Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Konečně terapeutické klonování?

Terapeutické klonování dostalo do vínku velká „ALE“, kterých se stále nedokázalo zbavit.
 |  8. 12. 2011
 |  Vesmír 90, 721, 2011/12

Terapeutické klonování je příslibem pro léčbu mnoha závažných onemocnění i pro zhojení následků těžkých úrazů. ALE většina lidí k němu přistupuje přinejmenším s despektem a v nejednom případě i s nechutí a opovržením. Složitý komplex technik se podařilo zvládnout u zvířat včetně opic, ALE u člověka naráželi vědci na nepřekonatelné překážky.

Před několika lety se už zdálo, že technické potíže padly a tým korejského biologa Woo Suk Hwanga terapeutické klonování přivedl na pokraj dokonalosti. ALE ukázalo se, že Hwangovy výsledky jsou podvod. Nejnovější úspěch týmu vedeného Dieterem Eglim sice dosáhl kýžené mety, ALE i tento výsledek má několik drobných vad na kráse a cestu k léčbě závažných chorob a zranění neotevírá.

Terapeutické klonování

Cestu k uzdravení nám někdy zajistí jen léčebná „porce“ lidských buněk. Příkladem je krevní transfuze nebo transplantace kostní dřeně. I v případě těchto celkem zaběhnutých léčebných postupů se dostává pacient do úzkých, pokud není k dispozici vhodný dárce. Terapeutické klonování slibuje zdroje léčebných buněk každému a doslova na míru.

Základem je odběr malého množství buněk, které může pacient celkem lehce postrádat, například buněk kůže označovaných jako fibroblasty. Terapeutické klonování představuje pro tyto buňky jakýsi rekvalifikační kurz na jiný, hůře dosažitelný nebo nedosažitelný typ buněk využitelný k léčbě. Pro diabetika jsou to beta-buňky slinivky produkující inzulín, pro pacienta s Parkinsonovou chorobou zase neurony vylučující dopamin.

Jádro specializované tělní buňky uzpůsobené dokonale k plnění svých úloh (např. buněčné jádro již zmíněného fibroblastu) je vneseno do zralého lidského vajíčka, z nějž byla odstraněna jeho vlastní jaderná dědičná informace. Vajíčko bylo připraveno k oplození spermií a k zahájení vývoje embrya, jež by v sobě kombinovalo dědičnou informaci vajíčka a spermie. „Vykuchané“ vajíčko, kterému bylo podstrčeno jádro fibroblastu, udělá, co umí. To znamená, že se pokusí „přesvědčit“ jádro fibroblastu, aby se zachovalo jako dědičná informace oplozeného vajíčka a začalo dirigovat vývoj embrya. Tento „přesvědčovací proces“, označovaný odborně jako reprogramování jádra, spočívá v přeuspořádání molekul, jež obalují DNA. Některé geny se tak zablokují, jiné se odbrzdí.

Vyvíjející se embryo dosáhne zhruba po pěti dnech stadia blastocysty. Tvoří jej několik desítek buněk, v průměru měří pár desetin milimetru a má tvar duté koule s tenkou stěnou tvořenou jednou vrstvou buněk. Na stěnu zárodku (tzv. trofoblast) přisedá v jednom místě hrozínek buněk označovaný jako embryoblast. V zásadě platí, že trofoblast je předurčen k tvorbě budoucích plodových obalů a z embryoblastu se bude formovat nový jedinec.

Pokud bychom nechali vývoj zárodku vzniklého přenosem jádra tělní buňky do „vykuchaného“ vajíčka dokončit, narodila by se z něj genetická kopie dárce buňky – jeho klon. Při terapeutickém klonování však zasáhne do vývoje zárodku vědec. Odebere embryu buňky embryoblastu a kultivuje je v laboratorních podmínkách. Buňky se nadále bez omezení množí a přitom si zachovávají schopnost proměny v kterýkoli ze zhruba 230 typů buněk těla dospělého člověka. Pokud těmto embryonálním kmenovým buňkám vytvoříme vhodné podmínky, pak svůj potenciál uplatní. Lze z nich vypěstovat beta-buňky slinivky nebo neurony vylučující dopamin. Tyto buňky jsou vybaveny stejnou dědičnou informací jako pacient, jehož fibroblasty byly použity. Jsou to jeho buňky „přeškolené“ pro novou úlohu v organismu. V budoucnu je bude možné použít pro léčbu.

Jedno z velkých ALE terapeutického klonování spočívá v tom, že po přenosu jádra lidské tělní buňky do „vykuchaného“ vajíčka se vzniklé embryo vyvíjí jen krátce a nedospěje do stadia, kdy by se v něm vytvořil potřebný embryoblast. O tvorbě lidských embryonálních kmenových buněk proto nemůže být ani řeči.

Neprobuzené geny

Dieter Egli záhadný handicap lidských embryí vzniklých přenosem jader tělních buněk do „vykuchaného“ vajíčka aspoň částečně objasnil. Embrya vzniklá přenosem jádra myší buňky do myšího „vykuchaného“ vajíčka porovnával s embryi vzešlými z přenosu jádra lidské tělní buňky do lidského vajíčka zbaveného vlastní jaderné dědičné informace. Potvrdil, co se vědělo delší dobu. Myší zárodek se vyvíjel do blastocysty a bylo možné z něj vytvořit embryonální kmenové buňky. Lidský zárodek vývoj záhy zastavil. Egli zjistil, že lidské embryo nezvládá klíčovou událost svého vývoje označovanou jako reaktivace embryonálního genomu.1)

Zralé savčí vajíčko má prakticky kompletně „uspané“ geny a nevyrábí si podle nich nové molekuly ribonukleové kyseliny (RNA), jež slouží jako „výrobní výkresy“ pro produkci potřebných bílkovin. Vajíčko si bílkoviny tvoří podle molekul RNA, které si zhotovilo s předstihem a uložilo si je do zásoby. Tato „železná rezerva“ RNA slouží i embryu v počátcích jeho vývoje. V určité fázi se však musí zárodek postavit na vlastní nohy. Zničí „výrobní výkresy“ RNA zděděné po matce ve vajíčku a zároveň nastartuje své geny a začne si tvořit vlastní „výkresy“. Zatímco myší embryo vytvořené přenosem jádra tento „restart“ genů zvládá, lidské embryo vzniklé pro účely terapeutického klonování nedokáže své geny probudit. Následně nemá k dispozici „výkresy“ pro tvorbu bílkovin a bez těch je jeho další existence nemyslitelná.

Proč se lidským klonovaným embryím nedaří nastartovat geny, ukázal Egli v další studii.2) V ní přenesl jádra lidských buněk do „nevykuchaných“ vajíček, jimž tak zůstala jejich vlastní jaderná dědičná informace. Dočkal se příjemného překvapení. Zárodky si v kritickém okamžiku vývoje začaly vytvářet vlastní RNA, vyráběly si podle ní potřebné bílkoviny a zdárně se vyvíjely. Egli dokázal z jejich embryoblastů vypěstovat embryonální kmenové buňky. Když těmto buňkám vytvořil vhodné podmínky, měnila se „univerzální buněčná surovina“ na různé typy specializovaných buněk.

Že by konečně průlom? Opět s velkým ALE. Buňkám takto vytvořeného zárodku přebývá dědičná informace zralého vajíčka. Místo obvyklých dvou sad chromozomů, jež mají téměř všechny buňky lidského těla, obsahují jádra Egliho embryonálních kmenových buněk tři sady chromozomů. Jsou triploidní. Už to je samo o sobě vážný problém. Pro využití triploidních buněk k léčbě představuje neméně závažný problém i fakt, že by léčebné buňky nebyly dokonalou kopií buněk pacienta. Imunitní systém nemocného by je zřejmě rozeznal jako cizí a nepřijal by je za své.

Význam Egliho pokusu spočívá v tom, že se vědci dostali na stopu záhadné brzdy reaktivace embryonálního genomu. Při odstraňování jaderné dědičné informace vajíčka jsou odstraněny zřejmě i velmi důležité molekuly, jež jsou nutné pro aktivaci genů embryem. Jádro tělní buňky je s sebou nepřináší a nedokáže tento výpadek nahradit. U vajíček myší se tento záhadný faktor zřejmě nachází v dostatečném množství v cytoplazmě vajíčka a zárodku vzniklému terapeutickým klonováním nechybí. Proto se zvířecí klonované zárodky vyvíjejí a lidské nikoli.

V další fázi výzkumu se Egli a jistě i mnozí další biologové pokusí zjistit, jaké molekuly jsou při „kuchání“ vajíčka odstraněny a jak je zachránit nebo aspoň jejich deficit opět vyrovnat. Pokud by se to povedlo, mohla by být cesta k terapeutickému klonování a jeho využití k léčbě o jedno velké ALE chudší.

Problematické dárcovství vajíček

S terapeutickým klonováním se pojí několik etických ALE. Jedním je například skutečnost, že při něm vzniká lidské embryo, které je následně proměněno na masu buněk. Zárodek měl potenciál vyvinout se v člověka. Embryonální kmenové buňky o něj přišly výměnou za potenciál léčit těžké choroby. Pro někoho je zničení embrya přijatelnou daní za příslib vyléčení těžce nemocných. Pro někoho je to daň příliš vysoká a nepřijatelná.

Další problém výzkumu na poli terapeutického klonování představuje spotřeba velkého množství lidských vajíček. Původně je vědci získávali od žen, které se léčily z neplodnosti na klinikách, kde se provádí oplození ve zkumavce. Těmto ženám je dávkou hormonů nabuzeno zrání většího počtu vajíček, která jsou odebrána chirurgickým zákrokem. Někdy je vajíček tolik, že je nelze všechny využít. Pak připadá v úvahu jejich dobrovolné darování pro potřeby výzkumu. Vajíčka léčených žen však mohou nést široké spektrum nejrůznějších defektů. Proto vědci usilují o získání vajíček od zdravých dárkyň. Woo Suk Hwang spotřeboval při svých neúspěšných pokusech asi 2000 lidských vajíček. Některá získal od zdravých dárkyň, které dostaly zaplaceno asi 1500 dolarů. K dárcovství však brutálním psychickým nátlakem donutil i některé své spolupracovnice a studentky.

Většina odborníků na etické otázky vidí platby dárkyním vajíček nerada. Celá procedura stimulace dárkyně hormony a následný odběr dozrálých vajíček je nejen nepříjemná, ale provázejí ji i určitá zdravotní rizika. Po stimulaci hormony trpí některé ženy psychickými problémy. Někdy může dojít i k život ohrožujícím zdravotním komplikacím, například embolii, kdy se vytvoří krevní sraženina a ucpe životně důležitou cévu. Etici namítají, že platba může k dárcovství zlákat i ženy, které se ocitly v tíživé ekonomické situaci a které by se bez vidiny odměny k dárcovství vajíček nerozhodly.

Bezplatné dárcovství však nefunguje. Egli se pokoušel získat bezplatné dárkyně po dva roky a nakonec mu slíbila spolupráci jediná žena. V následujícím roce platil za darování vajíček 8000 dolarů. Přihlásilo se mu šestnáct žen, od kterých získal 270 vajíček potřebných k průlomovým pokusům.

Poznámky

1) Egli D. et al.: Nature Communications 2, 488, 201.

2) Noggle S. et al.: Nature 478, 70–75, 2011.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné