The Hastings Center

Fra Bioethics Briefings

Kloning

Download PDF

Framatisering af spørgsmålet

De fleste former for kloning – processen med at lave en nøjagtig genetisk kopi af en celle, et væv eller en organisme – sker naturligt. Når det befrugtede æg først deler sig, går hver dattercelle af og til videre for at danne separate embryoner. Resultatet er enæggede tvillinger, der hver især er en klon af den anden. Organismer, der formerer sig aseksuelt, f.eks. bladlus, saltrejer, gær og bakterier, er kloner. I gartnerier bruger man udtrykket klon om en form for formering, hvor man skærer en plante op i stykker, som bruges til at dyrke hundreder eller tusinder af identiske frøplanter.

Videnskabelig kloning tager fat, hvor naturen stopper. Ved genetisk eller molekylær kloning fremstilles kopier af gener eller DNA-segmenter. De kan bruges til at skabe kolonier af genetisk modificerede bakterier eller vira, som kan producere lægemidler og vacciner. Laboratoriekulturmetoder kan klone en enkelt celle til en population af celler, der omfatter et ubegrænset antal identiske afkommere. Forskellige teknikker til fremstilling af kopier af hele dyr kaldes reproduktiv kloning. Endelig er der reprogrammering, hvor generne fra voksne celler nulstilles til en embryonal tilstand. Håbet er, at disse celler kan hjælpe forskerne med at forstå genetiske sygdomsmekanismer og skabe stamcellebaserede behandlinger for sygdomme og skader, som er genetisk tilpasset den enkelte patient. I skrivende stund findes der ikke sådanne terapier.

Kloningsteknologier er vigtige værktøjer; uden dem ville moderne biologi stadig være science fiction. Kloning har ført til snesevis af vigtige lægemidler og nyudviklede behandlingsformer som f.eks. humant insulin, interferon til bekæmpelse af virusinfektioner og blodvækstfaktorer som erythropoietin til at generere nye røde blodlegemer.

De etiske debatter om kloning drejer sig om flere spørgsmål. En kontroversiel kloningsmetode – SCNT (Somatic Cell Nuclear Transfer) – indebærer produktion af en to til fire dage gammel blastocyst (et præimplantationsembryo), hvis celler derefter fjernes for at lave en linje af embryonale stamceller – en proces, der ødelægger embryoet. En anden bekymring drejer sig om, hvad der kan gøres med disse embryoner, inden man udleder en stamcellelinje. Da teknikken anvender nogle af de samme dyrkningsmetoder som dem, der anvendes i klinikker for in vitro-befrugtning, frygter nogle, at et klonet menneskeligt embryon kan overføres til en kvinde og muligvis resultere i et barn. Og erfaringerne med reproduktiv kloning af dyr tyder på mere etisk problematiske spørgsmål – tidlig implantation af disse kloner resulterer altid i deres død og forårsager ofte moderens død eller morbiditet. Med kloning, der involverer menneskelige embryoner, er et andet problem at sikre, at processen med at skaffe menneskelige æg til forskning indebærer et korrekt informeret samtykke fra donorerne.

Historisk og videnskabeligt overblik

Hvordan styrer embryoet udviklingen ved hjælp af genekspression, den proces, hvorved generne tændes og slukkes? Kan en udviklingsmæssigt ældre eller differentieret celle få sine gener nulstillet til en tidligere version af sig selv ved at blive sat ind i et embryon?

Forskere tog først fat på disse spørgsmål i 1950’erne (se boksen “Milepæle inden for kloning og stamceller: En tidslinje”). En kerne fra en ubefrugtet frøægcelle blev fjernet ved at suge den ud med en meget fin, hul nål kaldet en mikropipette. På samme måde blev der fjernet en kerne fra en celle i et frøembryo under udvikling. Ved at sprøjte den ind i det tomme æg begyndte embryogeneseprocessen. Denne proces resulterede sjældent i haletudser, hvoraf nogle få voksede til frøer. Dette var den tidligste version af kerneoverførsel, den kloningsteknik, hvor en cellefri kerne indsættes i en celle uden kerne. Beviset for ægets evne til at omprogrammere gener var et vigtigt resultat, og forskningen flyttede sig til pattedyr.

Indtil Dolly, et klonet får, dukkede op, var de fleste dyrekloner resultatet af kerner, der var taget direkte fra embryoner. Ian Wilmut, en skotsk forsker, indsatte en somatisk celle fra yveret af et seks år gammelt får i et ubefrugtet fåreæg, hvis kromosomer var blevet fjernet. Efter proceduren omprogrammerede proteinerne i ægets cytoplasma de udviklingsinstruktioner, der var indeholdt i DNA’et. Generne skiftede fra deres fuldt differentierede “mælkecelleprogram” til et program, der producerede en fårekylling. Dette er en enormt ineffektiv metode til at producere afkom, formentlig fordi der ikke er tid nok til, at æggets cytoplasma kan omprogrammere alle generne fra yvercellen korrekt til en pluripotent tilstand. Over 99 % af sådanne kloner dør efter implantation. Dyr, der er fremstillet på denne måde, er heller ikke ægte genetiske kloner. Ægget indeholder genetisk materiale uden for kromosomerne i organeller kaldet mitokondrier. Den resulterende organisme eller cellelinje er en klon på kromosomalt niveau, men har en blanding af mitokondriegener.

Den samme metode, der anvendes til at fremstille en dyreklon – SCNT – kunne teoretisk set anvendes til at fremstille en klonet linje af menneskelige celler med et næsten genetisk match til enhver person, der har brug for dem. Kernen fra en donorcelle vil blive indsat i et æg, hvis kerne er fjernet. Derefter vil ægget, ligesom ved kloning af dyr, dele sig, og et embryon vil kunne dyrkes til blastocyststadiet, hvorefter dets stamcellelinje vil kunne høstes.

Et andet håb er, at omprogrammerede cellelinjer fremstillet ved SCNT kan være effektive redskaber til undersøgelse af det genetiske grundlag for menneskelig udvikling og sygdom samt til opdagelse af lægemidler. I det mest optimistiske scenarie vil kloning kunne producere en livslang forsyning af terapeutiske stamceller, der er genetisk tilpasset en patient, og som derfor udgør en minimal risiko for immunafstødning. Desværre fører mitokondrielle mismatches normalt til immunafstødning, om end med en langsommere hastighed, end når de kromosomale gener heller ikke er matchet. Som i andre dimensioner af stamcelleforskningen har det vist sig vanskeligt at realisere løftet om terapeutiske stamceller på grund af moralske og tekniske hindringer.

Disse vanskeligheder kom skarpt i fokus i forbindelse med den sydkoreanske stamcelleskandale. Et forskerhold meddelte i 2004 og 2005, at de ved hjælp af somatisk cellekerneoverførsel havde etableret de første patientspecifikke humane embryonale stamcellelinjer. Desuden hævdede forskerne, at de havde gennemført kloningen med forbløffende effektivitet, hvilket mindskede bekymringerne for, at der ville være behov for hundred- eller tusindvis af menneskelige æg. Det blev senere afsløret, at der faktisk blev brugt tusindvis af æg, og at nogle af dem var blevet skaffet under tvivlsomme omstændigheder fra kvinder, der arbejdede i laboratorierne. Selve linjerne var ikke fremstillet ved SCNT; de stammede fra parthenoter – æg behandlet på en måde, der får dem til at dele sig uden at blive befrugtet – eller muligvis direkte fra IVF-embryoner.

Denne svindel gav næring til bestræbelserne på at finde ukontroversielle erstatninger for klonede menneskelige celler. Først lykkedes det ved forsøg, hvor somatiske og embryonale stamceller blev fusioneret, at omprogrammere generne i den somatiske cellekerne. Det betød, at gener, der udtrykkes i embryonale celler, gør dem pluripotente eller i stand til at danne alle celler og væv i kroppen. For nylig har forskere omprogrammeret hudceller med delmængder af disse embryonale gener ved at introducere dem med vektorer af museleukæmivirus. Ved disse eksperimenter fremstilles cellelinjer med embryonale egenskaber (se kapitel 34, “Stamceller”). Disse linjer – kaldet inducerede pluripotente stamceller (iPS) – udtrykker markører og gener, der indikerer embryonale stamceller; de har også evnen til at redifferentiere sig til voksne celletyper. Hvis de viser sig at være ækvivalente med embryonale celler, kan de i princippet erstatte nuklear overførsel som et middel til at generere pluripotente linjer, der genetisk matcher en patient. Da både kromosomerne og mitokondrierne kommer fra den inducerede celle, er iPS-celler et bedre match end stamceller fra SCNT. Selv om flere laboratorier nu har fremstillet menneskelige iPS-linjer, viser forsøg med iPS-celler fra mus, at generne og de vektorer, der bærer dem, forårsager kræft. Eliminering af disse onkogener er et mål for mange reprogrammeringslaboratorier.

Stamcelleordliste

Blastocyst – Hos mennesker et to til fire dage gammelt embryon, omtrent på størrelse med diameteren af et menneskehår.

Embryo – Et tidligt stadium af den menneskelige udvikling. Medicinske tekster beskriver den embryonale udvikling som en gradvis proces, der begynder, når blastocysten sætter sig fast i livmoderen, og slutter otte uger senere, når organerne begynder at blive dannet.

Differentiering – Den proces, hvorved stamceller danner andre former for celler og væv i kroppen.

Stamcelle – En celle, der har kapacitet til at lave nye kopier af sig selv og differentiere sig.

Somatisk celle – En differentieret celle i kroppen, f.eks. en hud- eller tarmcelle.

Inducerede pluripotente stamceller (iPS-celler) – Stamceller, der stammer fra somatiske celler efter overførsel af reprogrammeringsgener taget fra embryonale stamceller. Cellerne udviser pluripotens eller evnen til at kopiere sig selv og ændre sig til forskellige celletyper.

Reprogrammering – De molekylære og kemiske mekanismer, der virker i SCNT- og iPS-celleforsøg, som nulstiller gener i differentierede celler (f.eks. hudceller) til en embryonal tilstand.

Somatisk cellekerneoverførsel (SCNT) – Også kaldet kerneoverførsel. Et teknisk trin, hvor en somatisk cellekerne (som indeholder det genetiske materiale) fjernes og overføres til et æg uden kerne.

Terapeutisk kloning – En populær betegnelse for den forventede anvendelse af SCNT til at fremstille genetisk matchede embryonale stamcellelinjer til terapier.

Bioetiske overvejelser

Kerneoverførsel er en grov forstyrrelse af en delikat og knap forstået biologisk proces. De fleste klonede dyr dør i løbet af drægtigheden og kan på grund af unormale moderkager eller unormalt store fostre slå surrogatmoderen ihjel. Af de få reproduktive kloner, der overlever, er mange af dem usunde, sandsynligvis på grund af fejl i reprogrammeringen. Skeletanormaliteter og gigt er almindeligt forekommende, ligesom misdannede organer, kredsløbsforstyrrelser, åndedrætsforstyrrelser og immunsystemdysfunktion er almindelige. Klonede dyr lider ofte af enten unormalt høj eller lav fødselsvægt. Alene af disse grunde ville det være klart uetisk at forsøge at klone et menneske. Derfor fordømmer alle større nationale og internationale etiske og videnskabelige organer kloning af mennesker.

Men selv om kloning af mennesker kunne gøres lige så sikkert som IVF, er der delte meninger om, hvorvidt det bør være tilladt. Ville vi nægte et infertilt par en chance for at få et klonet barn? Er der andre personlige og private grunde til, at mennesker ønsker at klone en mistet elsket person, og bør vi nægte dem denne mulighed? Kritikere hævder, at forskningskoning kan føre til en glidebane – hvis processen godkendes til forskningsformål, kan det i sidste ende føre til, at den godkendes til reproduktive formål. Kloning af babyer skaber også liv uden seksuel reproduktion, hvilket nogle mener underminerer en vital dimension af menneskelighed.

Disse argumenter er baseret på en forestillet verden uden samfundsmæssig kontrol og balance, som påberåbes af en moralsk konsensus mod kloning af mennesker – det samme pres, som fordømmer uetisk behandling af mennesker i klinisk forskning eller betaling for organer, der anvendes i transplantationsprocedurer. Når det først stod klart, at en stamcellelinje kunne fremstille alle væv, ville vi helt sikkert have et moralsk ansvar for at bruge denne cellelinje til at forstå sygdomme. Disse celler kunne også i sidste ende give mulighed for behandlinger og helbredelsesmetoder. De moralske begrundelser hviler på det positive princip om velgørenhed: forskningen kan mindske menneskers lidelser som følge af aldring, skader og sygdom, især for dem, der måske kun har en meget kort mulighed for behandling.

Ressourcebegrænsninger er sammen med finansieringsrestriktioner de største hindringer for produktion af menneskelige stamcellelinjer ved somatisk cellekerneomprogrammering. Den nuværende teknologi kræver brug af tusindvis af overskydende eller donerede menneskelige æg. Proceduren for ægudtagning er invasiv og ikke uden risiko for kvinderne, hvilket giver anledning til bekymring med hensyn til at opnå et korrekt informeret samtykke. Hvorvidt kvinder skal betales for fjernelse af deres æg er genstand for en heftig debat blandt etiske og politiske eksperter; nationale og statslige retningslinjer forbyder betaling af kvinder for æg ud over rimelige udgifter i forbindelse med den kliniske procedure. Andre peger på uoverensstemmelser i den sociale politik, der tillader kvinder at sælge deres æg til reproduktive formål. Ikke desto mindre kan forskning, der anvender æg fra mennesker og primater, forbedre reprogrammeringens effektivitet dramatisk, og i modsætning til skabelsen af iPS-celler indebærer kerneoverførsel ikke indførelse af kræftgener.

Legal and Policy Issues

USA er den eneste nation, der udfører forskning i menneskelige embryonale stamceller, og som ikke har en føderal lov, der forbyder reproduktiv kloning af mennesker. Denne uoverensstemmende kendsgerning skyldes lovgivningsmæssige stridigheder i Kongressen siden 2001. Modstandere af forskning i menneskelige embryonale stamceller introducerede foranstaltninger, der ville kriminalisere både reproduktiv kloning af mennesker og produktion af sådanne linjer ved kerneoverførsel. De tæt forbundne spørgsmål forhindrede en flertalsregel mod reproduktiv kloning, som ville have været let at gennemføre i andre lande. Vakuummet i den føderale politik har ført til et væld af delstatslove, hvoraf nogle er tilladende og andre restriktive. Det fører også til grænsedilemmaer (ved at begrænse flytningen af æg og klonede linjer fra tilladte til restriktive stater og omvendt) og, i South Dakota og Michigan, til trusler om fængsel og andre straffe for forskere. Det lovgivningsmæssige miljø er usikkert i de fleste stater, der enten er tavse om kloning eller har love, der betragter donerede IVF-embryoner separat fra embryoner fremstillet til forskningsformål, herunder embryoner fremstillet ved kerneoverførsel.

Det, der går tabt i diskussionen om restriktioner for finansiering af menneskelige embryonale stamceller, er et langvarigt føderalt forbud mod finansiering af embryoforskning generelt, en lovgivningsmæssig handling, der fejede væsentlige spørgsmål om infertilitet, reproduktionsmedicin og prænatal diagnose uden for mange amerikanske klinikere og videnskabsmænds rækkevidde. Ligesom politiske kontroverser omkring abort og assisterede reproduktionsteknologier bruges som erstatning for restriktioner på forskning i embryonale stamceller, er linjer fremstillet ved kerneoverførsel formentlig bundet af de samme forbud som frosne embryoner, til trods for at nationale etiske komitéer og rådgivende grupper som National Academy of Sciences anbefaler, at forskningen fortsætter.

Hvad venter der?

Den fremtidige kloningsforskning står over for mindst fire store videnskabelige og politiske spørgsmål.

• Hvad er de genetiske forskelle mellem standardembryonale cellelinjer, klonede cellelinjer og direkte omprogrammerede cellelinjer? Forståelse af disse forskelle vil hjælpe os med at forstå årsagen til og udviklingen af sygdomme, udviklingsforstyrrelser og reproduktionsfejl.
• Vil inducerede pluripotente stamcellelinjer uden kræftrisiko overskygge nuklear overførsel som en metode til at generere sygdomsspecifikke (og i sidste ende patientspecifikke) linjer?
• Vil politiske ændringer i Washington ophæve finansieringsrestriktioner for forskning i embryonale stamceller og kloning, og vil det påvirke langvarige restriktioner for forskning i embryoner?
• Teknologier spredes over et fladt landskab som følge af globaliseringen. Forskelle i lovgivning, politik og normative etiske rammer forårsager gradienter i adgangen til forskningsmaterialer, opdagelser og behandlinger. Hvor vil USA i fremtiden stå blandt de nationer, der søger at udnytte kloningens fulde forsknings- og terapeutiske potentiale?

Christopher Thomas Scott er seniorforsker ved Center for Biomedical Ethics ved Stanford University, og Irving L. Weissman, MD, er professor ved Stanford University.

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

45% af vores arbejde støttes af individuelle donorer som dig. Støt vores arbejde.