra pasientens egne celler til å generere bukspyttkjerteløyer for å behandle diabetes eller nerveceller for å reparere skadet spinalcordsis forskjellig fra reproduktiv kloning, som har til hensikt å implantere et klonet embryo i en livmorhule som fører til fødsel av en klonet baby. Vi tror at reproduktiv kloning har potensielle farer for både mor og foster som gjør det uberettiget på dette tidspunktet, og vi støtter en begrensning på kloning for reproduktive formål inntil sikkerheten og etiske problemene rundt den er løst.

Foruroligende forsøker fortalerne om reproduktiv kloning [se Reproduktiv kloning: De ønsker å lage en baby] å samordne begrepet "terapeutisk kloning" ved å hevde at bruk av kloningsteknikker for å skape et barn for et par som ikke kan tenke gjennom noen andre betyr behandler uorden av ufruktbarhet. Vi protesterer mot denne bruken og føler at ringer en slik prosedyre "terapeutisk" gir bare forvirring.

Hva vi gjorde

Vi startet vår plassering for å lage et klonet humant embryo tidlig i 2001. Vi begynte med å konsultere vår etikkråd, et panel av uavhengige etikere, advokater, fruktbarhetsspesialister og rådgivere som vi hadde samlet i 1999 for å veilede selskapets forskningsinnsats på en pågående basis. Under formannskapet til Ronald M. Green, direktør for etikkinstituttet ved Dartmouth College, behandlet styret fem viktige saker [se The Ethical Considerations] før du anbefaler at vi går videre.


TERAPEUT KLONERING: HVORDAN ER DET GJORT

Det neste trinnet var å rekruttere kvinner som er villige til å bidra med egg som skal brukes i kloningsprosedyren, og også samle celler fra enkeltpersoner som skal klones (giverne). Kloningsprosessen ser ut som enkel, men suksess avhenger av mange små faktorer, hvorav noen ennå ikke forstår. I grunnleggende kjernefysisk overføringsteknikk bruker forskerne en ekstremt fin nål for å suge det genetiske materialet fra et modent egg. De injiserer deretter kjernen i donorcellen (eller noen ganger en hel celle) inn i det enukleerte egget og inkuberer det under spesielle forhold som tvinger det til å dele seg og vokse [se terapeutisk kloning: hvordan det er gjort].

Vi fant kvinner villige til å bidra med egg på anonym måte for bruk i vår forskning ved å plassere annonser i publikasjoner i Boston-området. Vi aksepterte kun kvinner mellom 24 og 32 år som hadde minst ett barn. Interessant nok appellerte vårt forslag til en annen delmengde kvinner enn de som ellers kunne bidra med egg til infertile par til bruk ved in vitro befruktning. Kvinnene som reagerte på annonsene våre, var motiverte for å gi eggene deres til forskning, men mange ville ikke vært interessert i å få eggene sine til å generere et barn de aldri ville se. (Donorene ble rekruttert og eggene ble samlet av et team ledet av Ann A. Kiessling-Cooper av Duncan Holly Biomedical i Somerville. Mass. Kiessling var også en del av overleggene om etiske problemstillinger knyttet til eggbidragene.)

Vi ba potensielle eggbidragere om å underkaste seg psykologiske og fysiske tester, inkludert screening for smittsomme sykdommer, for å sikre at kvinnene var sunne og at egg som bidrar ikke ville påvirke dem negativt. Vi endte opp med 12 kvinner som var gode kandidater til å bidra med egg. I mellomtiden tok vi hudbiopsier fra flere andre anonyme individer for å isolere celler kalt fibroblaster for bruk i kloningsprosedyren. Vår gruppe fibroblast-donorer inkluderer mennesker av ulike aldre som er generelt sunne eller som har en lidelse som diabetes eller ryggmargen, og de typer mennesker som sannsynligvis vil dra nytte av terapeutisk kloning.

Vårt første kloning forsøk skjedde i juli i fjor. Tidspunktet for hvert forsøk var avhengig av menstruasjonssyklusene til kvinnene som bidro med egg; donorene måtte ta hormoninjeksjoner i flere dager, slik at de ville eggløse 10 eller så egg på en gang i stedet for den vanlige en eller to.

Vi hadde en glimt av suksess i den tredje syklusen av forsøk da kjernen til en injisert fibroblast syntes å dele seg, men det kløftet aldri for å danne to forskjellige celler. Så i neste syklus bestemte vi oss for å ta takten til Teruhiko Wakayama og hans kolleger, forskerne som skapte de første klonte musene i 1998. (Wakayama var da ved University of Hawaii og er nå på Advanced Cell Technology.) Selv om vi injisert noen av eggene med kjerner fra hudfibroblaster som vanlig, injiserte vi andre med eggstokkceller kalt cumulusceller som pleier å utvikle egg i eggstokken, og som kan bli funnet fortsatt klamrer seg til egg etter eggløsning. Cumulus-celler er så små at de kan injiseres hele. Til slutt tok det totalt 71 egg fra syv frivillige før vi kunne generere vårt første klonede tidlige embryo. Av de åtte eggene vi injiserte med cumulusceller, ble to delt for å danne tidlige embryoer av fire celler og en utviklet til minst seks celler før veksten stoppet.

parthenogenesis

Vi har også forsøkt å bestemme om vi kunne indusere humane egg til å dele seg i tidlige embryoer uten å bli befruktet av en sæd eller å være enukleert og injisert med en donorcelle. Selv om modne egg og sæd har normalt bare halvparten av det genetiske materialet til en typisk kroppscelle, for å forhindre at et embryo har et dobbelt sett med gener etter oppfatning, halver eggene deres genetiske komplement relativt sent i sin modnesyklus. Hvis aktivert før dette stadiet, beholder de fortsatt et komplett sett med gener.

Bilde: MELISSA SZALKOWSKIi

ETISKE BETINGELSER

Stamceller avledet fra slike parthenogenetisk aktiverte celler vil ikke sannsynlig bli avvist etter transplantasjon fordi de ville være svært lik en pasients egne celler og ville ikke produsere mange molekyler som ville være ukjente for persons immunforsvar. (De ville ikke være identiske med individene cellene på grunn av genblandingen som alltid oppstår under dannelsen av egg og sæd.) Slike celler kan også øke færre moralske dilemmaer for noen mennesker enn ville stamceller avledet fra klonede tidlige embryoer.

Under ett scenario kan en kvinne med hjertesykdom ha egne egg samlet og aktivert i laboratoriet for å gi blastocysts. Forskere kan da bruke kombinasjoner av vekstfaktorer til koaksiale stamceller isolert fra blastocystene for å bli kardiale muskelceller som vokser i laboratorieretter som kan bli implantert tilbake til kvinnen for å lappe et sykt hjerte i hjertet. Ved å bruke en lignende teknikk, kalt androgenese, for å skape stamceller for å behandle en mann ville være vanskeligere. Men det kan innebære overføring av to kjerne fra mans sæd til et medvirkende egg som hadde blitt fjernet av kjernen.

Forskere har tidligere rapportert å få egg fra mus og kaniner til å dele seg i embryoer ved å utsette dem for forskjellige kjemikalier eller fysiske stimuli, for eksempel et elektrisk støt. Så tidlig som 1983 viste Elizabeth J. Robertson, som nå er ved Harvard University, at stamceller som er isolert fra parthenogenetiske musembryoer, kan danne en rekke vev, inkludert nerve og muskel.

I våre parthenogeneseksperimenter eksponerte vi 22 egg til kjemikalier som forandret konsentrasjonen av ladede atomer kalt ioner inni cellene. Etter fem dager med dyrking i kulturretter, hadde seks egg utviklet seg til det som syntes å være blastocysts, men ingen inneholdt klart den såkalte indre cellemassen som gir stamceller.

Hvorfor gjorde vi det

VI ER EIER FOR DAGEN når vi skal kunne tilby terapeutisk kloning eller celleterapi som oppstår fra parthenogenese til syke pasienter. For tiden er vår innsats fokusert på sykdommer i nervesystemet og kardiovaskulærsystemet og på diabetes, autoimmune lidelser og sykdommer som involverer blod og benmarg.

Når vi er i stand til å utlede nerveceller fra klonede embryoer, håper vi ikke bare å helbrede skadede spinalledninger, men å behandle hjernesykdommer som Parkinsons sykdom, hvor dødsfallet av hjerneceller som danner et stoff som kalles dopamin, fører til ukontrollabel tremor og lammelse . Alzheimers sykdom, slag og epilepsi kan også gi til en slik tilnærming.

Foruten insulin-produserende bukspyttkjertelcelleceller for behandling av diabetes, kan stamceller fra klonede embryoer også bli knust til å bli hjerte muskelceller som terapier for kongestiv hjertesvikt, arytmier og hjertevev skapt av hjerteinfarkt.


Kloning og loven

En potensielt enda mer interessant applikasjon kan innebære å bevirke at klonte stamceller skal skille seg inn i blod og benmarges celler. Autoimmune lidelser som multippel sklerose og reumatoid artritt oppstår når hvite blodlegemer i immunsystemet, som oppstår fra beinmarg, angriper kroppens eget vev. Foreløpige studier har vist at kreftpatienter som også hadde autoimmune sykdommer, fikk lindring fra autoimmune symptomer etter at de fikk benmargstransplantasjoner for å erstatte sitt eget margen som hadde blitt drept ved høy dose kjemoterapi for å behandle kreft. Infusjoner av bloddannende eller hematopoietiske klonede stamceller kan "reboot" immunforsvaret til personer med autoimmune sykdommer.

Men er klonet cellor de som genereres gjennom parthenogenesnormal? Bare kliniske tester av cellene vil vise til slutt om slike celler er trygge nok til rutinemessig bruk hos pasienter, men våre studier av klonede dyr har vist at kloner er sunne. I november 30, 2001, Science of Science, rapporterte vi om vår suksess hittil med kloning av storfe. Av 30 klonede storfe døde seks kort etter fødselen, men resten har hatt normale resultater på fysiske eksamener, og tester av deres immunsystem viser at de ikke skiller seg fra vanlig kveg. To av kyrene har til og med gitt sunne kalver.

Kloningsprosessen ser også ut til å tilbakestille "aldringsklokke" i klonte celler, slik at cellene fremstår yngre på noen måter enn cellene de ble klonet fra. I 2000 rapporterte vi at telomeresthe caps i endene av kromosomer fra klonede kalver er like lange som de fra kontrollkalver. Telomerer forkortes normalt eller er skadet som organisme aldre. Terapeutisk kloning kan gi "unge" celler til en aldrende befolkning.

En rapport i juli i juli av Rudolf Jaenisch fra Whitehead Institute for Biomedical Research i Cambridge, Mass., Og hans kolleger fikk stor oppmerksomhet fordi de fant såkalte imprintingsfeil i klonede mus. Imprinting er en type frimerke plassert på mange gener i pattedyr som endrer hvordan genene slås på eller av, avhengig av om arene er arvet fra moren eller faren. Imprinting programmet er vanligvis "reset" under embryonisk utvikling.

Selv om imprint ser ut til å spille en viktig rolle hos mus, vet ingen ennå hvor viktig fenomenet er for mennesker. I tillegg studerte Jaenisch og hans medarbeidere ikke mus klonet fra celler tatt fra kroppene av voksne, som fibroblaster eller cumulusceller. I stedet undersøkte de mus klonet fra embryonale celler, som kan forventes å være mer variable. Studier som viser at imprinting er normalt hos mus klonet fra voksne celler, er for øyeblikket i press og bør publiseres i den vitenskapelige litteraturen innen flere måneder.

I mellomtiden fortsetter vi våre terapeutiske kloningseksperimenter for å generere klonede eller parthenogenetisk produserte humane embryoer som vil gi stamceller. Forskere har bare begynt å trykke denne viktige ressursen.


FORFATTERNE:

JOSE B. CIBELLI, ROBERT P. LANZA og MICHAEL D. WEST er visepresident for forskning, visepresident for medisinsk og vitenskapelig utvikling, og henholdsvis president og administrerende direktør for Advanced Cell Technology, et privatforetaket bioteknologiselskap i Worcester, Mass. Cibelli mottok sin DVM fra universitetet i La Plata i Argentina og hans Ph.D. fra University of Massachusetts på Amherst. Hans forskning førte til etableringen av de første klonte genmodifiserte kalvene i 1998. Lanza har en MD fra University of Pennsylvania. Han er en tidligere Fulbright-lærer og er forfatter eller redaktør av mange populære og vitenskapelige bøker, inkludert teksten Prinsipper for Vevsteknikk. West har en Ph.D. fra Baylor College of Medicine og er spesielt interessert i aldring og stamceller. Fra 1990 til 1998 var han grunnlegger, direktør og visepresident for Geron Corporation i Menlo Park, California, hvor han initierte og ledet forskningsprogrammer i telomeres biologi (endene av kromosomer som krymper under aldring) og innsatsen for å utlede menneskelige embryonale stamceller. Carol Ezzell er en stabskribent og redaktør.


Mer å utvide:

Human terapeutisk kloning. Robert P. Lanza, Jose B. Cibelli og Michael D. West i naturmedisin, vol. 5, nr. 9, sider 975977; September 1999.

Utsikter for bruk av nukleær overføring i human transplantasjon. Robert P. Lanza, Jose B. Cibelli og Michael D. West i naturbioteknologi , vol. 17, nr. 12, sider 11711174; Desember 1999.

Den etiske gyldigheten av bruk av nukleær overføring i human transplantasjon. Robert P. Lanza et al. i Journal of the American Medical Association, vol. 284, nr. 24; 27. desember 2000.

The Human Embryo Research Debates: Bioetikk i Vortex of Controversy. Ronald M. Green. Oxford University Press, 2001.

Den fullstendige teksten til vår artikkel i e-biomed: Journal of Regenerative Medicine kan ses på www.liebertpub.com/ebi

Hva skjer med kloning?

  1. 120 år etter at Dolly Sheep Led The Way-Hvor Cloning Now?
  2. 2Have de etiske spørsmålene rundt kloning endret siden Dolly?
  3. 3Dolly at 20: The Inside Story på verdens mest berømte sau
  4. 4Will Cloning noensinne lagre truede dyr?

Hva har en ubåt, en rakett og en fotball til felles?Storms kan øke hastigheten på ozonet over USADel 8: Håndtering av Habitat DestructionEr naturgass mer klimavennlig?  Forskere kart Tusenvis av lekkasjer i Washington, DCStamcellebehandling for hjertesvikt får en Gull-Standard-prøveTviler Cloud Claims of Metallic HydrogenMenneskelig overbefolkning: Fortsatt et problem av bekymring?Batter Up: Shattering Sticks Opprett fare i MLB Ballparks