The Hastings Center

From Bioethics Briefings

Cloning

Download the PDF

Kysymyksen asettelu

Useimmiten kloonausta – eli prosessia, jossa luodaan solun, kudoksen tai organismin tarkka geneettinen jäljennös – tapahtuu luonnollisesti. Kun hedelmöittynyt munasolu jakautuu ensimmäisen kerran, toisinaan jokainen tytärsolu muodostaa erillisen alkion. Tuloksena syntyy identtisiä kaksosia, joista kumpikin on toisensa klooni. Suvuttomasti lisääntyvät organismit, kuten kirvat, suolakatkaravut, hiiva ja bakteerit, ovat klooneja. Puutarhaviljelyssä käytetään termiä klooni lisääntymismuodosta, jossa yksi kasvi leikataan osiin, joista kasvatetaan satoja tai tuhansia identtisiä taimia.

Tieteellinen kloonaus jatkaa siitä, mihin luonto jää. Geneettinen eli molekulaarinen kloonaus tekee kopioita geeneistä tai DNA:n osista. Niitä voidaan käyttää geneettisesti muunnettujen bakteerien tai virusten pesäkkeiden luomiseen, joilla voidaan tuottaa lääkkeitä ja rokotteita. Laboratorioviljelymenetelmillä voidaan kloonata yksittäinen solu solupopulaatioksi, joka koostuu rajattomasta määrästä identtisiä jälkeläisiä. Erilaisia tekniikoita, joilla valmistetaan kopioita kokonaisista eläimistä, kutsutaan lisääntymiskloonaukseksi. Lopuksi on olemassa uudelleenohjelmointi, jossa aikuisten solujen geenit palautetaan alkion tilaan. Toiveena on, että nämä solut voivat auttaa tutkijoita ymmärtämään geneettisten sairauksien mekanismeja ja luomaan kantasolupohjaisia hoitomuotoja sairauksiin ja vammoihin, jotka sopivat geneettisesti yksittäisille potilaille. Tätä kirjoitettaessa tällaisia hoitomuotoja ei ole vielä olemassa.

Kloonaustekniikat ovat välttämättömiä välineitä; ilman niitä moderni biologia olisi edelleen tieteiskirjallisuutta. Kloonaus on johtanut lukuisiin tärkeisiin lääkkeisiin ja vastikään kehitettyihin hoitomuotoihin, kuten ihmisinsuliiniin, interferoniin virusinfektioiden torjumiseksi ja veren kasvutekijöihin, kuten erytropoietiiniin uusien punasolujen synnyttämiseksi.

Kloonaukseen liittyvät eettiset keskustelut pyörivät useiden kysymysten ympärillä. Eräässä kiistanalaisessa kloonausmenetelmässä – somaattisessa solujen ydinsiirrossa (SCNT) – tuotetaan kahden-neljän päivän ikäinen blastokysta (istutusta edeltävä alkio), jonka solut sitten poistetaan alkion kantasolulinjan valmistamiseksi – prosessi, joka tuhoaa alkion. Toinen huolenaihe on se, mitä näille alkioille voidaan tehdä ennen kantasolulinjan tuottamista. Koska tekniikassa käytetään joitakin samoja viljelymenetelmiä kuin koeputkihedelmöitysklinikoilla, jotkut pelkäävät, että kloonattu ihmisalkio voitaisiin siirtää naiseen, jolloin syntyisi mahdollisesti vauva. Eläinten lisääntymiskloonauksesta saadut kokemukset viittaavat eettisesti huolestuttavampiin seikkoihin – näiden kloonien varhainen istuttaminen johtaa aina niiden kuolemaan ja aiheuttaa usein äidin kuoleman tai sairastavuuden. Kun kloonauksessa käytetään ihmisalkioita, toinen huolenaihe on sen varmistaminen, että ihmismunien hankkiminen tutkimukseen edellyttää luovuttajien asianmukaista tietoon perustuvaa suostumusta.

Historiallinen ja tieteellinen yleiskatsaus

Miten alkio kontrolloi kehitystä geeniekspressiolla, eli prosessilla, jossa geenit kytkeytyvät päälle ja pois päältä? Voisiko kehitystä vanhemman tai erilaistuneen solun geenit nollata aikaisempaan versioonsa asettamalla sen alkioon?

Tutkijat käsittelivät näitä kysymyksiä ensimmäisen kerran 1950-luvulla (ks. laatikko ”Kloonauksen ja kantasolujen virstanpylväät: aikajana”). Hedelmöittymättömän sammakon munasolun ydin poistettiin imemällä se ulos hyvin ohuella, onton neulalla, jota kutsutaan mikropipetiksi. Samalla tavalla tuma poistettiin kehittyvän sammakon alkion sisällä olevasta solusta. Sen ruiskuttaminen tyhjään munasoluun aloitti alkionmuodostusprosessin. Tämän prosessin tuloksena syntyi harvoin nuijapäitä, joista muutamat kasvoivat sammakoiksi. Tämä oli varhaisin versio ytimensiirrosta eli kloonaustekniikasta, jossa ydin ilman solua lisätään soluun, jossa ei ole ydintä. Todiste munasolun kyvystä ohjelmoida geenejä uudelleen oli tärkeä tulos, ja tutkimus siirtyi nisäkkäisiin.

Kloonatun lampaan Dollyn ilmestymiseen asti useimmat eläinkloonit syntyivät suoraan alkioista otetuista ytimistä. Skotlantilainen tutkija Ian Wilmut lisäsi kuusivuotiaan lampaan utareesta otetun somaattisen solun hedelmöittymättömään lampaan munasoluun, jonka kromosomit oli poistettu. Toimenpiteen jälkeen munasolun sytoplasmassa olevat proteiinit ohjelmoivat uudelleen DNA:n sisältämät kehitysohjeet. Geenit vaihtuivat täysin erilaistuneesta ”maitorauhassoluohjelmasta” ohjelmaan, joka tuotti lampaanvauvan. Tämä on valtavan tehoton menetelmä jälkeläisten tuottamiseen, luultavasti siksi, että munasolun sytoplasma ei ehdi ohjelmoida kaikkia utarisolun geenejä oikein uudelleen pluripotenttiin tilaan. Yli 99 prosenttia tällaisista klooneista kuolee istutuksen jälkeen. Tällä tavoin tehdyt eläimet eivät myöskään ole todellisia geneettisiä klooneja. Munasolu sisältää geneettistä materiaalia kromosomien ulkopuolella mitokondrioiksi kutsutuissa organelleissa. Tuloksena syntyvä organismi tai solulinja on kromosomitasolla klooni, mutta siinä on sekoitus mitokondrioiden geenejä.

Samaa menetelmää, jota käytetään eläinkloonin tuottamiseen – SCNT:tä – voitaisiin teoriassa käyttää kloonatun ihmissolulinjan tuottamiseen, jonka geneettinen perimä on lähes identtinen kenelle tahansa niitä tarvitsevalle henkilölle. Luovuttajasolun ydin asetettaisiin munasoluun, jonka tuma olisi poistettu. Sitten, aivan kuten eläinten kloonauksessa, munasolu jakautuisi, ja alkio voitaisiin kasvattaa blastokystavaiheeseen, josta sen kantasolulinja kerättäisiin.

Toinen toive on, että SCNT:llä tehdyistä uudelleenohjelmoiduista solulinjoista voisi tulla tehokkaita välineitä ihmisen kehityksen ja sairauksien geneettisen perustan tutkimiseen sekä lääkkeiden löytämiseen. Optimistisimmassa skenaariossa kloonaus voisi tuottaa elinikäisen määrän terapeuttisia kantasoluja, jotka ovat geneettisesti sopivia potilaalle ja joihin liittyy näin ollen minimaalinen riski immuunijärjestelmän hylkimisestä. Valitettavasti mitokondrioiden yhteensopimattomuus johtaa yleensä immuunijärjestelmän hylkimiseen, vaikkakin hitaammin kuin silloin, kun myös kromosomigeenit ovat yhteensopimattomia. Kuten kantasolututkimuksen muillakin ulottuvuuksilla, terapeuttisten kantasolujen lupaus on osoittautunut vaikeasti toteutettavaksi moraalisten ja teknisten esteiden vuoksi.

Nämä vaikeudet tulivat terävästi esiin Etelä-Korean kantasoluskandaalin yhteydessä. Eräs tutkimusryhmä ilmoitti vuosina 2004 ja 2005, että se oli somaattisten solujen ydinsiirron avulla luonut ensimmäiset potilaskohtaiset ihmisen alkion kantasolulinjat. Lisäksi tutkijat väittivät onnistuneensa kloonauksessa hämmästyttävän tehokkaasti, mikä hälvensi huolta siitä, että tarvittaisiin satoja tai tuhansia ihmismunia. Myöhemmin paljastui, että munasoluja todella käytettiin tuhansia, ja osa niistä oli saatu kyseenalaisissa olosuhteissa laboratorioissa työskenteleviltä naisilta. Itse linjat eivät syntyneet SCNT:llä, vaan ne olivat peräisin parthenoteista – munasoluista, joita on käsitelty tavalla, joka saa ne jakautumaan hedelmöittymättä – tai mahdollisesti suoraan IVF-alkioista.

Tämä huijaus vauhditti pyrkimyksiä löytää kiistattomia korvikkeita kloonatuille ihmissoluille. Ensinnäkin kokeissa, joissa somaattisia ja alkion kantasoluja fuusioitiin, onnistuttiin ohjelmoimaan uudelleen somaattisen solun ytimessä olevia geenejä. Tämä tarkoitti sitä, että alkion soluissa ilmentyvät geenit pitävät ne pluripotentteina eli kykenevinä muodostamaan mitä tahansa soluja tai kudoksia elimistössä. Viime aikoina tutkijat ovat uudelleenohjelmoineet ihosoluja, joissa on näiden alkion geenien osajoukkoja, tuomalla niihin hiiren leukemiavirus -vektoreita. Näillä kokeilla saadaan aikaan solulinjoja, joilla on alkion ominaisuuksia (ks. luku 34, ”Kantasolut”). Nämä linjat, niin sanotut indusoidut pluripotentit kantasolut (iPS), ilmentävät alkion kantasoluille tyypillisiä merkkiaineita ja geenejä; niillä on myös kyky erilaistua uudelleen aikuisten solutyypeiksi. Jos ne osoittautuvat alkion soluja vastaaviksi, ne voisivat periaatteessa korvata ydinsiirron keinona tuottaa pluripotentteja linjoja, jotka vastaavat geneettisesti potilasta. Koska sekä kromosomit että mitokondriot ovat peräisin indusoidusta solusta, iPS-solut sopivat paremmin kuin SCNT:stä saadut kantasolut. Vaikka useat laboratoriot ovat nyt tehneet ihmisen iPS-linjoja, hiiren iPS-soluilla tehdyt kokeet osoittavat, että geenit ja niitä kantavat vektorit aiheuttavat syöpää. Näiden onkogeenien eliminointi on monien uudelleenohjelmointilaboratorioiden tavoite.

Kantasolusanasto

Blastokysta – Ihmisillä kahden-neljän päivän ikäinen alkio, joka on suurin piirtein hiuskarvan läpimittainen.

Embryo – Ihmisen kehityksen varhaisvaihe. Lääketieteellisissä teksteissä kuvataan alkionkehitys asteittaiseksi prosessiksi, joka alkaa, kun blastokysta kiinnittyy kohtuun, ja päättyy kahdeksan viikkoa myöhemmin, kun elimet alkavat muodostua.

Differentiaatio – Prosessi, jossa kantasolut muodostavat elimistössä muunlaisia soluja ja kudoksia. Soluilla on pluripotenssi eli kyky kopioida itseään ja muuttua erityyppisiksi soluiksi.

Uusiohjelmointi – SCNT- ja iPS-solukokeissa toimivat molekulaariset ja kemialliset mekanismit, jotka nollaavat erilaistuneiden solujen (kuten ihosolujen) geenit alkion tilaan.

Somaattisten solujen ydintietoa siirtävä siirto (SCNT, somaattisten solujen ydintietoa siirtävä siirto) – Kutsutaan myös nimellä ytimen siirto. Tekninen vaihe, jossa somaattisen solun ydin (joka sisältää geneettisen materiaalin) poistetaan ja siirretään munasoluun, jossa ei ole ydintä.

Terapeuttinen kloonaus – Suosittu termi SCNT:n odotetulle soveltamiselle geneettisesti yhteensopivien alkion kantasolulinjojen valmistamiseksi terapioita varten.

Bioeettisiä näkökohtia

Ytimensiirto häiritsee raa’asti hienovaraista ja hädin tuskin täysin ymmärretyä biologista prosessia. Useimmat kloonatut eläimet kuolevat tiineyden aikana, ja epänormaalin istukan tai epänormaalin suuren sikiön vuoksi sijaisäiti voi kuolla. Niistä harvoista lisääntymisklooneista, jotka jäävät henkiin, monet ovat epäterveellisiä, mikä johtuu todennäköisesti uudelleenohjelmoinnin epäonnistumisesta. Luuston poikkeavuudet ja niveltulehdus ovat yleisiä, samoin epämuodostuneet elimet, verenkiertohäiriöt, hengitysongelmat ja immuunijärjestelmän toimintahäiriöt. Kloonatut eläimet kärsivät usein joko epätavallisen suuresta tai pienestä syntymäpainosta. Jo pelkästään näistä syistä ihmisen kloonaaminen olisi selvästi epäeettistä. Tämän vuoksi kaikki merkittävät kansalliset ja kansainväliset eettiset ja tieteelliset elimet tuomitsevat ihmisen kloonauksen.

Mielipiteet siitä, pitäisikö se sallia, jakaantuvat, vaikka ihmisen kloonaaminen olisikin mahdollista tehdä yhtä turvallisesti kuin IVF. Kieltäisimmekö hedelmättömältä parilta mahdollisuuden saada kloonattu lapsi? Onko ihmisillä muita henkilökohtaisia ja yksityisiä syitä kloonata kadonnut läheinen, ja pitäisikö meidän kieltää heiltä tämä mahdollisuus? Kriitikot väittävät, että tutkimuskloonaus voi johtaa liukuvaan rinteeseen – prosessin salliminen tutkimustarkoituksiin voi lopulta johtaa sen sallimiseen lisääntymistarkoituksiin. Vauvojen kloonaaminen luo myös elämää ilman seksuaalista lisääntymistä, mikä joidenkin mielestä heikentää ihmisyyden elintärkeää ulottuvuutta.

Nämä argumentit perustuvat kuviteltuun maailmaan, jossa ei ole yhteiskunnallisia tarkastuksia tai tasapainoja, jotka perustuvat ihmisten kloonausta vastustavaan moraaliseen yksimielisyyteen – samoihin paineisiin, jotka tuomitsevat koehenkilöiden epäeettisen kohtelun kliinisessä tutkimuksessa tai elinsiirtoihin käytetyistä elimistä maksamisen. Kun olisi selvää, että kantasolulinjasta voitaisiin valmistaa kaikkia kudoksia, meillä olisi varmasti moraalinen velvollisuus käyttää solulinjaa sairauksien ymmärtämiseen. Nämä solut voisivat myös lopulta tarjota hoitoja ja parannuskeinoja. Moraaliset perustelut perustuvat positiiviseen hyväntekeväisyysperiaatteeseen: tutkimus voi vähentää ikääntymisestä, vammoista ja sairauksista johtuvaa inhimillistä kärsimystä erityisesti niiden kohdalla, joilla voi olla hyvin lyhyt mahdollisuus hoitoon.

Resurssirajoitteet ovat rahoitusrajoitusten ohella suurimpia esteitä ihmisen kantasolulinjojen tuottamiselle somaattisten solujen ydinsolujen uudelleenohjelmoinnin avulla. Nykyinen teknologia edellyttää tuhansien ylimääräisten tai lahjoitettujen ihmismunien käyttöä. Munasolujen talteenotto on invasiivinen toimenpide, joka ei ole riskitön naisille, mikä herättää huolta asianmukaisen tietoon perustuvan suostumuksen saamisesta. Eettisten ja poliittisten tutkijoiden keskuudessa käydään kiivasta keskustelua siitä, pitäisikö naisille maksaa munasolujen irrottamisesta; kansallisissa ja osavaltioiden ohjeissa kielletään maksamasta naisille munasoluista enemmän kuin kliiniseen toimenpiteeseen liittyvät kohtuulliset kulut. Toiset korostavat epäjohdonmukaisuuksia sosiaalipolitiikassa, joka sallii naisten myydä munasolujaan lisääntymistarkoituksiin. Ihmis- ja kädellisten munasoluja käyttävä tutkimus voi kuitenkin parantaa huomattavasti uudelleenohjelmoinnin tehokkuutta, ja toisin kuin iPS-solujen luomisessa, ydinsolujen siirtoon ei liity syöpägeenien käyttöönottoa.

Lainsäädännölliset ja poliittiset kysymykset

Yhdysvallat on ainoa ihmisalkioiden kantasolututkimusta tekevä valtio, jolla ei ole liittovaltion lakia, joka kieltäisi ihmisen lisääntymiskloonauksen. Tämä ristiriitainen tosiasia johtuu kongressissa vuodesta 2001 lähtien käydystä lainsäädännöllisestä kamppailusta. Ihmisalkioiden kantasolututkimuksen vastustajat esittivät toimenpiteitä, joilla kriminalisoitaisiin sekä ihmisen lisääntymiskloonaus että tällaisten linjojen tuottaminen ydinsiirron avulla. Nämä tiukasti toisiinsa sidotut kysymykset estivät lisääntymiskloonauksen vastaisen enemmistösäännön syntymisen, joka olisi ollut helppo toteuttaa muissa maissa. Liittovaltion politiikan tyhjiö on johtanut osavaltioiden lakien paljouteen, joista osa on sallivia ja osa rajoittavia. Se johtaa myös rajakysymyksiin (rajoittamalla munasolujen ja kloonattujen linjojen liikkumista sallivista osavaltioista rajoittaviin osavaltioihin ja päinvastoin) ja Etelä-Dakotassa ja Michiganissa tutkijoiden uhkaamiseen vankilalla ja muilla rangaistuksilla. Sääntely-ympäristö on epävarma suurimmassa osassa osavaltioita, jotka joko vaikenevat kloonauksesta tai joiden lainsäädännössä luovutettuja IVF-alkioita pidetään erillään tutkimustarkoituksiin tehdyistä alkioista, mukaan lukien ydinsiirrolla tehdyt alkiot.

Keskustelussa ihmisen alkion kantasolujen rahoitusrajoituksista unohdetaan, että liittovaltion tasolla on jo pitkään ollut voimassa alkiontutkimuksen rahoittamista koskeva kielto, joka on lainsäädännöllinen toimenpide, joka on lakaissut monien yhdysvaltalaisten klinikoiden lääkäreiden ja tiedemiesten ulottumattomissa olevat olennaiset kysymykset hedelmättömyydestä, lisääntymiskyvyttömyydestä lääketieteestä ja synnytyksen aikaista diagnosointia koskevista asioista. Aivan kuten aborttia ja avusteisia lisääntymistekniikoita koskevia poliittisia kiistoja käytetään alkion kantasolututkimusta koskevien rajoitusten korvikkeena, ydinsiirrolla tehtyjä linjoja sitovat oletettavasti samat kiellot kuin jäädytettyjä alkioita, vaikka kansalliset eettiset komiteat ja neuvoa-antavat ryhmät, kuten Kansallinen tiedeakatemia (National Academy of Sciences), suosittelevat tutkimuksen jatkamista.

Mitä on edessä?

Kloonaustutkimuksen tulevaisuus on ainakin neljän merkittävän tieteellisen ja poliittisen kysymyksen edessä.

• Mitkä ovat geneettiset erot tavanomaisten alkion solulinjojen, kloonattujen solulinjojen ja suoraan uudelleenohjelmoitujen solulinjojen välillä? Näiden erojen ymmärtäminen auttaa meitä ymmärtämään sairauksien, kehityshäiriöiden ja lisääntymishäiriöiden syitä ja etenemistä.
• Vaihtavatko indusoidut pluripotentit kantasolulinjat, joihin ei liity syöpäriskiä, varjoonsa ytimensiirron menetelmänä tuottaa sairausspesifisiä (ja lopulta potilasspesifisiä) linjoja?
• Poliittinen muutos Washingtonissa poistaa alkion kantasolu- ja kloonaustutkimuksen rahoitusrajoitukset, ja vaikuttaako se alkioiden tutkimusta koskeviin pitkäaikaisiin rajoituksiin?
• Teknologiat leviävät globalisaation aiheuttamassa tasaisessa maisemassa. Erot lainsäädännössä, politiikassa ja normatiivisissa eettisissä viitekehyksissä aiheuttavat gradientteja tutkimusmateriaalien, keksintöjen ja hoitojen saatavuudessa. Missä Yhdysvallat sijoittuu tulevaisuudessa niiden maiden joukkoon, jotka pyrkivät hyödyntämään kloonauksen koko tutkimus- ja hoitopotentiaalin?

Christopher Thomas Scott on vanhempi tutkija Stanfordin yliopiston biolääketieteen etiikan keskuksessa ja lääketieteen tohtori Irving L. Weissman on professori Stanfordin yliopistossa.

Christopher Thomas Scott ja Irving L. Weissman, ”Cloning”, teoksessa: Syntymästä kuolemaan ja työpöydän ääreltä klinikalle: The Hastings Center Bioethics Briefing Book for Journalists, Policymakers, and Campaigns, toim. Mary Crowley (Garrison, NY: The Hastings Center, 2008), 25-30.

45 prosenttia työstämme saa tukea kaltaisiltasi yksittäisiltä lahjoittajilta. Tue työtämme.