Znáte to také, věci z Číny buďto nefungují, nebo se brzo pokazí. Ve vědě ale jakoby to neplatilo. Číňané se zabydlují v kosmu, jejich ponorka minulý týden operovala v sedmi kilometrové hloubce a co teprve až se průmysl "Země středu" dočká během třech let levné energie z dalších 27 nových bloků atomových elektráren! Mezi zprávami o korupci a úvahami, zda Čung-kuo poskytne půjčku na záchranu eurozóny, zcela zapadla zmínka o tom, jak se v Šanghaji chystají pomocí semi-klonů léčit mužskou neplodnost.
Klonování
Sadaři a zahradníci klonují často a rádi a z nějakých důvodů nám u nich nevadí, ani když nám produkty svého snažení servírují na talíři. I sama příroda klonuje. A nejen u rostlin, ale i v říši živočišné a tak tu a tam nevynechá ani nás, lidi. V případě sourozenců, kteří jsou si podobni jako vejce vejci, jsou spíše než bratry, nebo sestrami, sami sobě klonem. Vznikají totiž spontánním rozdělením embrya v těle matky. Vytvářet klony jde ale i jinak, než jen půlením embryí. Jako první, nepřirozeným způsobem vzniklý klon, bývá uváděna ovce Dolly. Mediální hvězdu roku 1996 stvořil edinburghský vědec Ian Wilmut. Ke slávě mu paradoxně pomohla příslovečné skotská šetrnost. Kožní buňky, se kterými pracoval nechal hladovět, naštěstí se ukázalo, že strádání buněk je trefou do černého a od té doby se restrinkce živného media stala klasickou součástí klonovací techniky. Slavný klon z Roslinu ale nebyl prvním klonem připraveným v laboratoři technikou přenosu buněčného jádra ze somatické buňky do vajíčka. Předcházely mu žabí klony skokana, africké drápatky, čolka, myšek a snad i dánských oveček. Jen novináři tehdy nepoznali o co jde a tak se o tom veřejnost nedověděla. Narození Dolly odstartovalo celosvětovou „dollymanii“ a začaly přicházet na svět klony wiskonzinských oveček, japonských telat, Korejci připojili psa a dnes už ve výčtu laboratorně připravených klonů nechybí ani fretky, kočky ba ani opice. Klonují se už i muly. Příkladem zištného klonování mezidruhového křížence, kteří jsou jinak neplodní je Idaho Gen z rodiny dostihových mulích šampionů.
Klonovací horečka se nevyhnula ani lidem. Stejným postupem, jako vznikla ovečka Dolly, připravovili i lidská embrya. První to provedlli Američané, již v roce 2001 a buňky hodlali využít k přípravě embryonálních kmenových buněk, což se jim ale v laboratořích společnosti Advanced Cell Technology nepodařilo. O čtyři roky později s lidským klonovaným embryem již Miodrag Stojkovič, výzkumník hostující na universitě v Newcastle, uspěl. Následně tvorbu lidského klonu zvládli i ve firmě Stemagen se sídlem v La Jolla, Kalifornii.
Cílem klonování nemusí být jen získání plodu a narození dítěte, důležitější je získávání linií buněk, které jsou připraveny zapojit se „do hry“ podle prostředí do jakého je vpravíme a kde začnou léčit nemocným jejich infarktem poškozená srdce, oči poškozené slepotou z degenerace makuly, imunitní systém poškozený leukemií,..
Při tradičním klonování, tak jak je známe od dob vzniku ovce Dolly, se tvoří zárodek nového jedince z kmenových buněk, které mají dvě sady chromozomů. Mají tedy kompletní genetickou výbavu, jako má většina buněk našeho těla - buňky kožní, svalové nervové, bílé krvinky, jaterní,... Kromě kultivace buněk s kompletní chromozomovou výbavou, ze kterých lze nechat „stvořit život“, jde pěstovat i buňky s neúplným genomem. Z těch organismus vypiplat samozřejmě nejde, ale mohou se na vzniku života podílet.
Spermie v rouše samičím
Zatímco klon je přesnou kopií jiného organismu (je tedy při torbě přesně determinován), semi-klon není kopií, vzniká podobně, jako když se tvoří nový život početím. Z vajíčka, ale místo spermie při jeho vzniku asistují buňky s haploidní (poloviční) chromozomovou výbavou. Takto vzniklá buňka a následný jedinec má tedy rovněž dva rodiče a ne jako klon, který je kopií jen „jednoho“. Jinsong Li a Guo Liang-Xu se svými kolegy nyní popsali metodu, jak snadno generovat haploidní embryonální kmenové buňky (haESCs), které lze v reprodukci a tvorbě semi-klonů použít. K haploidním buňkám schopným se množit se dobrali tak, že nejprve odstranili z nezralých vajíček jádro a vpravili do nich genetickou výbavu spermie. Tak vznikla vaječná buňka, která je vajíčkem, ale s otcovskou genetickou výbavou. Jsou tedy jakýmisi spermiemi v rouše samičím. Zatímco spermie se množit nedokážou, těmto buňkám díky cytoplazmatické výbavě vaječné buňky, to potíže nedělá. Lze je kultivovat ve vhodném mediu v laboratoři. Svým chováním jsou to buňky podobné buňkám kmenovým, pro něž se vžila zkratka ESC. Mají ale jen polovinu jejich genetické výbavy. V tom se zase podobají spermiím. Aby se tento typ buněk nepletl s těmi, které jsou schopny dát vznik jakékoliv tkáni a jimž se říká embryonální kmenové, dostaly do vínku předponu „ha“ odvozenou od slova haploidní. Celé jejich označení tedy je haESC (haploid embryonic stem cells).
Klony, semi-klony a GMO
Při klasické „výrobě“ geneticky modifikovaných myší se vezmou embryonální kmenové buňky (tedy diploidní), upraví se v nich gen a pak se vkládají do blastocysty v rané fázi vývoje zárodku. Vzniká hybridní organismus a jeho tkáně jsou tvořeny buňkami jak z upravených buněk, tak těch normálních (říká se tomu, že jsou ze dvou genomických identit). Začlenění buněk s upraveným genomem do jednotlivých tkání je dílem náhody. Když se zadaří, vznikne z nich tkáň produkující spermie nebo vajíčka. Teprve potom je další generace tohoto hybridního organismu geneticky modifikována a předává upravený gen (vlastnost) trvale na další pokolení. Jde tedy o proces nejen zdlouhavý, ale nejistý, protože předem není dáno, zda bude štěstěna nakloněna a z modifikovaných buněk skutečně také vzniknou ovaria a nebo testes. Pokud se upravené buňky dostanou a pomnoží jen v tkáních typu kůže, svaly,.. jde o somatickou chiméru, která sama je sice geneticky modifikovaným jedincem, ale její potomstvo je o modifikovaný gen ochuzeno – je zcela normální. V případě, že šlo léčbu, tak by bylo na místě spíše slovo "nenormální" potomstvo, protože opravený gen se nepřenesl a nemoci se v další generaci nezbavili. Pro šlechtitele geneticky modifikovaní jedinci, kterým se oprava „nedostala do pohlavních orgánů“ moc zajímaví nejsou.
Vkládání diploidních (tedy s kompletním genomem a dvěma sadami chromozomů) buněk do blastocysty provází ještě jeden zádrhel. Opravený gen bývá jen na jednom z párových chromozómů. V procesu tvorby pohlavních buněk procesem „padni komu padni“ se ten upravený žádoucí gen přenáší s pravděpodobností 50 %. A právě tento problém řeší metoda semi-klonů, při níž se využívají haploidní kmenové buňky – s jednou sadou chromozomů. Opravený gen je ve všech buňkách a navíc se v nich geny opravují jednodušeji. I když jsme zde použili přirovnání těchto buněk ke spermiím bez ocásků, společného toho s nimi, až na tu schopnost oplodňovat, moc nemají. Každá spermie je co do genetického materiálu individuum, s jinak namíchanými geny. Tyto buňky, se ale množí z jedinné buňky a nesou tedy zcela shodnou genetickou výbavu. I to, co na nich vylepšíme, budou mít všechny stejné, což je v případě léčebných zákroků výhoda k nezaplacení. V šanghajských laboratořích ústavů pro biologické vědy na myších již dokázali, že touto technikou jsou schopni produkovat zdravé jedince. Myši vytvořené pomocí haESC buněk jsou již dospělé, zdravé a vnesené genetické znaky přenáší na své potomstvo.
 Zpočátku se zdálo, že katolické kruhy semi-klonování nebudou považovat za tak zlé jako klasické klonování a budou ho akceptovat. V poslední době teologičtí etikové začínají proti technikám umožňujícím oplodnění pomocí jádra z kmenových buněk vystupovat stejně odmítavě, jako proti in vitro fertilizaci (oplodzením ve zkumavce). Před semi-klonováním v asijských zemích varuje například arcibiskup John Chew. |
Profesor Hong Yunhan (Národní singapurská universita), jeden z prvních výzkumníků, který začal pracovat se semi-klony: „ Proč semi-klony? Protože dělat přesné kopie z neplodných a jinak vadných jedinců by nebyla ta správná cesta.“ |
Čínští vědci se pomocí této metody nyní pouštějí do tvorby geneticky modifikovaných zvířat, která jde klonovat obtížně a jenž „neochotně“ přistupují na tvorbu chimér. Jednou z praktických aplikací je přistoupení k léčbě mužské neplodnosti. Skeptikové se již nechali slyšet, že masivního využití se tato technika hned tak nedočká, protože haESCs nemají být tak „dobré“ jako spermie, a že by bylo nelogické v in vitro fertilizacích osvědčenou „klasiku“ jimi nahrazovat. Neplodní muži, kterým stávající techniky nejsou sto zajistit mít vlastního potomka ale mají na věc jiný názor a čínským vědcům se jich hlásí již celé zástupy. Metoda semi-klonů dává naději jak těm, kteří mají spermie jen pošramocené, tak i těm, jež nemají žádné.
Zlatý věk semi-klonů nás s velkou pravděpodobností čeká a nemusí to trvat dlouho protože to, čemu jsme se ještě nedávno smáli – že zdravý člověk je jen pacient u něhož ledabyle provedli testy, přestává být s rozvojem genomiky vtipné. Všichni máme v genomu tolik skrytých vad, že kdybychom je všechny znali, podivili bychom se nad tím, že ještě „fungujeme“ a nejspíš by nás mnohé také napadlo, zda s tak „rizikovým materiálem“ je rozumné si pořizovat potomky. Ne vždy naší chybu partenerova DNA svým zdravým genem může vykompenzovat a to jsou pak ty případy, kdy dítě „má smůlu“. Ostatně proto se vlastně začala DNA diagnostika u ještě nenarozených dělat. Spolu s rozšiřujícím se spektrem poruch, které půjde před narozením odhalit, bude rodičovství měnit svou svou pasivní podobu. Rodiče budou těmi, kteří budou výbírat embrya, kterým dají šanci na život. Jak velká část společnosti se k haploidním kmenovým buňkám a semi-klonování, které záležitost rodičovství posunou z pouhého „výběru“ do roviny „nápravy a vylepšování“, bude stavět odmítavě, je otázkou. Na svou stranu semi-klony již získaly neplodné muže a postupně se budou přidávat i další nemocní, kterým jinak nepůjde pomoci. Na spadnutí je i doba, kdy rodiče budou chtít své potomky zbavit vlastní nedokonalosti. Pesimisté jsou toho názoru, že nejvíce možností v tomto směru a také nejdříve, začnou nabízet v Číně.
Prameny:
Laboratory of Cell Biology, Institute of Biochemistry and Cell Biology, Shanghai Institutes for Biological Sciences
Yang a kol.: "Mouse Androgenetic Haploid Embryonic Stem Cells Support Targeted Gene Transmission to Progeny.", Cell, DOI:10.1016/j.cell.2012.04.002