Reprodukční klonování je považováno za vývoj embrya. Přístupy ke klonování lidí

, (buněčná jaderná náhrada, výzkumné klonování a klonování embrya), která spočívá v odstranění vajíčka (oocytu), ze kterého bylo odstraněno jádro, a nahrazení tohoto jádra DNA jiného organismu. Po mnoha mitotických děleních v kultuře (kultivační mitózy) daná buňka vytvoří blastocystu (zárodek v raném stádiu sestávající z přibližně 100 buněk) s DNA téměř identickou s původním organismem.

Účelem tohoto postupu je získat kmenové buňky, které jsou geneticky kompatibilní s organismem dárce. Z DNA pacienta s Parkinsonovou chorobou lze například získat embryonální kmenové buňky, které lze použít k její léčbě, a imunitní systém pacienta je neodmítne.

aplikace

Kmenové buňky získané terapeutickým klonováním se používají k léčbě mnoha nemocí. V současné době je navíc ve vývoji řada metod, které je využívají (léčba některých typů slepoty, poranění míchy, Parkinsonovy choroby atd.)

Diskuse o terapeutickém klonování

Tato metoda často vyvolává kontroverze ve vědecké komunitě a termín popisující vytvořenou blastocystu je zpochybňován. Někteří se domnívají, že je nesprávné nazývat ji blastocystou nebo embryem, protože nevzniklo oplodněním, jiní však tvrdí, že za správných podmínek se z ní může vyvinout plod a nakonec dítě – proto je vhodnější výsledek nazývat embryo.

Potenciál terapeutického klonování v lékařské oblasti je obrovský. Někteří odpůrci terapeutického klonování namítají, že tento postup využívá lidská embrya a ničí je přitom. Jiní se domnívají, že takový přístup instrumentalizuje lidský život nebo že by bylo obtížné umožnit terapeutické klonování bez umožnění reprodukčního klonování.

Právní status technologie

Podle údajů z roku 2006 se klonování pro terapeutické účely používá ve Spojeném království, Belgii a Švédsku. Výzkum v této oblasti je povolen v Japonsku, Singapuru, Izraeli a Koreji.

V mnoha jiných zemích je terapeutické klonování zakázáno, ačkoli zákony jsou neustále diskutovány a měněny. Dne 8. prosince 2003 hlasovaly země OSN proti zákazu reprodukčního a terapeutického klonování navrženém Kostarikou.

V Rusku se taková terapie v současné době neprovádí, její právní status není určen, ale vývoj technologie byl pozastaven do doby, než bude status stanoven.

Viz také

Napište recenzi na článek "Terapeutické klonování"

Odkazy

Poznámky

Výňatek popisující terapeutické klonování

Šest měsíců po smrti mého dědečka došlo k události, která si podle mého názoru zaslouží zvláštní zmínku. Byla zimní noc (a zimy v Litvě byly v té době velmi chladné!). Právě jsem šel spát, když jsem najednou ucítil zvláštní a velmi jemné „volání“. Jako by mi někdo volal odněkud z daleka. Vstal jsem a šel k oknu. Noc byla velmi tichá, jasná a klidná. Hluboká sněhová pokrývka se leskla a třpytila ​​se studenými jiskrami po celé spící zahradě, jako by na ní odraz mnoha hvězd klidně utkal svou jiskřivou stříbrnou síť. Bylo to tak tiché, jako by svět zamrzl v nějakém podivném letargickém spánku...

Existují tři typy klonování: genové klonování, reprodukční klonování a terapeutické klonování.

Klonování genů vytváří kopie genů, což je nejběžnější a nejběžnější typ klonování prováděný výzkumníky z National Human Gene Research Institute (NHRI).

Výzkumníci NHH neklonovali žádné savce a neklonují lidi. Obvykle se klonovací technologie používají k vytváření kopií genů, které chtějí studovat. Postup spočívá ve vložení genu z jednoho organismu, často označovaného jako „cizí DNA“, do genetického materiálu kurýra zvaného vektor. Příklady vektorů zahrnují bakterie, kvasinkové buňky, viry a tak dále; mají malé kruhy DNA. Jakmile je gen vložen, je vektor umístěn do laboratorních podmínek, které podporují jeho množení, a končí tím, že gen je zkopírován tolikrát, kolikrát je potřeba. Klonování genů je také známé jako klonování DNA. Tento proces je velmi odlišný od reprodukčního a terapeutického klonování.

Reprodukční a terapeutické klonování sdílí mnoho stejných technik, ale jsou vytvořeny pro různé účely.

Terapeutické klonování se používá k vytvoření klonovaného embrya pouze za účelem vytvoření embryonálních kmenových buněk se stejnou DNA jako dárcovská buňka. Tyto kmenové buňky mohou být použity v experimentech zaměřených na studium onemocnění a vynalézání nových metod pro léčbu onemocnění.

Nejbohatším zdrojem embryonálních kmenových buněk je tkáň vytvořená během prvních pěti dnů poté, co se vajíčko začne dělit. V této fázi vývoje, nazývané blastoidní období, se embryo skládá ze skupiny asi 100 buněk, které se mohou stát jakýmkoli typem buňky. Kmenové buňky se odebírají z klonovaných embryí v této fázi vývoje, která končí zničením embrya, když je ještě v testovací zkumavce. Vědci doufají, že se jim podaří vypěstovat embryonální kmenové buňky, které mají jedinečnou schopnost transformovat se prakticky na jakýkoli typ buňky v těle, v laboratoři, kterou lze použít k růstu zdravé tkáně, která nahradí tkáň poškozenou. Je také možné dozvědět se více o molekulárních příčinách onemocnění studiem linií embryonálních kmenových buněk z klonovaných embryí získaných od zvířat nebo lidí s různými chorobami.

Mnoho vědců se domnívá, že výzkum kmenových buněk si zaslouží nejvyšší pozornost, protože mohou pomoci vyléčit člověka z mnoha nemocí. Někteří odborníci se však obávají, že kmenové buňky a rakovinné buňky mají velmi podobnou strukturu. A oba typy buněk mají schopnost se neomezeně šířit a některé studie ukazují, že po 60 cyklech buněčného dělení mohou kmenové buňky akumulovat mutace, které by mohly vést k rakovině. Vztah mezi kmenovými buňkami a rakovinnými buňkami musí být proto před použitím této léčebné techniky plně pochopen.

Spolu s tím terapeutické klonování vyvolává další otázku související s technologií jeho provádění. V současnosti je jedinou proveditelnou technologií klonování, které zahrnuje pěstování klonu do určité míry in vivo. U lidí to přirozeně neplatí – ženu nelze považovat za inkubátor terapeutického materiálu. Tento problém řeší vývoj zařízení pro pěstování embryí in vitro. Problém „zabíjení“ embrya však zůstává. Od kdy se plod stává člověkem? Existuje názor, že nový člověk vzniká v okamžiku početí (v případě klonu v okamžiku jaderné transplantace). V tomto případě je použití embrya pro pěstování transplantací nepřijatelné. K tomu se namítá, že do určité doby embryo představuje pouze soubor buněk, ale v žádném případě lidskou osobnost. Aby tento problém překonali, vědci se snaží začít pracovat s embryem co nejdříve.

Genetické inženýrství je vysoce regulovaná technologie, která je dnes z velké části studována a používá se v mnoha laboratořích po celém světě. Nicméně jak reprodukční, tak terapeutické klonování vyvolávají důležité etické problémy, protože tyto klonovací technologie lze aplikovat na lidi.

Reprodukční klonování vytváří kopie celých zvířat.

Poskytuje také možnost vytvořit osobu, která je geneticky identická s jinou osobou, která kdysi existovala nebo v současnosti existuje. To je do jisté míry v rozporu s dlouholetými náboženskými a společenskými hodnotami o lidské důstojnosti. Mnozí věří, že to porušuje všechny zásady individuální svobody a individuality. Někteří však tvrdí, že reprodukční klonování by mohlo pomoci bezdětným párům uskutečnit jejich sen stát se rodiči. Jiní vidí klonování lidí jako způsob, jak zastavit dědění „škodlivého“ genu. Musíme si ale pamatovat, že při tomto typu klonování se kmenové buňky odebírají z embrya umístěného v experimentální zkumavce, jinými slovy jsou zabíjeny. A odpůrci tvrdí, že použití terapeutického klonování je špatné, bez ohledu na to, zda se tyto buňky používají ve prospěch nemocných nebo zraněných lidí, protože je špatné vzít život jednomu, abyste ho darovali druhému.

2. Terapeutické klonování

Pokud jde o klonování lidí, tento proces je v mnoha zemích kvůli mnoha aspektům zakázán zákonem.

Ale existuje takový typ klonování jako terapeutické. Terapeutické klonování využívá proces známý jako přenos jádra somatických buněk (přenos jádra, výzkumné klonování a klonování embrya), který zahrnuje odstranění vajíčka, z něhož bylo odstraněno jádro, a nahrazení tohoto jádra DNA z jiného organismu. Po mnoha mitotických děleních kultury (kultivační mitózy) vytvoří daná buňka blastyst (zárodek v raném stádiu sestávající z přibližně 100 buněk) s DNA téměř identickou s původním organismem.

Účelem tohoto postupu je získání kmenových buněk. geneticky kompatibilní s organismem dárce.

Je možné za zvláštních podmínek reprodukovat geneticky přesnou kopii jakéhokoli živého tvora? Symbolem prvního klonovaného savce (1996) byla ovce Dolly, která po celý život trpěla zápalem plic a artritidou a byla násilně usmrcena ve věku šesti let – tedy zhruba v polovině věku. průměrný život normální ovce. Ukázalo se, že klonování zvířat není tak snadné jako klonování rostlin.

Terapeutické klonování využívá proces známý jako přenos jádra somatických buněk.

2.1 Perspektiva terapeutického klonování

Kmenové buňky získané terapeutickým klonováním se používají k léčbě mnoha nemocí. Kromě toho je v současné době ve vývoji řada metod, které je využívají (léčba některých typů slepoty, poranění míchy atd.)

Tato metoda často vyvolává kontroverze ve vědecké komunitě a termín popisující vytvořenou blastocystu je zpochybňován. Někteří věří, že je nesprávné nazývat to blastocysta nebo embryo, protože nevzniklo oplodněním, ale jiní tvrdí, že za správných podmínek se z něj může vyvinout plod a nakonec dítě - takže je vhodnější nazývat výsledek embryo.

Potenciál terapeutického klonování v lékařské oblasti je obrovský. Někteří odpůrci terapeutického klonování namítají, že tento postup využívá lidská embrya a ničí je přitom. Jiní se domnívají, že takový přístup instrumentalizuje lidský život nebo že by bylo obtížné umožnit terapeutické klonování bez umožnění reprodukčního klonování.

3. Význam klonování

V současnosti jsou metody genetického inženýrství a zejména klonování spojeny s mnoha nadějemi v oblasti léčby dříve neléčitelných nemocí, reprodukce a transplantace orgánů a v oblasti umělého početí, boje proti invaliditě a vrozeným vadám. Stále více experimentů se provádí na chovu savců a následné transplantaci jejich orgánů lidem. Nedávno se Jižní Koreji podařilo naklonovat prasátko, jehož geneticky modifikované buňky mohou snížit hrozbu odmítnutí orgánu lidským imunitním systémem během transplantace o 60–70 %. A ve světle problému spojeného s nemožností mít děti se metodám umělého oplodnění dostalo široké podpory ve společnosti. Pokud jde o samotné klonování, umožňuje provádět stejné postupy s využitím genofondu pouze jednoho z rodičů, což je často nutné, pokud je jeden z rodičů predisponován k závažným onemocněním.

Transplantace buněk slinivky břišní zbaví pacienty s diabetem neustálých injekcí inzulínu a nutnosti dodržovat přísnou dietu. Na konferenci v Chicagu o tom informoval britský chirurg James Shapiro, který úspěšně provedl prvních osm operací.

Vyčištěné pankreatické buňky od zdravých dárců byly podávány intravenózně diabetickým pacientům. Tyto buňky setrvávaly v játrech, kde pokračovaly v produkci inzulínu. U osmi pacientů ve věku od 29 do 53 let zmizela potřeba inzulínových injekcí v bezprostředním pooperačním období.

Mluvčí British Diabetes Association Bill Hartnett říká nová metoda léčba je extrémně slibná, ale varuje před unáhlenými závěry, protože výsledky transplantace buněk nebyly dosud publikovány. Pacienti po této operaci musí neustále užívat imunosupresiva, aby zabránili odmítnutí transplantovaných buněk. Vývoj metody klonování v budoucnu vyřeší problém získání dostatečného počtu pankreatických buněk, řekl James Shapiro na konferenci Americké transplantační společnosti.

Klonovací technologie byly nejprve použity k záchraně ohrožených druhů. Příští měsíc vědci očekávají narození mláděte gaura (druh asijského vola), které nosila obyčejná kráva. Samotné embryo bylo vytvořeno v laboratoři z kravského vejce a genů odebraných z kůže gaura.

Na druhou stranu se často objevuje otázka, že klonování může snížit genetickou diverzitu, čímž se lidstvo stane zranitelnějším například vůči epidemiím, které podle nejpesimističtějších prognóz povedou ke smrti civilizace.

Bibliografie

1. Wikipedie je bezplatná encyklopedie. (wikipedia.org)

2. Online encyklopedie „Around the World“. (krugosvet.ru)

3. Webové stránky ruské biotechnologie a bioinformatiky. (rusbiotech.ru)

4. Novinky 02/16/2004 (yandex.ru)

5. Web "Biotechnologist". (biotechnolog.ru)

6. Novinky lékařského portálu. (medportal.ru)

7. Web „Membrane“ (membrana.ru)

Pouze ty země a společnosti, které jsou schopny za to zaplatit značné peníze. Chudé země, jako jsou ty africké, se mohou ocitnout odříznuté od pokroku v genomice.Při studiu Human Genome Project se vědci setkali s největším objevem století. Krátce o tom: Elektromagnetická apokalypsa. Jakkoli to může znít zvláštně, v posledních desetiletích věda objevila takové dříve...

Ze své somatické buňky nebude mít duši. Pokračuje vášnivá diskuse o problému lidského klonování („pěstování živých kopií“) lidí. Názory vědců jsou do značné míry podobné: klonování zvířat nelze zakázat, ale stále je v tom mnoho nejasností. Problém je v tom, že nyní nejenže neexistuje racionální etika, ale naopak se řeší soukromé otázky, co je etické,...

Prospět nemocným nebo zraněným lidem, protože nemůžete vzít život jednomu, abyste ho dali druhému. 4. Klonování: příčiny a problémy 4.1 Klonování rostlin Klonování rostlin je na rozdíl od klonování zvířat běžným procesem, kterému čelí každý zahradník nebo zahradník. Ostatně rostlina se často množí výhonky, řízky, šlahouny a...

Kratší než ovce jejího věku. Dolly zemřela ve věku 6 let, což je přibližně polovina délky života ovce, což je 12 let. 6. Efektivita klonování zvířat Klonování savců metodou přenosu jádra je doprovázeno patologií v embryonálním, fetálním a novorozeneckém období vývoje klonů. Možné příčiny abnormalit u klonovaných zvířat mohou být...

Terapeutické klonování. Moderní přístupy k získávání linií embryonálních kmenových buněk specifických pro pacienta

T.A. Sviridova-Chailakhyan, L.M. Chailakhyan

Ústav teoretické a experimentální biofyziky RAS, Pushchino

Terapeutické klonování. Moderní přístupy k získání linií embryonálních kmenových buněk specifických pro pacienta

T.A. Sviridova-Chailakhyan, \ L.M. Chailakhyan\

Ústav teoretické a experimentální biofyziky Ruské akademie věd, Pushchino

Recenze je věnována současnému biomedicínskému směru v buněčné substituční terapii – terapeutickému klonování, které je nejuniverzálnějším přístupem k získání pacientsky specifických linií embryonálních kmenových buněk (ESC) s obrovským potenciálem pro udržení a obnovu lidského zdraví. Přehled dále představuje alternativní přístupy a trendy v získávání lidských ESC, které na rozdíl od terapeutického klonování mají do klinické praxe ještě daleko. Jedinečná hodnota ESC pro léčebné účely určuje vážnou potřebu rozvoje terapeutického klonování u nás.

Klíčová slova: terapeutické klonování, somatické buňky, jaderná transplantace, embryonální kmenové buňky.

Přehled je zaměřen na terapeutické klonování představující aktuální biomedicínský směr v náhradní buněčné terapii. Terapeutické klonování je vysoce univerzální přístup pro generování linií embryonálních kmenových buněk (ESC) specifických pro pacienta s neomezeným potenciálem podporovat a obnovovat lidské zdraví. Diskutovány jsou také alternativní přístupy a tendence při generování lidských ESC, které však na rozdíl od terapeutického klonování dosud nevedly ke klinické aplikaci. Jedinečná hodnota ESC pro lékařské účely vyžaduje rozvoj terapeutického klonování u nás.

Klíčová slova: terapeutické klonování, somatické buňky, přenos jádra, embryonální kmenové buňky.

Úvod

Základem pro vznik jednoho z nejslibnějších biomedicínských trendů v buněčné substituční terapii – terapeutického klonování – byly dva důležité objevy konce 20. století. Jedná se zaprvé o vytvoření klonované ovce Dolly a zadruhé o produkci embryonálních kmenových buněk (ESC) z lidských blastocyst a primordiálních zárodečných buněk. V prvním případě se u savců přesvědčivě ukázalo, že pokud je jádro somatické buňky dospělého organismu zavedeno do enukleovaného oocytu, dochází vlivem cytoplazmy oocytu k přeprogramování jádra takové buňky. a je schopen dát vzniknout vývoji embrya (klonu), jehož genom je shodný s genomem organismu - dárce jader. Ve druhém případě je ukázáno, jak lze získat a kultivovat lidské ESC. Kombinace těchto dvou důležitých úspěchů vytváří zásadní možnost získat pro pacienta specifické ESC linie a na jejich základě určitým směrem determinované progenitorové buňky (např. buňky hematopoetické řady), které v podstatě budou tzv. buňky samotného pacienta a zcela s nimi imunokompatibilní. To je hlavní smysl a hlavní cíl terapie.

klonování tiků. V současnosti jsou hlavními zdroji získávání kmenových buněk přímo pro biomedicínskou práci kmenové buňky z pupečníkové krve a dospělé kmenové buňky. Oba zdroje mají vážná omezení: kmenové buňky z pupečníkové krve jsou autogenní pouze pro novorozence a příjem kmenových buněk od samotného pacienta pro něj není bezpečný. Kromě toho je obecný konsenzus, že diferenciační potenciál těchto buněk je nižší než u ESC. Je zřejmé, že nejuniverzálnějším a nejspolehlivějším zdrojem získávání lidských kmenových buněk (SC) jsou technologie klonování.

Perspektivní terapeutické potřeby

klonování

Dá se s jistotou říci, že budoucí potřeby terapeutického klonování jsou neomezené, protože tento přístup umožňuje téměř každému člověku vytvořit si vlastní banku SC linií. Protože se tyto buňky rychle množí, lze je získat v jakémkoli množství. Člověk bude mít v podstatě neomezenou zásobu vlastních kmenových a progenitorových buněk různého určení.

e-mailem: [e-mail chráněný]

Vycházíme-li z moderních představ o obrovské roli přirozeného fondu kmenových buněk, který s přibývajícím věkem prudce ochuzuje v normálním fungování lidského těla, pak obrovské možnosti terapeutického klonování při udržování a obnově lidského zdraví během jeho života , v překonávání různých neduhů a v prodlužování jeho aktivního věku. Životní příležitosti každého jednotlivého člověka jsou značně obohaceny.

Řada zemí nyní přijala zákony umožňující výzkum pomocí lidských ESC, ačkoli morální a etické problémy spojené s používáním lidských embryí pro tento účel stále vyvolávají nejžhavější veřejnou debatu v historii biomedicínské vědy. V reprodukční praxi se typicky získá přibližně 24 oocytů od každé klientky a k implantaci se pak použijí pouze dvě až čtyři embrya v naději, že se jedno z nich během těhotenství vyvine normálně. Mnoho embryí zbývajících po umělé inseminaci bude v každém případě zničeno, a to i po letech skladování v kryobankách. Pro výzkum jsou v současné době k dispozici méně než 3 % těchto embryí. Speciální analýza provedená v USA, Kanadě, Anglii, Austrálii a dalších zemích zároveň ukázala, že pacientky v reprodukčních centrech by v drtivé většině raději darovaly zbývající oocyty a embrya vědecký výzkum, včetně získání průkazů pojištění.

Nedávno, v březnu 2009, byl ve Spojených státech legálně povolen výzkum s lidskými embryi a ESC pro biomedicínské účely, přičemž byly prováděny příslušné klinické studie, i když ve skutečnosti experimenty v tomto směru začaly v roce 2006 na Harvardské univerzitě. V Austrálii byly také zahájeny mnohamilionové projekty na vytvoření klonovaných lidských embryí pro získání hESC. Vzhledem k těmto skutečnostem není pochyb o tom, že terapeutické klonování se brzy stane předním trendem v buněčné substituční terapii a biomedicínské praxi ve světě. Jedinečná hodnota ESC pro léčebné účely určuje vážnou potřebu rozvoje terapeutického klonování u nás. Je zřejmé, že legislativní povolení v Rusku provádět takovou výzkumnou práci v určitých přísných etických rámcích je nyní nejdůležitější a naléhavou potřebou. Je třeba poznamenat, že terapeutické klonování člověka a reprodukční klonování jsou ve svých cílech zásadně odlišné směry a samozřejmě by lidské reprodukční klonování mělo být přísně zakázáno ze zásadních biologických důvodů, nemluvě o složitých etických, právních a společenských problémech, které vznikají.

Světové vývojové trendy

terapeutické klonování

Obrovský potenciál terapeutických klonovacích technologií byl dosud prokázán na objektech zvířecích modelů. První práce o terapeutickém klonování byla publikována v roce 2000 a byla provedena na myších. Práce ukázala, že ESC linie z klonovaných embryí se skládají z buněk se stejnými pluripotentními vlastnostmi jako normální

ESC. Poté se objevily desítky takových prací a byly provedeny úspěšné pokusy pomocí technologie klonování napravit patologie existující u pokusných zvířat, zejména kombinovanou imunodeficienci. Byly tak prokázány vážné možnosti kombinace terapeutického klonování s genovou terapií pro úspěšnou léčbu různých genetických onemocnění.

Dosud základní vědecké a technologické aspekty nevytvářejí překážky pro terapeutické klonování [14–17]. A přestože na světě existuje již asi 500 linií lidských ESC, ani jedna z nich nebyla získána pomocí klonovacích technologií – metodou jaderné transplantace. Dvě senzační publikace v časopise Science v roce 2004 a

2005 jihokorejskými vědci získat jednotlivé linie ESC pro 11 vážně nemocných pacientů se ukázalo jako nespolehlivé. Existuje zpráva o získání linie specifické pro pacienta z aktivovaných partenogenetických lidských oocytů obsahujících histokompatibilní kmenové buňky pro dárce oocytů - potenciálního pacienta, v jehož léčbě je již možné použít autogenní buňky bez imunitní rejekce. Dalším úspěchem je produkce klonovaných lidských embryí s jádry fibroblastů, která se vyvinula do stadia blastocysty, ale nebyly z nich vytvořeny žádné ESC linie.

Alternativní přístupy k získávání

linie ESC specifické pro pacienta

Zároveň svět aktivně hledá alternativní možnosti získání linií ESC specifických pro pacienta pro biomedicínské účely. Jednou z možností je transplantace jader lidských somatických buněk do zvířecích oocytů. Rychle rostoucí zájem o terapeutické klonování pro léčbu různých onemocnění vyžaduje produkci ESC ve velkém množství. Avšak i v podmínkách legislativní přízně budou lidské oocyty a embrya vždy velmi omezené množství a jejich získání je nákladné. Nedostatek lidských oocytů potřebných pro výzkumné účely lze nahradit použitím zvířecích oocytů, které jsou snadněji dostupné. Hybridní heteroplazmatická embrya s lidským genomem a smíšenou lidskou a zvířecí cytoplazmou představují atraktivní a pohodlný modelový systém pro řešení mnoha zásadních a praktických problémů terapeutického klonování. Při provádění výzkumu je přísně zakázáno implantovat výsledná hybridní embrya do dělohy člověka nebo zvířete, stejně jako je po dlouhou dobu (více než 14 dní) pěstovat in vitro.

První úspěšná práce v tomto směru patří skupině čínských vědců, kteří metodou přenosu jader lidských somatických buněk (fibroblastů) do enukleovaných králičích oocytů získali hybridní rekonstruovaná embrya a následně ESC linie. Pečlivá analýza ukázala, že tyto ESC jsou fenotypově podobné normálním lidským ESC, včetně schopnosti podstoupit různé buněčné diferenciace. Ukázalo se tedy, že je možné získat linie lidských kmenových buněk bez účasti lidských oocytů. Stejní výzkumníci pak přenesli jádra lidských fibroblastů do enukleovaných hovězích oocytů a ukázali to

Buněčná transplantologie a tkáňové inženýrství Svazek IV, č. 2, 2009

že u takových hybridů je pozorováno přeprogramování lidských buněčných jader s odpovídající aktivací embryonální genové exprese. Hybridní embrya se vyvinula do pozdních preimplantačních fází, což je důležité pro budoucí generaci ESC.

Provádění podobných studií bylo povoleno v Anglii, ale veškeré snahy zopakovat práci čínských vědců byly neúspěšné: nebylo možné dosáhnout vývoje stejných rekonstruovaných hybridních lidských a zvířecích embryí do stadia produkce blastocyst a ESC pomocí mezidruhové jaderné transplantace . Podobné pokusy o mezidruhovou lidskou jadernou transplantaci podniknuté ve Spojených státech byly rovněž neúspěšné. Na základě velké série experimentů s přenosem jader lidských somatických (cumulus) buněk do oocytů lidí a různých zvířat: krav, králíků a myší se ukázalo, že u hybridů člověka a zvířete není dosaženo odpovídajícího přeprogramování jader , jako u klonovaných lidských embryí, ve kterých byl vzorec genové exprese téměř identický s normálními lidskými embryi. Je obzvláště důležité, že hybridní embrya postrádaly expresi genů pluripotence, která je nezbytná pro produkci SC.

Podle řady výzkumníků mohou defekty ve vývoji hybridů člověka a zvířat souviset nejen s nedostatečným přeprogramováním epigenetického stavu lidských somatických jader, ale také s úplnou nekompatibilitou lidského jaderného genomu a mitochondriálního genomu zvířat. Rekonstruovaná hybridní embrya přežívají krátkou dobu pouze díky lidským mitochondriím, protože jádra lidských somatických buněk se obvykle spolu s cytoplazmou přenášejí do oocytů zvířete. Na základě všech těchto dat byl tedy učiněn závěr, že zvířecí oocyty nejsou vhodné pro použití jako příjemci lidských buněčných jader a získání lidských ESC z takových embryí je prakticky nemožné.

Dalším přístupem k vytvoření pluripotentních kmenových buněk specifických pro pacienta je indukce dediferenciace somatických buněk pomocí samotných ESC, jak bylo prokázáno somatickou hybridizací nejprve u myší a poté s lidskými ESC. Kmenové buňky, když fúzují se somatickými buňkami, poskytují faktory potřebné pro epigenetické přeprogramování genomu somatických buněk s odpovídající indukcí pluripotentních vlastností a charakteristik. Byla prokázána možnost přeprogramování jader somatických buněk pomocí ESC extraktu a byly činěny pokusy o selektivní eliminaci HSC chromozomů, nicméně odstranění všech chromozomů je stále technicky obtížné a uvažovaný způsob získání kmenových buněk je obecně daleko od uvedení do terapeutické praxe.

Nejslibnějším alternativním přístupem pro tvorbu linií specifických pro pacienta ze somatických buněk pro biomedicínské účely je tvorba buněk podobných HSC nebo indukovaných pluripotentních linií HSC 0RB). Jde o nový směr výzkumu v buněčné substituční terapii, který začal prací vědců z Japonska

2006 na myších k přeprogramování fibroblastů do stavu podobného pluripotentním. Brzy se ukázala možnost takové transformace.

tvorba lidských fibroblastů. Genetická modifikace fibroblastů byla provedena pomocí retrovirové transfekce čtyř klíčových faktorů pluripotence: Ocb3/4, Box2, KH4, c-Myc a následná exprese těchto genů vyvolala přeprogramování somatických buněk s návratem do pluripotentního stavu. Přestože účinnost tohoto přístupu byla velmi nízká a je také známo, že použití virových vektorů může vést k malignitě RB buněk, staly se tyto práce senzací. Následovala celá řada studií s indukčními faktory a aktivně se hledaly další způsoby zavádění genů do somatických buněk (bez použití retrovirů) při minimalizaci modifikace genomu. V důsledku toho se u myší ukázala možnost bezpečného způsobu přeprogramování buněk pomocí transposonů a pouze jednoho faktoru K1!4.

Je však předčasné považovat !RB buňky za adekvátní alternativní náhradu ESC pro regenerační terapii. Pro biomedicínské účely je nutné místo přidávání nových kopií přeprogramovat vlastní geny buněk a jedinečnou příležitost pro takové přeprogramování jader somatických buněk poskytují pouze technologie terapeutického klonování. Reverzibilita programu genové exprese pod vlivem cytoplazmy oocytů a návrat ke vzoru embryonální exprese v jádrech somatických dárců umožňuje v současnosti považovat rekonstruovaná lidská embrya za hlavní zdroj získávání linií ESC specifických pro pacienta.

Stav terapeutického výzkumu

klonování v Rusku

Navzdory boomu o velkém potenciálu ESC v léčbě různých onemocnění se v Rusku stále prakticky neprovádí práce na terapeutickém klonování. To je způsobeno především nedostatkem legislativní rámec pro provádění výzkumu pomocí lidských oocytů a embryí. Přijetím takových zákonů je pro Rusko skutečnou příležitostí velmi rychle vyvinout terapeutické klonování. Naše země má účinné buněčné technologie pro získávání rekonstruovaných embryí pomocí jaderné transplantace. V podstatě základy moderní technologie nukleární přenos somatických buněk, kombinující mikrochirurgii a elektrofúzi, zde byly poprvé vyvinuty v 80. letech minulého století. Také dostupný efektivní technologie získání lidských ESC linií.

Úkoly terapeutického klonování je možné realizovat na bázi reprodukčních center, která se kromě svého přímého účelu mohou stát centry pro získávání ESC linií především přímo pro pacientky tohoto centra a případné členy jejich rodiny. Dá se očekávat, že s rozvojem terapeutických technologií bude získávání vlastních ESC dostupné pro každého člověka. Je nutné realizovat úzkou spolupráci reprodukčních center a příslušných výzkumných laboratoří zaměřených na řešení zásadních problémů a vývoj nových technologií. Podobné technologie zahrnují rekonstrukci embryí pomocí neinvazivních optických laserových mikromanipulačních technik pro účely terapeutického klonování a nahrazení

Buněčná transplantologie a tkáňové inženýrství Svazek IV, 1U< 2, 2009

buněčná terapie. Vývoj takových technik povede ke vzniku nové třídy mikromanipulačního zařízení, které kombinuje různé optické laserové mikronástroje (optické pinzety, laserový skalpel atd.) s počítačovým řízením.

Je třeba očekávat, že při odpovídající důsledné vědecké a organizační práci na rozvoji terapeutického klonování u nás může Rusko v dohledné době dosáhnout zahraniční úrovně v této oblasti biomedicínského výzkumu.

LITERATURA:

1. Wilmut I., Schneider A.E., Chirr J. et al. Životaschopní potomci pocházející z fetálních a dospělých savčích buněk. Příroda. 1ВВУ; 385: BIG-Z.

2. Thomson J.A., Itskovitz-Eldor J., Shapiro S.S. a kol. Embryonální kmenové buněčné linie odvozené z lidských blastocyst. Věda. 1BB8; 282: 1145-U.

3. Shamblott M.J., Axelman J., Wang S. a kol. Odvození pluripotentních kmenových buněk z kultivovaných lidských primordiálních zárodečných buněk. Proč. Natl. Akad. Sci. USA. 1V8; B5: 13726-31.

4. He Q., Li J., Bettiol E., Jaconi M.E. Embryonální kmenové buňky: nová možná terapie pro degenerativní onemocnění, která postihují starší lidi. J. Gerontol. Biol. Sci. Med. Sci. 2GG3; 5B: 27B-87.

5. de Wert G., Mummery C. Lidské embryonální kmenové buňky: výzkum, etika a politika. Hučení. Reprod. 2GG3; 18: 672-82.

B. Hoffman D.I., Zellman G.L., Fair C.C. a kol. Kryokonzervovaná embrya ve Spojených státech a jejich dostupnost pro výzkum. Fertil. Sterilní. 2GG3; 7B: 106W-E.

W. Lyerly A.D., Faden R.R. Embryonální kmenové buňky. Ochota darovat zmrazená embrya pro výzkum kmenových buněk. Věda. 2GG7; 317:46-7.

B. Nelson E., Mykitiuk R., Nisker J. a kol. Informovaný souhlas s darováním embryí pro výzkumné účely. J. Obstet. Gynaecol. Umět. 2GGB; 30[B]: 824-36.

V. Hug K. Motivace darovat či nedarovat přebytečná embrya pro výzkum kmenových buněk: přehled literatury. Fertil. Sterilní. 2GGB; 8B: 263-77.

1G. Provoost V., Pennings G., De Sutter P. a kol. Názory pacientek s neplodností o jejich embryích a jejich dispozičních preferencích. Hum. Reprod. 200B; 24: 8B6-B05.

11. Hayden E.C. Obama zrušil zákaz kmenových buněk. Prezidentův výkonný příkaz umožní americkému výzkumu lidských embryonálních kmenových buněk konečně prosperovat. Příroda. 200V; 458:130.

12.Munsie M.J., Michalska A.E., O"Brien C.M. et al. Izolace pluripotentních embryonálních kmenových buněk z přeprogramovaných jader somatických buněk dospělých myší. Curr. Biol. 2000; 10: B8B-B2.

13. Rideout W.M. 3., Hochedlinder K., Kyba M. a kol. Korekce genetického defektu transplantací jádra a kombinovanou buněčnou a genovou terapií. Buňka. 2002; 10B: 17-27.

14.Wobus A M., Boheler K.R. Embryonální kmenové buňky: vyhlídky pro vývojovou biologii a buněčnou terapii. Physiol. Rev. 2005; 85:63578.

15. Trounson A. Produkce a řízená diferenciace lidských embryonálních kmenových buněk. Endokr. Rev. 2006; 27: 2GB - 1V.

16. Hochedlinger K., Jaenisch R. Nukleární transplantace, embryonální kmenové buňky a potenciál pro buněčnou terapii. N.Engl. J. of Med. 2003; Z4V[Z]: 275-86.

1U. Sviridova-Chaylakhyan T.A., Chailakhyan L.M. Rekonstrukce myších embryí jako adekvátní model pro vývoj základu pro terapeutické klonování. DAN. 2005; 404[Z]: 422 - 4.

18. Hwang W.S., Ryu Y.J., Park J.H. a kol. Důkaz pluripotentní lidské embryonální kmenové buněčné linie odvozené z klonované blastocysty. Věda. 2004; 303: 166B-74.

1B. Hwang W.S., Roh S.I., Lee B.C. a kol. Pacientsky specifické embryonální kmenové buňky odvozené z lidských blastocyst SCNT. Věda. 2GG5; 308:1777-83.

20. Revazová E.S., Turovets N.A., Kochetková O.D. a kol. Linie kmenových buněk specifické pro pacienta odvozené z lidských partenogenetických blastocyst. Klonování a kmenové buňky. 2007; E[H]: 4Z2-E.

21. French A.J., Adams C.A., Anderson L.S. a kol. Vývoj lidských klonovaných blastocyst po přenosu jádra somatických buněk s dospělými fibroblasty. Kmenové buňky. 2008; 26: 485-VZ.

22. Chen Y., He Z.X., Liu A. a kol. Embryonální kmenová buňka generovaná jaderným přenosem lidských somatických jader do králičích oocytů. Cell Res. 2003; 13: 251-63.

23. Li F., Cao H., Zhang Q. a kol. Aktivace exprese lidského embryonálního genu v cytoplazmatických hybridních embryích konstruovaných mezi hovězími oocyty a lidskými fibroblasty. Klonování kmenových buněk. 2008; 10: 2В7-З06.

24. Jingjuan, J., Tonghang, G., Xianhong, T. a kol. Experimentální klonování embryí prostřednictvím mezidruhového jaderného přenosu člověka a králíka. Zool. Res. 2005; 26: 416-21.

25. Vogel, G. Kmenové buňky: etické oocyty, dostupné za cenu. Věda. 2006; 313:155.

26. Chung Y., biskup C.E., Treff N.R. a kol. Přeprogramování lidských somatických buněk pomocí lidských a zvířecích oocytů. Klonování kmenových buněk. 200V; 11. V tisku. http://www.liebertonline.com/doi/abs/10.108B/clo.200B.0004.

27. John J.S., Lovell-Badge R. Hybridní cytoplazmatická embrya člověka a zvířete, mitochondrie a energetická debata. Nat. Cell Biol. 2007;

В[В]: В88-В2.

28. Bowles E.J., Lee J.H., Alberio R. a kol. Kontrastní účinky oplodnění in vitro a přenosu jádra na expresi replikačních faktorů mtDNA. Genetika. 2007; 176: 1511-26.

2B. Miller R.A., Ruddle F.H. Pluripotentní teratokarcinom - hybridy somatických buněk thymu. Buňka. 1B76; B: 45-55.

30. Tada M., Takahama Y., Abe K. a kol. Nukleární přeprogramování somatických buněk in vitro hybridizací s ES buňkami. Curr. Biol. 2001; 11: 1553-8.

31. Cowan C.A., Atienza J., Melton D.A., Eggan K. Nukleární přeprogramování somatických buněk po fúzi s lidskými embryonálními kmenovými buňkami. Věda. 2005; Z0V: 1Z6V-7Z.

32. Yu J., Vodyanik M.A., He P., Slukvin I.I., J.A. Thomson. Lidské embryonální kmenové buňky přeprogramují myeloidní prekurzory po fúzi buňka-buňka. Kmenové buňky. 2006; 24: 168-76.

33. Do J.T., Scholer H.R. Jádra embryonálních kmenových buněk přeprogramují somatické buňky. Kmenové buňky. 2004; 22:В41-В.

34. Strelchenko N., Kukharenko V., Shkumatov A. et al. Přeprogramování lidských somatických buněk cytoplastem embryonálních kmenových buněk. Reprod. Biomed. Online. 2006; 12:107-11.

35. Taranger C.K., Noer A., ​​​​Sorensen A.L. a kol. Indukce dediferenciace, programování transkripce v celém genomu a epigenetické přeprogramování pomocí extraktů karcinomu a embryonálních kmenových buněk. Mol. Biol. Buňka. 2005; 16: 5У1В-З5.

36. Matsumura H., Tada M., Otsuji T. a kol. Cílená eliminace chromozomů z ES-somatických hybridních buněk. Nat. Metody. 2007; 4:23-5.

37. Matsumura H, Tada T. Jaderné přeprogramování somatických buněk zprostředkované buněčnou fúzí. Reprod. Biomed. Online. 2008; 16:51-6.

38. Takahashi K., Yamanaka S. Indukce pluripotentních kmenových buněk z myších embryonálních a dospělých kultur fibroblastů pomocí definovaných faktorů. Buňka. 2006; 126: 663-76.

ZV. Nakagawa M., Koyanagi M., Tanabe K. a kol. Generování indukovaných pluripotentních kmenových buněk bez Myc z myších a lidských fibroblastů. Nat. Biotechnol. 2008; 26: 101-6.

40. Yamanaka S. Strategie a nový vývoj při vytváření pluripotentních kmenových buněk specifických pro pacienta. Cell Stem Cell. 2007; 1: ZV-4V.

41. Zaehres H., Scholer H.R. Indukce pluripotence: od myši k člověku. Buňka. 2007; 131:834-5.

42. Nishikawa S.I., Goldstein R.A., Nierras C.R. Příslib lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk pro výzkum a terapii. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2008; V[V]: U25-V.

43. Lowry W.E., Richter L., Yachechko R. a kol. Generování lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk z dermálních fibroblastů. Proč. Natl. Akad. Sci. USA 2008; 105:2BB3-B.

44. Park I.H., Zhao R., West J.A. a kol. Přeprogramování lidských somatických buněk na pluripotenci s definovanými faktory. Příroda 2GGB; 451: 141-6.

45. Huangfu D., Osafune K., Maehr R. a kol. Indukce pluripotentních kmenových buněk z primárních lidských fibroblastů pouze pomocí Oct4 a Sox2. Nat. Biotechnol. 2008; 26: 126B-75.

46. ​​​​Aasen T., Raya A., Barrero M.J. a kol. Efektivní a rychlá tvorba indukovaných pluripotentních kmenových buněk z lidských keratinocytů. Nat. Biotechnol. 2008; 26: 1276-84.

47. Kim J.B., Zaehres H., Wu G. a kol. Pluripotentní kmenové buňky indukované z dospělých nervových kmenových buněk přeprogramováním dvěma faktory. Příroda. 2008; 454: 646-50.

48. Feng B., Jiang J., Kraus P. a kol. Přeprogramování fibroblastů na indukované pluripotentní kmenové buňky s osiřelým jaderným receptorem Esrrb. Nat. Cell Biol. 200V; 11: 1ВУ - 203.

4B. Kaji K., Norrby K., Paca A. et al. Bezvirová indukce pluripotence a následná excize přeprogramovacích faktorů. Příroda. 200V; V tisku. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature07864.html.

50. Liu S.V. iPS buňky: kritičtější recenze. Stem Cells Dev. 2008; 17: ZV1-U.

51. Chailakhyan L.M., Sviridova-Chailakhyan T.A. Buněčné inženýrství. Věda v Rusku. 2001; 2:10-5.

52. Kiselev S.L., Volchkov P., Filonenko E. et al. Molekulární a buněčná biologie linií lidských embryonálních kmenových buněk. Molekulární medicína. 2006; 2:6-11.

53. Karmenyan A., Shakhbazyan A., Sviridova-Chailakhyan T. et al. Nastavení pikosekundového infračerveného laseru pro mikromanipulaci raných savčích embryí. In: Inst. of Biophotonics, National Yang-Ming University, redaktoři. LALS-2GGB. Sborník příspěvků z mezinárodní konference o aplikacích laseru v biologických vědách; 4.-6. prosince 2008; Tchaj-wan, Taipei; 2008: 184.

V poslední době v politických, vědeckých kruzích a v médiích hromadné sdělovací prostředky Aktivně se diskutuje o dvou typech klonování: terapeutickém a reprodukčním a také o tzv. „kmenových buňkách“ a jejich významu pro další vývoj moderní medicíny.

Co to všechno znamená z pohledu specialisty?

Reprodukční klonování

Jedná se o umělou reprodukci v laboratorních podmínkách geneticky přesné kopie jakéhokoli živého tvora. Ovce Dolly, narozená v edinburském Roslinském institutu, je příkladem prvního takového klonování velkého zvířete.

Proces je rozdělen do několika fází. Nejprve se samici odebere vajíčko a pomocí mikroskopické pipety se z něj extrahuje jádro. Poté se do vajíčka bez jádra vstříkne jakákoli buňka obsahující DNA klonovaného organismu. Ve skutečnosti napodobuje roli spermií při oplodnění vajíčka. Od okamžiku, kdy buňka splyne s vajíčkem, začíná proces reprodukce buněk a růstu embrya (schéma 1).
V mnoha zemích po celém světě, včetně Spojeného království, je lidské reprodukční klonování za účelem produkce klonovaných dětí zákonem zakázáno.

Terapeutické klonování

Jedná se o stejné reprodukční klonování, ale s obdobím růstu embrya omezeným na 14 dní, nebo, jak říkají odborníci, „blastocysta“. Po dvou týdnech je proces reprodukce buněk přerušen.

Podle většiny vědců se po 14 dnech začíná v embryonálních buňkách vyvíjet centrální nervový systém a konglomerát buněk (embryo, blastocysta) je již třeba považovat za živou bytost.

Takové klonování se nazývá terapeutické pouze proto, že embryonální buňky vzniklé během prvních 14 dnů jsou schopny se následně přeměnit ve specifické tkáňové buňky jednotlivých orgánů: srdce, ledviny, játra, slinivka atd. - a používá se v lékařství k léčbě mnoha nemocí.

Takové buňky budoucích orgánů se nazývají „embryonální kmenové buňky“.

Ve Spojeném království mohou vědci používat terapeutické klonování a provádět výzkum kmenových buněk pro lékařské účely.

V Rusku mnoho vědců (například akademik Ruské akademie lékařských věd N. P. Bočkov, profesor V. Z. Tarantul z Ústavu molekulární genetiky) nerado používá výraz „terapeutické klonování“ a raději tento proces nazývají „buněčná reprodukce“. .“

Embryonální kmenové buňky

Vznikají v embryu (blastocystě) v prvních dnech rozmnožování. Jedná se o předky buněk téměř všech tkání a orgánů dospělého člověka.

Embryologům jsou známy již delší dobu, v minulosti však kvůli chybějící biotechnologii pro jejich laboratorní kultivaci a konzervaci docházelo k ničení takových buněk (například na potratových klinikách).

Během uplynulých desetiletí byla vyvinuta nejen biotechnologie umělého získávání embryonálních kmenových buněk klonováním, ale také byla vytvořena speciální živná média pro pěstování živých tkání z nich.

Budoucí medicína - medicína "náhradních dílů"

Rozvoj mnoha oblastí medicíny v příštím století bude založen na využití embryonálních kmenových buněk.

Proto je dnes ve vědeckých a politických kruzích věnována tolik pozornosti otázkám terapeutického klonování a výzkumu kmenových buněk pro lékařské účely.

Jaké jsou praktické výhody?

Rozvoj biotechnologie pro získávání velkého množství kmenových buněk umožní lékařům léčit mnoho dosud nevyléčitelných nemocí. Předně - cukrovka (inzulin dependentní), Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba (stařecká demence), onemocnění srdečního svalu (infarkt myokardu), onemocnění ledvin, onemocnění jater, onemocnění kostí, onemocnění krve a další.

Nová medicína bude založena na dvou hlavních procesech: pěstování zdravé tkáně z kmenových buněk a transplantace takové tkáně na místo poškozené nebo nemocné tkáně.

Metoda tvorby zdravých tkání je založena na dvou složitých biologických procesech: počáteční klonování lidských embryí do stádia výskytu „kmenových“ buněk a následná kultivace těchto buněk a kultivace potřebných tkání a případně orgánů. v živných médiích.

Profesor Vjačeslav Tarantul z Moskevského institutu molekulární genetiky Ruské akademie věd dokonce navrhuje, od okamžiku narození jakéhokoli dítěte, vytvořit pro každé dítě z embryonálních buněk (například jeho vlastní pupeční šňůru) banku kmenových buněk. . Po 40-50 letech, pokud dojde k onemocnění nebo poškození jakéhokoli orgánu nebo tkáně, bude vždy možné z této banky vypěstovat náhradu za poškozenou tkáň, která bude geneticky zcela totožná s tímto člověkem. V tomto případě nejsou potřeba žádné cizí dárcovské orgány ani transplantace (schéma 2).

jaké je nebezpečí?

Pokud se proces reprodukce buněk získaných v důsledku klonování (včetně pro terapeutické účely) nezastaví na 14denní hranici a embryo je umístěno do dělohy ženy, pak se takové embryo promění v plod a následně do dítěte. Za určitých podmínek se tedy „terapeutické“ klonování může změnit na „reproduktivní“ klonování.

Někteří specialisté se již snaží využít klonovací biotechnologie například k léčbě neplodnosti v bezdětných rodinách vytvářením dětských klonů neplodných rodičů (italský profesor Severino Antinori, americký profesor Panos Zavos a další).

Ve Spojeném království se reprodukční klonování dětí trestá až 10 lety vězení.