Klonowanie na zdrowie

źródło: Roslin Institute

Wielu czytelników z pewnością pamięta, jak dwadzieścia lat temu świat obiegła niesamowita wiadomość (a w Polsce, ale nie tylko, obiegała ona głównie przez mass media – internet nie był bowiem jeszcze wszechobecny): grupie szkockich naukowców z Edynburga udało się po raz pierwszy sklonować ssaka: owieczkę, której nadano imię Dolly.

Dolly stworzono za pomocą techniki transferu jądra komórkowego (ang. SCNT – somatic-cell nuclear transfer), która polega na pobraniu jądra komórkowego albo z embrionu albo wręcz z komórek dorosłego organizmu i umieszczeniu go w komórce jajowej, z której usunięto jądro. Tą hybrydę komórki jajowej implantuje sie następnie w narządach rodnych surogatki.

Owieczka Dolly na świat przyszła piątego lipca 1996 roku: urodziła się jako zdrowe, pełne wigoru jagnię. Nic nie zapowiadało późniejszych problemów. Na pierwsze urodziny Dolly zafundowano jednak baterię testów: jednym z nich była analiza długości jej telomerów.

Telomery to końcówki chromosomów, które są mechanizmem regulującym „jakość” komórek. W trakcie podziałów somatycznych komórki gromadzą bowiem w swoim DNA wiele nierzadko szkodliwych mutacji, które mogą na przykład spowodować, że komórka przekształci się w komórkę nowotworową. Im więcej podziałów, tym większa szansa, że z komórkami powstałymi na skutek podziału będzie coś nie tak. I tu na scenę wkraczają właśnie telomery. Z każdym podziałem telomery ulegają skróceniu – jeśli komórka przeszła przez zbyt wiele podziałów somatycznych, telomer zostaje całkowicie zlikwidowany i jego zanik włącza systemy alarmowe w komórce prowadzący do apoptozy – komórkowego samobójstwa, które zapobiega dalszemu szerzeniu się tej linii komórkowej.

Skoro zatem telomery ulegają regularnemu skracaniu w czasie naszego życia, łatwo zrozumieć, że nowonarodzona owca powinna mieć telomery „pełnowymiarowe”. U Dolly nie miało to jednak miejsca. Analiza jej telomerów (opublikowana w 1999 roku) wykazała, że były one tak krótkie, jak u owcy, która była donorem jądra komórkowego: ten zwierzak miał w momencie donacji 6 lat, więc jednoroczna Dolly na poziomie komórkowym wyglądała co najmniej na siedmiolatkę, pomimo tego, że standardowe badania jej zdrowie nie wykazały żadnych nieregularności.

Oliwy do ognia spekulacji dolała przedwczesna śmierć Dolly, poprzedzona także przedwczesną śmiercią innej sklonowanej owcy, Cedrika. Cedric zmarł w styczniu 2000 roku na rodzaj owczego raka płuc (wywołanego wirusem). Kolejna sklonowana owca, Morag, zmarła wkrótce potem na tę samą chorobę. Badacze podejrzewali, że Dolly także jest zarażona – chore były jagnięta z jej miotu, chociaż Dolly sama początkowo nie wykazywał żadnych objawów. Ostatecznie jednak choróbsko dopadło Dolly w lutym 2003 roku i rozwinęło się na tyle, że Dolly postanowiono uśpić.

Oczywiście śmierć spowodowana infekcją nie jest sama w sobie powodem, by podejrzewać, że telomery miały z tym coś wspólnego. Zanim jednak Dolly zapadła na tę chorobę, wykazywała poważne objawy artretyzmu – i to właśnie to było głównym powodem podsycającym ciekawość mediów w kwestii bezpieczeństwa klonowania.

Prawda jest taka, że jeszcze za życia Dolly telomerowa teoria o przedwczesnym starzeniu klonów upadła. W 2000 roku Teruhiko Wakayama z kolegami opublikowali artykuł w Nature, w którym opisali badania telomerów u klonowanych myszy. Okazało się, że nie tylko nie znaleźli dowodów na ich skracanie, ale nawet w niektórych przpadkach ulegały one niewielkiemu wydłużeniu. Zaledwie kilka miesięcy wcześniej podobny artykuł ukazał się w piśmie Science – w tej pracy autorzy badali telomery w komórkach krowich klonów, które także ulegały niewielkiemu wydłużeniu.

W 2001 roku inna grupa badaczy z Kanady i Stanów Zjednoczonych opublikowała pracę z piśmie PNAS, w której pokazała, że chociaż telomery (w komórkach krowich klonów) w donowanych jądrach są krótsze w momencie ich implantacji do komórki jajowej, to jednak ich długość jest resetowana w czasie rozwoju embrionalnego klonu.

Chociaż zatem teoria telomerowa okazała się całkowicie błędna, wciąż w popularnej kulturze pokutuje przekonanie, że z klonami musi coś być nie tak. Że nie może przecież być tak, żeby te sztucznie pozyskane zwierzęta były w pełni zdrowe. Nawiasem mówiąc – nie zawsze są (ale do wyjątków należą klony myszy laboratoryjnych, które są jednak genetycznym polem minowym).

I aby ostatecznie rozproszyć te wątpliwości grupa badaczy z Uniwersytetu z Nottingham postanowiła przebadać grupę sklonowanych owiec. Co było w tych owcach szczególnego? Otóż są one co do jednej klonami Dolly.

Klony Dolly. źródło: Sinclair et al., Nat Commun (2016) 7:12359 (CC By 4.0)
Klony Dolly. źródło: Sinclair et al., Nat Commun (2016) 7:12359 (CC By 4.0)

13 owiec w wieku 7-9 lat (owce z tej akurat rasy żyją około dekady). Przebadano je pod kątem tolerancji glukozy, insulinooporności oraz ciśnienia krwi. Sprawdzono stan ich kości (vide: osteoporoza, na którą cierpiała Dolly), mięśni i stawów (za pomocą rezonansu magnetycznego). No i pomimo tego, że w owczych latach owce były raczej staruszkami, okazało się, że są zdrowe jak koń. Albo raczej jak (zdrowa) owca.

Wyniki zaledwie kilka dni temu ukazały się w piśmie Nature Communications (i w odróżnieniu od większości archiwalnych artykułów są dostępne w otwartym dostępie).

Praca jest ciekawa, a także imponująca pod kątem ilości włożonego w nią trudu – wystarczy sobie spróbować wyobrazić, jak niewiele wysiłku wymagać musi wsadzenie owcy do skanera MRI (a potem pomnożyć to przez 13 owiec). Warto jednak dodać, że problem pozostaje bardzo istotny, nawet bardziej dzisiaj, niż 20 lat temu. Dlaczego?

Z przyczyny, która dyskutowana na blogu przeze mnie była wielokrotnie. Jednym słowem (a raczej dwoma): CRISPR/Cas – lub redagowanie genomu. Nowe techniki redagowania genomu pozwolą (a nawet już pozwalają) nam bowiem na genetyczne modyfikowanie organizmów w taki sposób, aby na przykład poprawić ich zdrowie, ich masę mięśniową, ich inne charakterystyki. Jednak nie wystarczy geny zmodyfikować. Trzeba to zmodyfikowane DNA następnie przekształcić w żywy embrion, który rozwinie się w zdrowego osobnika zdolnego do prokreacji (bo nie ma sensu wprowadzenie zmiany, jeśli nie jest przekazywana kolejnym pokoleniom). A tego dokonuje się wciąż bardzo często – zwłaszcza w przypadku zwierząt hodowlanych – za pomocą techniki transferu jądra komórkowego.

1 Comment

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s