The Hastings Center

Från Bioethics Briefings

Cloning

Ladda ner PDF

Frågeställning

De flesta kloningar – processen att göra en exakt genetisk kopia av en cell, en vävnad eller en organism – sker på naturlig väg. När det befruktade ägget först delar sig, går ibland varje dottercell vidare för att bilda separata embryon. Resultatet är enäggstvillingar, var och en en klon av den andra. Organismer som förökar sig asexuellt, t.ex. bladlöss, saltvattenräkor, jäst och bakterier, är kloner. Inom trädgårdsodlingen används begreppet klon för en form av förökning som innebär att en planta skärs upp i bitar som används för att odla hundratals eller tusentals identiska plantor.

Vetenskaplig kloning tar vid där naturen slutar. Genetisk, eller molekylär, kloning gör kopior av gener eller segment av DNA. De kan användas för att skapa kolonier av genetiskt modifierade bakterier eller virus, som kan producera läkemedel och vacciner. Laboratoriekulturmetoder kan klona en enskild cell till en cellpopulation som består av ett obegränsat antal identiska avkommor. Olika tekniker för att göra kopior av hela djur kallas reproduktiv kloning. Slutligen finns det omprogrammering, där generna från vuxna celler återställs till ett embryonalt tillstånd. Förhoppningen är att dessa celler kan hjälpa forskarna att förstå genetiska sjukdomsmekanismer och skapa stamcellsbaserade terapier för sjukdomar och skador som är genetiskt anpassade till enskilda patienter. I skrivande stund finns inga sådana terapier.

Kloningsteknik är viktiga verktyg; utan dem skulle modern biologi fortfarande vara science fiction. Kloning har lett till mängder av viktiga läkemedel och nyutvecklade terapier, t.ex. mänskligt insulin, interferon för att bekämpa virusinfektioner och blodtillväxtfaktorer som erytropoietin för att generera nya röda blodkroppar.

De etiska debatterna kring kloning kretsar kring flera frågor. En kontroversiell metod för kloning, SCNT (Somatic Cell Nuclear Transfer), innebär att man framställer en två till fyra dagar gammal blastocyst (ett preimplantatembryo), vars celler sedan avlägsnas för att skapa en linje av embryonala stamceller – en process som förstör embryot. Ett annat problem är vad som kan göras med dessa embryon innan man tar fram en stamcellslinje. Eftersom tekniken använder några av samma odlingsmetoder som används vid kliniker för in vitro-befruktning, fruktar vissa att ett klonat mänskligt embryo skulle kunna överföras till en kvinna och eventuellt resultera i ett barn. Erfarenheterna av reproduktiv kloning av djur tyder på mer etiskt problematiska frågor – en tidig implantation av dessa kloner leder alltid till deras död och orsakar ofta mödradöd eller sjuklighet hos modern. När det gäller kloning av mänskliga embryon är ett annat problem att se till att processen för att erhålla mänskliga ägg för forskning inbegriper ett korrekt informerat samtycke från donatorerna.

Historisk och vetenskaplig översikt

Hur kontrollerar embryot utvecklingen genom genuttryck, dvs. den process genom vilken generna slås på och stängs av? Skulle en utvecklingsmässigt äldre eller differentierad cell kunna få sina gener återställda till en tidigare version av sig själv genom att sättas in i ett embryo?

Forskare tog först upp dessa frågor på 1950-talet (se rutan ”Milstolpar inom kloning och stamceller: en tidslinje”). En kärna från en obefruktad äggcell från en groda avlägsnades genom att suga ut den med en mycket fin, ihålig nål som kallas mikropipett. På samma sätt avlägsnades en cellkärna från en cell i ett grodembryo under utveckling. Genom att injicera den i det tomma ägget inleddes embryogenesprocessen. Denna process resulterade sällan i groddjur, varav några få växte upp till grodor. Detta var den tidigaste versionen av kärnöverföring, den kloningsteknik där en kärna utan cell förs in i en cell utan kärna. Beviset på äggets förmåga att omprogrammera gener var ett viktigt resultat, och forskningen övergick till däggdjur.

Till dess att Dolly, ett klonat får, dök upp, resulterade de flesta djurkloner från kärnor som togs direkt från embryon. Ian Wilmut, en skotsk forskare, förde in en somatisk cell som tagits från juvret på ett sexårigt får i ett obefruktat fårägg vars kromosomer hade tagits bort. Efter ingreppet omprogrammerade proteinerna i äggets cytoplasma de utvecklingsinstruktioner som fanns i DNA:et. Generna bytte från sitt fullt differentierade ”bröstcellsprogram” till ett program som producerade en fårunge. Detta är en enormt ineffektiv metod för att producera avkomma, förmodligen på grund av att det inte finns tillräckligt med tid för äggets cytoplasma att korrekt omprogrammera alla gener från juvercellen till ett pluripotent tillstånd. Över 99 procent av sådana kloner dör efter implantation. Djur som framställs på detta sätt är inte heller riktiga genetiska kloner. Ägget innehåller genetiskt material utanför kromosomerna i organeller som kallas mitokondrier. Den resulterande organismen eller cellinjen är en klon på kromosomnivå, men har en blandning av mitokondriella gener.

Den metod som används för att framställa en djurklon – SCNT – skulle teoretiskt sett kunna användas för att framställa en klonad linje av mänskliga celler med en nära genetisk matchning till en person som behöver dem. Kärnan från en donatorcell skulle föras in i ett ägg utan kärnan. Sedan, precis som vid kloning av djur, skulle ägget dela sig, och ett embryo skulle kunna odlas fram till blastocyststadiet och få sin stamcellslinje uttagen.

En annan förhoppning är att omprogrammerade cellinjer som framställs med hjälp av SCNT skulle kunna bli kraftfulla verktyg för att studera de genetiska grunderna för mänsklig utveckling och sjukdom, samt för att hitta läkemedel. I det mest optimistiska scenariot skulle kloning kunna producera ett livslångt utbud av terapeutiska stamceller som är genetiskt anpassade till en patient och som därför utgör en minimal risk för avstötning från immunförsvaret. Tyvärr leder mitokondriella felmatchningar vanligtvis till immunavstötning, om än i långsammare takt än när kromosomala gener inte heller är matchade. Liksom i andra dimensioner av stamcellsforskningen har löftet om terapeutiska stamceller visat sig vara svårt att förverkliga på grund av moraliska och tekniska hinder.

Dessa svårigheter hamnade i skarpt fokus i samband med den sydkoreanska stamcellsskandalen. En forskargrupp meddelade 2004 och 2005 att de med hjälp av somatisk cellkärnöverföring hade skapat de första patientspecifika mänskliga embryonala stamcellslinjerna. Dessutom hävdade forskarna att de hade genomfört kloningen med häpnadsväckande effektivitet, vilket minskade oron för att hundratals eller tusentals mänskliga ägg skulle behövas. Det avslöjades senare att tusentals ägg verkligen hade använts, och att en del av dem hade erhållits under tvivelaktiga omständigheter från kvinnor som arbetade i laboratorierna. Linjerna i sig var inte framställda genom SCNT; de härrörde från parthenoter – ägg som behandlats på ett sätt som gör att de delar sig utan att vara befruktade – eller möjligen direkt från IVF-embryon.

Detta bedrägeri gav bränsle åt ansträngningarna att hitta okontroversiella substitut för klonade mänskliga celler. Först försök där somatiska och embryonala stamceller fusionerades framgångsrikt omprogrammerade generna i den somatiska cellkärnan. Detta innebar att gener som uttrycks i embryonala celler gör att de förblir pluripotenta, eller kan bilda vilken cell eller vävnad som helst i kroppen. På senare tid har forskare omprogrammerat hudceller med delmängder av dessa embryonala gener genom att introducera dem med vektorer av musleukemivirus. Dessa experiment ger cellinjer med embryonala egenskaper (se kapitel 34, ”Stamceller”). Dessa linjer – så kallade inducerade pluripotenta stamceller (iPS) – uttrycker markörer och gener som tyder på embryonala stamceller; de har också förmågan att redifferentiera till vuxna celltyper. Om de befinns vara likvärdiga med embryonala celler skulle de i princip kunna ersätta kärnöverföring som ett sätt att generera pluripotenta linjer som genetiskt matchar en patient. Eftersom både kromosomerna och mitokondrierna kommer från den inducerade cellen är iPS-celler en bättre matchning än stamceller från SCNT. Även om flera laboratorier nu har framställt mänskliga iPS-linjer, visar försök med iPS-celler från mus att generna och de vektorer som bär dem orsakar cancer. Eliminering av dessa onkogener är ett mål för många reprogrammeringslaboratorier.

Stamcellsordlista

Blastocyst – Hos människor ett två till fyra dagar gammalt embryo, ungefär lika stort som ett människohår i diameter.

Embryo – Ett tidigt skede av människans utveckling. Medicinska texter beskriver embryoutvecklingen som en gradvis process som börjar när blastocysten fäster vid livmodern och slutar åtta veckor senare, när organen börjar bildas.

Differentiering – Den process genom vilken stamceller bildar andra typer av celler och vävnader i kroppen.

Stamcell – En cell som har förmåga att göra nya kopior av sig själv och differentiera sig.

Somatisk cell – En differentierad cell i kroppen, t.ex. en hud- eller tarmcell.

Inducerade pluripotenta stamceller (iPS-celler) – Stamceller som härstammar från somatiska celler efter överföring av omprogrammeringsgener som tagits från embryonala stamceller. Cellerna uppvisar pluripotens, eller förmågan att kopiera sig själva och förändras till olika typer av celler.

Reprogrammering – De molekylära och kemiska mekanismer som verkar i SCNT- och iPS-cellexperiment och som återställer gener i differentierade celler (t.ex. hudceller) till ett embryonalt tillstånd.

Somatisk cellkärneöverföring (SCNT) – Kallas även kärnöverföring. Ett tekniskt steg där en somatisk cellkärna (som innehåller det genetiska materialet) avlägsnas och överförs till ett ägg utan kärna.

Therapeutisk kloning – En populär term för den förväntade tillämpningen av SCNT för att framställa genetiskt matchade embryonala stamcellslinjer för terapier.

Bioetiska överväganden

Kärnöverföring är en grov störning av en känslig och knappt förstådd biologisk process. De flesta klonade djur dör under dräktigheten och kan på grund av onormala moderkakor eller onormalt stora foster döda surrogatmodern. Av de få reproduktiva kloner som överlever är många ohälsosamma, sannolikt på grund av misslyckad omprogrammering. Skelettmissbildningar och artrit är vanliga, liksom missbildade organ, cirkulationsstörningar, andningsproblem och störningar i immunförsvaret. Klonade djur lider ofta av antingen onormalt hög eller låg födelsevikt. Redan av dessa skäl skulle det vara uppenbart oetiskt att försöka klona en människa. Därför fördömer alla större nationella och internationella etiska och vetenskapliga organ kloning av människor.

Men även om kloning av människor skulle kunna göras lika säkert som IVF är åsikterna om huruvida det bör tillåtas delade. Skulle vi förneka ett infertilt par en chans att få ett klonat barn? Finns det andra personliga och privata skäl för människor att klona en förlorad älskad person, och bör vi förvägra dem den möjligheten? Kritiker hävdar att forskningskloning kan leda till en glidande sluttning – om man godkänner processen i forskningssyfte kan det så småningom leda till att man godkänner den i reproduktionssyfte. Kloning av barn skapar också liv utan sexuell reproduktion, vilket vissa anser undergräver en viktig dimension av mänskligheten.

Dessa argument bygger på en föreställd värld utan samhälleliga kontroller och balanser som åberopas av ett moraliskt samförstånd mot kloning av människor – samma tryck som fördömer oetisk behandling av mänskliga försökspersoner i klinisk forskning eller betalning för organ som används i transplantationsförfaranden. När det väl står klart att en stamcellslinje kan skapa alla vävnader skulle vi säkert ha ett moraliskt ansvar att använda celllinjen för att förstå sjukdomar. Dessa celler skulle också så småningom kunna ge behandlingar och botemedel. De moraliska motiveringarna vilar på den positiva principen om välgörenhet: forskningen kan minska mänskligt lidande på grund av åldrande, skador och sjukdomar, särskilt för dem som kanske har en mycket kort möjlighet till behandling.

Resursbegränsningar är tillsammans med finansieringsbegränsningar de största hindren för att producera mänskliga stamcellslinjer genom omprogrammering av somatiska cellkärnor. Den nuvarande tekniken kräver användning av tusentals överflödiga eller donerade mänskliga ägg. Ägguttagningsförfarandet är invasivt och inte helt riskfritt för kvinnor, vilket ger upphov till farhågor om att få ett korrekt informerat samtycke. Huruvida kvinnor bör få betalt för avlägsnande av sina ägg är en hett debatterad fråga bland forskare inom etik och politik. Nationella och delstatliga riktlinjer förbjuder att kvinnor får betalt för ägg utöver rimliga utgifter i samband med det kliniska förfarandet. Andra pekar på inkonsekvenser i socialpolitiken som tillåter kvinnor att sälja sina ägg i reproduktiva syften. Trots detta kan forskning som använder ägg från människor och primater dramatiskt förbättra effektiviteten i omprogrammeringen, och till skillnad från skapandet av iPS-celler innebär kärnöverföring inte att cancergener införs.

Rättsliga och politiska frågor

USA är den enda nation som bedriver forskning om mänskliga embryonala stamceller och som inte har någon federal lag som förbjuder reproduktiv kloning av människor. Detta inkongruenta faktum är en följd av lagstiftningsstrider i kongressen sedan 2001. Motståndarna till forskning på mänskliga embryonala stamceller har infört åtgärder som skulle kriminalisera både reproduktiv kloning av människor och produktion av sådana linjer genom kärnöverföring. De hårt knutna frågorna förhindrade en majoritetsregel mot reproduktiv kloning som skulle ha varit lätt att genomföra i andra länder. Vakuumet i den federala politiken har lett till ett myller av delstatliga lagar, varav vissa är tillåtande och andra restriktiva. Det leder också till gränsdilemman (genom att begränsa rörligheten för ägg och klonade linjer från tillåtande till restriktiva stater och vice versa) och, i South Dakota och Michigan, till hot om fängelse och andra påföljder för forskare. Den rättsliga miljön är osäker i majoriteten av de stater som antingen är tysta om kloning eller har lagar som betraktar donerade IVF-embryon separat från embryon som tillverkats för forskningsändamål, inklusive embryon som tillverkats genom kärnöverföring.

Det som går förlorat i diskussionen om begränsningar av finansieringen av mänskliga embryonala stamceller är det långvariga federala förbudet mot att finansiera forskning på embryon i allmänhet, en lagstiftningsåtgärd som svepte väsentliga frågor om infertilitet, reproduktionsmedicin och prenataldiagnostik bortom räckvidden för många amerikanska kliniker och vetenskapsmän. På samma sätt som politiska kontroverser kring abort och assisterad reproduktionsteknik används som ombud för begränsningar av embryonal stamcellsforskning är linjer som framställts genom kärnöverföring förmodligen bundna av samma förbud som frysta embryon, trots att nationella etikkommittéer och rådgivande grupper som National Academy of Sciences rekommenderar att forskningen ska fortsätta.

Vad väntar?

Framtiden för kloningsforskningen står inför minst fyra stora vetenskapliga och politiska frågor.

• Vad är de genetiska skillnaderna mellan vanliga embryonala cellinjer, klonade cellinjer och direkt omprogrammerade cellinjer? Att förstå dessa skillnader kommer att hjälpa oss att förstå orsaken till och utvecklingen av sjukdomar, utvecklingsstörningar och reproduktionsmisslyckanden.
• Kommer inducerade pluripotenta stamcellslinjer som är fria från cancerrisker att överskugga kärnöverföring som metod för att generera sjukdomsspecifika (och så småningom patientspecifika) linjer?
• Kommer politiska förändringar i Washington att häva finansieringsrestriktioner för forskning om embryonala stamceller och kloning, och kommer de att påverka långvariga restriktioner för embryoforskning?
• Tekniken sprids över ett platt landskap som orsakas av globaliseringen. Skillnader i lagstiftning, politik och normativa etiska ramar orsakar gradienter i tillgången till forskningsmaterial, upptäckter och behandlingar. Var kommer USA i framtiden att stå bland de nationer som försöker förverkliga kloningens fulla forsknings- och terapeutiska potential?

Christopher Thomas Scott är senior forskare vid Center for Biomedical Ethics vid Stanford University och Irving L. Weissman, MD, är professor vid Stanford University.

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

45 % av vårt arbete stöds av enskilda givare som du. Stöd vårt arbete.