KLONOVÁNÍ ČLOVĚKA: METODY, FÁZE, VÝHODY, NEVÝHODY - BIOLOGIE - 2025

Klonování se vztahuje k produkci identických kopií jedince. Termín pochází z řeckých kořenů „asexuální replikace organismu“. Produkce klonů není procesem omezeným na laboratoř. V přírodě vidíme, že klony jsou vytvářeny přirozeně. Například včely mohou být množeny klony královny včely.

Tento postup je velmi užitečný v biologických vědách s funkcemi, které jdou nad rámec vytváření jednoho člověka totožného s druhým. Klonování se nepoužívá pouze k vytvoření dvou identických organismů, ale také klonování tkání a orgánů.

Zdroj: By en: převeden na SVG Belkorinem, upraven a přeložen Wikibobem, přes Wikimedia Commons

Tělo pacienta nebude tyto orgány odmítnuto, protože jsou geneticky stejné jako ony. Jedná se tedy o použitelnou technologii v oblasti regenerativní medicíny a představuje velmi slibnou alternativu, pokud jde o léčbu nemocí. Dvě hlavní metody používané při klonování jsou nukleární přenos somatických buněk a indukované pluripotentní kmenové buňky.

Obecně lze říci, že je předmětem významné diskuse. Podle odborníků má klonování lidí kromě vysoké míry úmrtnosti klonovaných jedinců řadu negativních důsledků z morálního a etického hlediska.

S pokrokem vědy je však možné, že v budoucnu se klonování stane v laboratořích rutinní technikou léčení nemocí i pomoci při reprodukci.

Definice

Termín „lidské klonování“ byl v průběhu let obklopen hodně kontroverzí a zmatením. Klonování může mít dvě formy: reprodukční a terapeutickou nebo vyšetřovací. Ačkoli tyto definice nejsou vědecky správné, jsou široce používány.

Terapeutické klonování nemá za cíl vytvořit dva geneticky identické jedince. V této modalitě je konečným cílem produkce buněčné kultury, která bude použita pro lékařské účely. Pomocí této techniky mohou být produkovány všechny buňky, které v lidském těle najdeme.

Naproti tomu při reprodukčním klonování je embryo implantováno do ženy, aby proběhl proces těhotenství. Toto byl postup používaný pro klonování ovcí Dolly v červenci 1996.

Všimněte si, že při terapeutickém klonování je embryo kultivováno spíše z kmenových buněk, než aby bylo ukončeno.

Na druhé straně v genetických a molekulárně biologických laboratořích má slovo klonování jiný význam. Zahrnuje odebrání a amplifikaci segmentu DNA, který je vložen do vektoru, pro jeho následnou expresi. Tento postup je široce používán v experimentech.

Historie klonování

Současné procesy, které umožňují klonování organismů, jsou výsledkem tvrdé práce vědců a vědců po více než století.

První známka tohoto procesu nastala v roce 1901, kdy byl přenos jádra z obojživelníkové buňky přenesen do jiné buňky. V následujících letech se vědcům podařilo klonovat embrya savců - zhruba mezi 50. a 60. lety.

V roce 1962 byla produkce žáby dosažena přenosem jádra buňky odebrané ze střeva pulpolu do oocytu, jehož jádro bylo odstraněno.

Dolly ovce

V polovině 80. let proběhlo klonování ovcí z embryonálních buněk. V roce 1993 se klonování provádělo také u krav. Rok 1996 byl pro tuto metodologii klíčový, protože došlo k nejznámější klonovací akci v naší společnosti: ovce Dolly.

Co bylo na Dolly jedinečné, aby získal pozornost médií? Jeho produkce byla prováděna odebíráním diferencovaných buněk z mléčných žláz dospělé ovce, zatímco předchozí případy tak činily výhradně za použití embryonálních buněk.

V roce 2000 již bylo klonováno více než 8 druhů savců a v roce 2005 bylo dosaženo klonování canida jménem Snoopy.

Klonování u lidí bylo složitější. V historii byly hlášeny určité podvody, které mají dopad na vědeckou komunitu.

Metody

Jaderný přenos somatických buněk

Obecně se klonovací proces u savců provádí způsobem známým jako „jaderný přenos somatických buněk“. To byla technika, kterou vědci z Roslinova institutu použili klonování ovcí Dolly.

V našem těle můžeme rozlišit dva typy buněk: somatické a sexuální. První z nich jsou ty, které tvoří „tělo“ nebo tkáně jednotlivce, zatímco sexuální jsou gamety, vajíčka i spermie.

Liší se hlavně počtem chromozomů, somatické jsou diploidní (dvě sady chromozomů) a haploidní sexuální obsahují pouze polovinu. U lidí mají buňky těla 46 chromozomů a sexuální buňky pouze 23.

Jaderný přenos somatických buněk - jak název napovídá - spočívá v odebrání jádra ze somatické buňky a vložení do vajíčka, jehož jádro bylo odstraněno.

Indukovaná pluripotentní kmenová buňka

Jiný způsob, méně účinný a pracnější než předchozí, je „indukovaná pluripotentní kmenová buňka“. Pluripotentní buňky mají schopnost vyvolat jakýkoli typ tkáně - na rozdíl od běžné buňky v těle, která byla naprogramována tak, aby plnila specifickou funkci.

Metoda je založena na zavedení genů zvaných "přeprogramovací faktory", které obnovují pluripotentní kapacity dospělé buňky.

Jedním z nejdůležitějších omezení této metody je potenciální vývoj rakovinových buněk. Pokrok v technologii se však zlepšil a snížil možné poškození klonovaného organismu.

Fáze (hlavní metodou)

Kroky klonování jaderného přenosu somatických buněk jsou velmi snadno pochopitelné a zahrnují tři základní kroky:

Komponenty potřebné pro klonování

Proces klonování začíná, jakmile máte dva typy buněk: sexuální a somatický.

Sexuální buňkou musí být ženská gameta zvaná oocyt - známá také jako vajíčko nebo vajíčko. Vejce může být sklizeno od dárce, který byl léčen hormonálně za účelem stimulace produkce gamet.

Druhý typ buňky musí být somatický, tj. Buňka těla organismu, kterou chcete klonovat. Může být odebrána například z jaterních buněk.

Přenos jádra

Dalším krokem je příprava buněk na přenos jádra z dárcovské somatické buňky do oocytu. Aby k tomu došlo, musí být oocyt bez jádra.

K tomu se používá mikropipeta. V roce 1950 bylo možné ukázat, že když byl oocyt propíchnut skleněnou jehlou, prošla buňka všemi změnami spojenými s reprodukcí.

Ačkoli nějaký cytoplazmatický materiál může přecházet z dárcovské buňky do oocytu, příspěvek cytoplazmy je téměř úplným vajíčkem. Po provedení přenosu musí být toto vajíčko přeprogramováno na nové jádro.

Proč je nutné přeprogramování? Buňky jsou schopny uchovat svou historii, jinými slovy ukládá paměť své specializace. Proto musí být tato paměť vymazána, aby se buňka mohla opět specializovat.

Přeprogramování je jedním z největších omezení této metody. Z těchto důvodů se zdá, že klonovaný jedinec má předčasné stárnutí a abnormální vývoj.

Aktivace

Hybridní buňka musí být aktivována, aby došlo ke všem vývojovým procesům. Tohoto cíle lze dosáhnout dvěma způsoby: elektrofúzí nebo Roslinovou metodou a mikroinjekcí nebo metodou Honolulu.

První spočívá v použití elektrických šoků. Použitím pulsního proudu nebo ionomycinu se vajíčko začne dělit.

Druhá technika používá pouze impulsy vápníku ke spuštění aktivace. Očekává se obezřetný čas na tento proces, přibližně dvě až šest hodin.

Tím se začíná tvořit blastocysta, která bude pokračovat v normálním vývoji embrya, pokud bude proces proveden správně.

Výhoda

Jednou z hlavních aplikací klonování je léčba nemocí, které není snadné léčit. Můžeme využít našich rozsáhlých znalostí z hlediska vývoje, zejména v raných stádiích, a aplikovat je na regenerativní medicínu.

Buňky klonované nukleárním přenosem somatických buněk (SCNT) významně přispívají k vědeckým výzkumným procesům a slouží jako modelové buňky pro zkoumání příčiny onemocnění a jako systém pro testování různých léků.

Dále mohou být buňky produkované uvedenou metodologií použity pro transplantaci nebo pro vytvoření orgánů. Tato oblast medicíny je známá jako regenerativní medicína.

Kmenové buňky způsobují revoluci ve způsobu léčby některých nemocí. Regenerativní medicína umožňuje autologní transplantaci kmenových buněk, čímž eliminuje riziko odmítnutí imunitním systémem postižené osoby.

Kromě toho může být použit pro produkci rostlin nebo zvířat. Vytváření identických replik jednotlivce, který je předmětem zájmu. Může být použit k opětovnému vytvoření zaniklých zvířat. A konečně, je to alternativa k neplodnosti.

Jak to funguje?

Předpokládejme například, že existuje pacient s problémy s játry. Pomocí těchto technologií můžeme pěstovat nové játra - s využitím genetického materiálu pacienta - a transplantovat, čímž se eliminuje jakékoli riziko poškození jater.

V současné době se regeneraci podařilo extrapolovat na nervové buňky. Někteří vědci se domnívají, že kmenové buňky mohou být použity při regeneraci mozku a nervového systému.

Nevýhody

Etické problémy

Hlavní nevýhody klonování pramení z etických názorů, které tento postup obklopují. Klonování mnoha zemí je ve skutečnosti zakázáno.

Od klonování slavné ovce Dolly došlo v roce 1996, problematika tohoto procesu u lidí byla obklopena mnoha kontroverzemi. V této namáhavé debatě zaujali různí akademici postavení, od vědců po právníky.

Navzdory všem výhodám, které tento proces má, lidé, kteří jsou proti němu, tvrdí, že klonovaný člověk nebude mít průměrné psychologické zdraví a nebude mít možnost těžit z výhody jedinečné a neopakovatelné identity.

Kromě toho tvrdí, že klonovaná osoba bude cítit, že musí dodržovat specifický vzorec života člověka, který jim dal vznik, aby mohla zpochybnit svou svobodnou vůli. Mnozí se domnívají, že embryo má práva od okamžiku početí a jeho změna znamená jejich porušení.

V současné době bylo dosaženo následujícího závěru: v důsledku špatného úspěchu procesu u zvířat a potenciálních zdravotních rizik, které představují pro dítě a matku, je neetické pokusit se o klonování lidí z bezpečnostních důvodů.

Technické problémy

Studie provedené na jiných savcích nám umožnily dojít k závěru, že proces klonování vede ke zdravotním problémům, které v konečném důsledku vedou k smrti.

Klonováním telata z genů odebraných z ucha dospělé krávy trpělo klonované zvíře zdravotními problémy. Teprve dva měsíce staré mladé tele zemřelo na srdeční problémy a další komplikace.

Od roku 1999 vědci zaznamenali, že klonovací proces vede k interferenci s normálním genetickým vývojem jedinců, což způsobuje patologie. Klonování ovcí, krav a myší ve skutečnosti nebylo úspěšné: klonovaný organismus umírá krátce po narození.

Ve slavném případě klonování ovcí Dolly bylo jednou z nejvýznamnějších nevýhod předčasné stárnutí. Dárcem jádra, které bylo použito k vytvoření Dolly, bylo 15 let, takže klonovaná ovce se narodila s charakteristikami organismu tohoto věku, což vedlo k rychlému zhoršení.

Reference

1. Gilbert, SF (2005). Vývojová biologie. Panamerican Medical Ed.
2. Jones, J. (1999). Klonování může způsobit zdravotní vady. BMJ: British Medical Journal, 318 (7193), 1230.
3. Langlois, A. (2017). Globální správa lidského klonování: případ UNESCO. Palgrave communications, 3, 17019.
4. McLaren, A. (2003). Klonování. Redakční komplikace.
5. Nabavizadeh, SL, Mehrabani, D., Vahedi, Z. a Manafi, F. (2016). Klonování: přehled bioetických, právních, soudních a regeneračních otázek v Íránu. Světový deník plastické chirurgie, 5 (3), 213-225.