The Hastings Center

Z Bioethics Briefings

Klonování

Stáhnout PDF

Rámec problému

Většina klonování – proces vytváření přesné genetické kopie buňky, tkáně nebo organismu – probíhá přirozeně. Když se oplodněné vajíčko poprvé rozdělí, občas každá dceřiná buňka pokračuje v tvorbě samostatných embryí. Výsledkem jsou jednovaječná dvojčata, z nichž každé je klonem toho druhého. Organismy, které se rozmnožují nepohlavně, jako jsou mšice, solanky, kvasinky a bakterie, jsou klony. V zahradnictví se termín klonování používá pro způsob množení, který spočívá v rozřezání jedné rostliny na části, z nichž se vypěstují stovky nebo tisíce stejných sazenic.

Vědecké klonování navazuje tam, kde příroda končí. Genetické neboli molekulární klonování vytváří kopie genů nebo úseků DNA. Lze je použít k vytvoření kolonií geneticky modifikovaných bakterií nebo virů, které mohou produkovat léky a vakcíny. Laboratorní kultivační metody mohou klonovat jedinou buňku do populace buněk, která obsahuje neomezený počet identických potomků. Různé techniky vytváření kopií celých zvířat se nazývají reprodukční klonování. A konečně existuje reprogramování, při němž se geny z dospělých buněk resetují do embryonálního stavu. Naděje spočívá v tom, že tyto buňky pomohou vědcům pochopit mechanismy genetických onemocnění a vytvořit léčbu nemocí a zranění na bázi kmenových buněk, které budou geneticky přizpůsobeny jednotlivým pacientům. V době psaní tohoto článku však žádná taková terapie neexistuje.

Klonovací technologie jsou nezbytným nástrojem; bez nich by moderní biologie byla stále předmětem science fiction. Klonování vedlo ke vzniku desítek důležitých léků a nově vyvinutých terapií, jako je lidský inzulín, interferon pro boj s virovými infekcemi a krevní růstové faktory, jako je erytropoetin pro tvorbu nových červených krvinek.

Etické debaty kolem klonování se točí kolem několika otázek. Jedna z kontroverzních metod klonování – přenos jader somatických buněk (SCNT) – zahrnuje produkci dvou až čtyřdenní blastocysty (preimplantačního embrya), jejíž buňky jsou poté odebrány za účelem vytvoření linie embryonálních kmenových buněk – proces, který embryo zničí. Další obava se týká toho, co by se s těmito embryi mohlo dělat před získáním linie kmenových buněk. Vzhledem k tomu, že tato technika využívá některé stejné kultivační metody, které se používají na klinikách pro oplodnění in vitro, někteří se obávají, že by klonované lidské embryo mohlo být přeneseno do ženy, což by mohlo vést k narození dítěte. A zkušenosti s reprodukčním klonováním zvířat naznačují další eticky znepokojivé problémy – předčasná implantace těchto klonů má vždy za následek jejich smrt a často způsobuje smrt nebo nemocnost matky. U klonování, které zahrnuje lidská embrya, je dalším problémem zajištění toho, aby proces získávání lidských vajíček pro výzkum zahrnoval řádný informovaný souhlas dárkyň.

Historický a vědecký přehled

Jak embryo řídí vývoj pomocí genové exprese, tedy procesu, při kterém se geny zapínají a vypínají? Mohla by vývojově starší nebo diferencovaná buňka resetovat své geny na dřívější verzi sebe sama tím, že by byla vložena do embrya?

Výzkumníci se těmito otázkami poprvé zabývali v 50. letech 20. století (viz rámeček „Klonování a milníky kmenových buněk: časová osa“). Jádro z neoplozené žabí vaječné buňky bylo odebráno vysátím velmi tenkou dutou jehlou zvanou mikropipeta. Stejným způsobem bylo odebráno jádro z buňky uvnitř vyvíjejícího se žabího embrya. Jeho vstříknutím do prázdného vajíčka byl zahájen proces embryogeneze. Výsledkem tohoto procesu byli vzácně pulci, z nichž několik vyrostlo v žáby. Jednalo se o nejranější verzi jaderného přenosu, techniky klonování, při níž je jádro bez buňky vloženo do buňky bez jádra. Důležitým výsledkem byl důkaz schopnosti vajíčka přeprogramovat geny a výzkum se přesunul na savce.

Do objevení se Dolly, klonované ovce, byla většina zvířecích klonů výsledkem jádra odebraného přímo z embrya. Ian Wilmut, skotský výzkumník, vložil somatickou buňku odebranou z vemene šestileté ovce do neoplozeného ovčího vajíčka, jehož chromozomy byly odstraněny. Po tomto zákroku proteiny v cytoplazmě vajíčka přeprogramovaly vývojové instrukce obsažené v DNA. Geny se přepnuly ze svého plně diferencovaného „programu mléčných buněk“ na program, který produkoval ovčí mládě. Jedná se o nesmírně neefektivní metodu produkce potomků, pravděpodobně proto, že cytoplazma vajíčka nemá dostatek času na to, aby správně přeprogramovala všechny geny z buňky vemene do pluripotentního stavu. Více než 99 % takových klonů po implantaci umírá. Také zvířata vytvořená tímto způsobem nejsou skutečnými genetickými klony. Vajíčko obsahuje genetický materiál mimo chromozomy v organelách zvaných mitochondrie. Výsledný organismus nebo buněčná linie je klonem na úrovni chromozomů, ale má směs mitochondriálních genů.

Stejnou metodou, která se používá k výrobě zvířecího klonu – SCNT – by teoreticky bylo možné vytvořit klonovanou linii lidských buněk s téměř shodnou genetickou výbavou pro jakoukoli osobu, která by je potřebovala. Jádro z dárcovské buňky by se vložilo do vajíčka zbaveného jádra. Poté by se vajíčko, stejně jako při klonování zvířat, rozdělilo a embryo by mohlo být kultivováno do stadia blastocysty a mohla by z něj být odebrána linie kmenových buněk.

Další nadějí je, že přeprogramované buněčné linie vytvořené pomocí SCNT by mohly být účinným nástrojem pro studium genetického základu lidského vývoje a nemocí, stejně jako pro objevování léků. V nejoptimističtějším scénáři by klonování mohlo přinést celoživotní zásobu terapeutických kmenových buněk, které by geneticky odpovídaly pacientovi, a tudíž by představovaly minimální riziko imunitního odmítnutí. Bohužel mitochondriální neshody obvykle vedou k imunitnímu odmítnutí, i když pomaleji než v případě, kdy jsou neshodné i chromozomální geny. Stejně jako v jiných dimenzích výzkumu kmenových buněk se ukázalo, že příslib terapeutických kmenových buněk je obtížné realizovat kvůli morálním a technickým překážkám.

Tyto potíže se vyostřily v souvislosti s jihokorejským skandálem s kmenovými buňkami. Výzkumný tým v letech 2004 a 2005 oznámil, že pomocí přenosu jader somatických buněk vytvořil první linie lidských embryonálních kmenových buněk specifických pro pacienta. Výzkumníci navíc tvrdili, že klonování provedli s ohromující účinností, čímž zmírnili obavy, že budou zapotřebí stovky nebo tisíce lidských vajíček. Později se ukázalo, že skutečně byly použity tisíce vajíček a některá byla získána za pochybných okolností od žen pracujících v laboratořích. Samotné linie nebyly vytvořeny metodou SCNT; byly získány z partenot – vajíček ošetřených způsobem, který způsobuje jejich dělení bez oplození – nebo možná přímo z embryí IVF.

Tento podvod podnítil snahy o nalezení nekontroverzních náhrad za klonované lidské buňky. Nejprve byly úspěšně provedeny pokusy, při nichž byly sloučeny somatické a embryonální kmenové buňky, které přeprogramovaly geny v jádře somatické buňky. To znamenalo, že geny exprimované v embryonálních buňkách je udržují pluripotentní, neboli schopné vytvořit jakoukoli buňku nebo tkáň v těle. Nedávno vědci přeprogramovali kožní buňky s podskupinami těchto embryonálních genů tím, že do nich vnesli vektory myšího leukemického viru. Při těchto pokusech vznikají buněčné linie s embryonálními vlastnostmi (viz kapitola 34, „Kmenové buňky „). Tyto linie – nazývané indukované pluripotentní kmenové buňky (iPS) – exprimují markery a geny charakteristické pro embryonální kmenové buňky; mají také schopnost rediferencovat se na dospělé typy buněk. Pokud se zjistí, že jsou rovnocenné embryonálním buňkám, pak by v zásadě mohly nahradit přenos jader jako způsob generování pluripotentních linií, které geneticky odpovídají pacientovi. Protože chromozomy i mitochondrie pocházejí z indukované buňky, jsou iPS buňky vhodnější než kmenové buňky z SCNT. Ačkoli několik laboratoří již vytvořilo lidské iPS linie, pokusy s myšími iPS buňkami ukazují, že geny a vektory, které je nesou, způsobují rakovinu. Eliminace těchto onkogenů je cílem mnoha laboratoří zabývajících se reprogramováním.

Stem Cell Glossary

Blastocysta – U člověka dvou- až čtyřdenní embryo o průměru zhruba lidského vlasu.

Embryo – Rané stadium vývoje člověka. Lékařské texty popisují embryonální vývoj jako postupný proces, který začíná připojením blastocysty k děloze a končí o osm týdnů později, kdy se začínají formovat orgány.

Diferenciace – Proces, při kterém kmenové buňky vytvářejí jiné druhy buněk a tkání v těle.

Kmenová buňka – Buňka, která má schopnost vytvářet nové kopie sebe sama a diferencovat se.

Somatická buňka – Diferencovaná buňka těla, například kožní nebo střevní buňka.

Indukované pluripotentní kmenové buňky (iPS) – Kmenové buňky získané ze somatických buněk po přenosu přeprogramovaných genů odebraných z embryonálních kmenových buněk. Buňky vykazují pluripotenci neboli schopnost kopírovat samy sebe a měnit se v různé typy buněk.

Přeprogramování – Molekulární a chemické mechanismy působící při experimentech s SCNT a iPS buňkami, které resetují geny v diferencovaných buňkách (např. kožních buňkách) do embryonálního stavu.

Přenos jader somatických buněk (SCNT) – Nazývá se také přenos jader. Technický krok, při kterém je jádro somatické buňky (obsahující genetický materiál) odstraněno a přeneseno do vajíčka bez jádra.

Terapeutické klonování – Populární termín pro předpokládané použití SCNT k vytvoření geneticky odpovídajících linií embryonálních kmenových buněk pro terapie.

Bioetické úvahy

Jaderný přenos je hrubé narušení jemného a sotva pochopeného biologického procesu. Většina klonovaných zvířat umírá během těhotenství a kvůli abnormálním placentám nebo abnormálně velkým plodům může náhradní matku zabít. Z těch několika málo reprodukčních klonů, které přežijí, je mnoho nezdravých, nejspíše v důsledku selhání přeprogramování. Časté jsou kosterní abnormality a artritida, stejně jako deformované orgány, poruchy krevního oběhu, dýchací problémy a dysfunkce imunitního systému. Klonovaná zvířata často trpí abnormálně vysokou nebo nízkou porodní hmotností. Už jen z těchto důvodů by pokus o klonování člověka byl jednoznačně neetický. V důsledku toho všechny významné národní a mezinárodní etické a vědecké organizace klonování lidí odsuzují.

I kdyby však klonování lidí bylo možné provádět stejně bezpečně jako IVF, názory na to, zda by mělo být povoleno, se rozcházejí. Upřeli bychom neplodnému páru možnost mít klonované dítě? Existují i jiné osobní a soukromé důvody, proč by lidé chtěli naklonovat ztracenou blízkou osobu, a měli bychom jim tuto možnost odepřít? Kritici tvrdí, že výzkumné klonování může vést na šikmou plochu – povolení tohoto procesu pro výzkumné účely by nakonec mohlo vést k jeho schválení pro reprodukční účely. Klonováním dětí také vzniká život bez pohlavního rozmnožování, což podle některých názorů podkopává životně důležitý rozměr lidskosti.

Tyto argumenty vycházejí z představy světa bez společenské kontroly a rovnováhy vyvolané morálním konsensem proti praxi klonování lidí – stejnými tlaky, které odsuzují neetické zacházení s lidskými subjekty v klinickém výzkumu nebo platby za orgány používané při transplantacích. Jakmile by bylo jasné, že linie kmenových buněk může vytvářet všechny tkáně, jistě bychom měli morální odpovědnost využít tuto linii buněk k pochopení nemoci. Tyto buňky by také nakonec mohly poskytnout terapie a léky. Morální ospravedlnění se opírá o pozitivní princip beneficence: výzkum může snížit lidské utrpení způsobené stárnutím, zraněním a nemocí, zejména u těch, kteří mohou mít velmi krátkou příležitost k léčbě.

K omezením financování se jako hlavní překážky produkce linií lidských kmenových buněk pomocí přeprogramování jader somatických buněk přidávají i omezení zdrojů. Současná technologie vyžaduje použití tisíců přebytečných nebo darovaných lidských vajíček. Postup odběru vajíček je invazivní a pro ženy není bez rizika, což vyvolává obavy ohledně získání řádného informovaného souhlasu. Mezi odborníky na etiku a politiku se vášnivě diskutuje o tom, zda by se ženám mělo za odběr vajíček platit; národní a státní směrnice zakazují platit ženám za vajíčka nad rámec přiměřených nákladů spojených s klinickým postupem. Jiní poukazují na nesrovnalosti v sociální politice, která umožňuje ženám prodávat svá vajíčka pro reprodukční účely. Nicméně výzkum s využitím lidských vajíček a vajíček primátů může výrazně zlepšit účinnost přeprogramování a na rozdíl od vytváření iPS buněk nezahrnuje přenos jader vnášení rakovinných genů.

Právní a politické otázky

Spojené státy jsou jedinou zemí provádějící výzkum lidských embryonálních kmenových buněk, která nemá federální zákon zakazující reprodukční klonování lidí. Tato nesourodá skutečnost pramení z legislativních tahanic v Kongresu od roku 2001. Odpůrci výzkumu lidských embryonálních kmenových buněk představili opatření, která by kriminalizovala jak lidské reprodukční klonování, tak produkci těchto linií pomocí jaderného přenosu. Tato úzce provázaná problematika zabránila většinovému rozhodnutí proti reprodukčnímu klonování, které by se snadno prosadilo v jiných zemích. Vakuum ve federální politice vedlo k množství státních zákonů, z nichž některé jsou povolující a jiné omezující. Vede také k dilematům na hranicích (omezuje pohyb vajíček a klonovaných linií z povolených států do restriktivních a naopak) a v Jižní Dakotě a Michiganu hrozí výzkumníkům vězení a další tresty. Regulační prostředí je nejisté ve většině států, které buď o klonování mlčí, nebo mají zákony, které posuzují darovaná embrya z IVF odděleně od embryí vytvořených pro výzkumné účely, včetně embryí vytvořených jaderným přenosem.

V diskusi o omezení financování lidských embryonálních kmenových buněk se ztrácí dlouhodobý federální zákaz financování výzkumu embryí obecně, legislativní opatření, které smetlo zásadní otázky neplodnosti, reprodukční medicíny a prenatální diagnostiky mimo dosah mnoha amerických lékařů a vědců. Stejně jako se politické spory týkající se potratů a asistované reprodukce používají jako zástupné důvody pro omezení výzkumu embryonálních kmenových buněk, jsou linie vytvořené přenosem jader pravděpodobně vázány stejnými zákazy jako zmrazená embrya, přestože národní etické komise a poradní skupiny, jako je Národní akademie věd, doporučují, aby výzkum pokračoval.

Co nás čeká?

Budoucnost výzkumu klonování čelí nejméně čtyřem hlavním vědeckým a politickým otázkám.

• Jaké jsou genetické rozdíly mezi standardními liniemi embryonálních buněk, liniemi klonovaných buněk a liniemi přímo přeprogramovaných buněk? Pochopení těchto rozdílů nám pomůže pochopit příčiny a průběh onemocnění, vývojových poruch a reprodukčních selhání.
• Zastíní linie indukovaných pluripotentních kmenových buněk bez rizika rakoviny jaderný přenos jako metodu pro vytváření linií specifických pro daná onemocnění (a případně i pro pacienty)?
• Zruší politické změny ve Washingtonu omezení financování výzkumu embryonálních kmenových buněk a klonování a ovlivní dlouhodobá omezení výzkumu embryí?
• Technologie se šíří napříč plochou krajinou způsobenou globalizací. Rozdíly v právu, politice a normativních etických rámcích způsobují gradienty v přístupu k výzkumným materiálům, objevům a léčbě. Kde budou v budoucnu stát Spojené státy mezi národy, které usilují o plné využití výzkumného a terapeutického potenciálu klonování?“

Christopher Thomas Scott je vedoucím vědeckým pracovníkem Centra pro biomedicínskou etiku na Stanfordově univerzitě a doktor Irving L. Weissman je profesorem na Stanfordově univerzitě.

Christopher Thomas Scott a Irving L. Weissman, „Cloning,“ in From Birth to Death and Bench to Clinic: The Hastings Center Bioethics Briefing Book for Journalists, Policymakers, and Campaigns, vyd. Mary Crowley (Garrison, NY: The Hastings Center, 2008), 25-30.

45 % naší práce podporují individuální dárci, jako jste vy. Podpořte naši práci.