Kloniranje – šta, kako i zašto?

Pod kloniranjem se podrazumeva proces pravljenja identične kopije... nečega.

U biomedicinskim naukama, pod kloniranjem se podrazumeva nekoliko suštinski različitih postupaka. To su kloniranje DNK, koje podrazumeva stvaranje kopija DNK fragmenata, kloniranje ćelija i kloniranje organizama. Sem toga, pojam se koristi i za opisivanje aseksualne reprodukcije kod nekih bakterija, gljiva i insekata.

Reč kloniranje potiče od grčkog – κλών, što znači grančica. Poreklo je blisko razumu – grančice pojedinih biljaka su u stanju da se razviju u odraslu jedinku koja nalikuje onoj od koje je potekla grančica.

Kloniranje ljudi je stvaranje genetski identične kopije ljudskog bića, ljudske ćelije ili tkiva. Pod ovim terminom se obično podrazumeva veštačko kloniranje ljudi, iako su ljudski klonovi u obliku identičnih blizanaca relativno česti.

Uopšteno govoreći, razlikujemo terapeutsko i repoduktivno kloniranje. Dok terapeutsko kloniranje ima za cilj proizvodnju matičnih ćelija i njihovu upotrebu u terapiji, reproduktivno kloniranje ima za cilj proizvodnju kloniranih organizama.

O tome šta su matične ćelije i koji je njihov značaj biće reči kasnije u tekstu.

Tehnologija - kako?

Princip kloniranja je veoma jednostavan – potrebno je u jajnu ćeliju usaditi genetski materijal jedinke čiju kopiju želimo i odgajiti je kao da je u pitanju normalna oplođena jajna ćelija. Realnost je, naravno, značajno drugačija.

Mikromanipulator

Osnovna tehnika kojom se kloniranje služi ima komplikovano ime - nuklearni transfer iz somatskih ćelija. (eng. Somatic Cell Nuclear Transfer - SCNT).

Ukratko, mikromanipulatorom koji na vrhu ima izuzetno tanku staklenu iglu jedro se iz neke (teorijski bilo koje) telesne ćelije odstrani i prenese u jajnu ćeliju čiji je genetski materijal takodje odstranjen.

Nakon ovog koraka, ćelija se ostavlja u specijalnom inkubatoru koji reguliše koncentraciju ugljen-dioksida i temperaturu, pri čemu se u tečni medijum u kom se ćelija nalazi dodaje veliki broj supstanci koje imaju za cilj da ćeliji obezbede neophodne uslove za rast i signale za deobu. Nakon odredjenog vremena, ako je sve u redu, dolazi do deobe ćelije i početka razvoja embriona. Ćelija koju smo dobili sadrži genetski materijal jedinke donora, ali ima potencijal za razvoj u novu individuu, koja sadrži genetski zapis »originala«. U ovoj tački se reproduktivno i terapeutsko kloniranje razilaze.

Manipulacija æelija

U terapeutskom kloniranju, kada ćelija dodje do stadijuma blastociste, embrion se uništava i izoluju se matične ćelije. Kod reproduktivnog kloniranja, blastocist se usadjuje u matericu ženke i nastavlja dalji razvoj do rodjenja.

Neophodno je reći da - iako zvuči relativno jednostavno - cela procedura ima jako mali procenat uspešnosti. Od 277 jajnih ćelija ovaca nad kojim je izvršena procedura SCNT, došlo je do samo jednog uspešnog rodjenja, sada već čuvene, ovce Doli, prvog sisara koji je uspešno kloniran. (Zanimljiv je podatak o tome odakle ovci Doli ime. Naime, telesne ćelije čiji genetski materijal je korišćen za kloniranje bile su iz mlečnih žlezda., što je asociralo naučnike na poznatu američku kantri-pevačicu Doli Parton, koja je široko poznata po specifičnom sopranu i izraženim ženskim atributima). Razloga za ovakav rezultat ima mnogo, ali je najbitniji svakako nepoznavanje faktora koji utiču na rast i diferencijaciju embriona.

Matične ćelije

Doli

Matične ili stem ćelije (eng. stem – stablo -odnosi se na činjenicu da sve ostale ćelije vode poreklo od njih) - jesu klasa ćelija koje nisu diferencirane, i koje imaju sposobnost da se pod uticajem različitih faktora okoline »opredele« i postanu zrele diferencirane ćelije bilo kog tkiva. Stem ćelije se mogu naći u većini, ako ne i u svim višećelijskim organizmima. Osnovna podela matičnih ćelija sisara je na embrionske matične ćelije koje se mogu naći u blastocisti, i adultne stem ćelije, koje se mogu naći u različitim tkivima odraslih jedinki.

Kod embriona u razvoju, matične ćelije imaju mogućnost da se diferenciraju u sva specijalizovana embrionalna tkiva. Kod odraslih organizama stem ćelije i njima slične progenitorske ćelije imaju funkciju u održavanju integriteta organizma, zamenjujući oštećene ćelije specijalizovanih organa. Sem toga, one održavaju tkiva koja imaju kratak »rok upotrebe«, kao što su krv, koža ili neka tkiva gastrointestinalnog trakta.

Kolonija matiènih æelija

Matične ćelije je moguće uzgajati u ćelijskoj kulturi i transformisati u specijalizovane ćelije sa osobinama koje odgovaraju osobinama odredjenih tkiva, kao što su npr. mišići ili nervno tkivo.

Zbog toga je predložena njihova upotreba u terapiji širokog spektra oboljenja. Terapijski potencijal stem ćelija je ogroman. Praktično svako degenerativno oboljenje, teorijski, može se lečiti upotrebom matičnih ćelija. Sem toga, moguć je tretman fizičkih trauma. Procedura je jednostavna. Na oštećeno mesto se ubrizgaju stem ćelije, koje se u ćelijskom kontekstu tkiva diferenciraju i postaju funkcionalne ćelije datog tkiva, otklanjajući postojeću štetu. Moguće primene su u lečenju najrazličitijih oboljenja kao što su Alchajmerova i Parkinsonova bolest, preko infarkta miokarda, pa sve do preloma kičme i slepila.

Međutim, kao i za većinu revolucionarnih pojava, postoji ogroman broj problema koje treba prevazići. Neki od njih su tehničke prirode, dok je najveća prepreka razvoju tehnologije matičnih ćelija u ovom momentu protivljenje javnog mnjenja.

Etička pitanja

Oko upotrebe matičnih ćelija vodi se intenzivna etička debata koja se odnosi na pitanja naučnih istraživanja koja uključuju stvaranje, upotrebu, i uništenje ljudskih embriona, koji su za sada jedini praktičan izvor matičnih ćelija.

Protivnici istraživanja tvrde da je ovakva istraživačka praksa direktan put u reproduktivno kloniranje i da suštinski unižava i umanjuje vrednost ljudskih bića. Nasuprot ovom stavu, istraživači tvrde da je neophodno nastaviti sa istraživanjima na stem ćelijama, zato što bi rezultirajuća tehnologija mogla da ima značajan medicinski potencijal, kao i da bi viškovi embriona koji se proizvode pri vantelesnoj oplodnji mogli da budu donirani i iskorišćeni za istraživanje. Ovo je, opet, u konfliktu sa tzv. pro-life pokretima, koji se zalaže za zaštitu ljudskih embriona. Snažno protivljenje se može čuti i od različitih religijskih institucija, predvodjenih pojedinim hrišćanskim crkvama.

Kritičari se boje da bi ova tehnologija mogla da bude iskorišćena za kloniranje ljudi i optužuju naučnike da svode čudo ljudskog života na fabriku rezervnih delova. O zloupotrebama će biti reči kasnije.

Reproduktivno kloniranje

Prvo pitanje na koje treba odgovoriti jeste da li je uopšte moguće kloniranje ljudskih bića. Odgovor je, u najmanju ruku, nezadovoljavajući - ne znamo. Iako su ostvareni svi tehnološki preduslovi za sada, bar zvanično, nije rodjena klonirana beba čoveka, kao ni naših najbližih rodjaka - majmuna.

Prvi humani klonirani embrion

U svetu se lagano razvija industrija kloniranih životinja. Vaša nikad neprežaljena maca ili kuca može da oživi za pukih 50.000$. Već nekoliko godina je hit u svetu konjskih trka kloniranje uspešnih grla za ogromne iznose novca. U svetu postoje fabrike pilića koje prodaju jednu klonsku liniju u milionima kopija, jer ti pilići imaju odgovarajući set osobina. S druge strane, ovca Doli je umrla sa 6 godina starosti, što je praktično polovina životnog veka za tu sortu ovaca, i tokom života je patila od artritisa, koji nije karakterističan za ovce. Razlozi njenog slabog zdravstvenog stanja su za sada nepoznati, ali se sumnja da je »krivac« starost donorske DNK, koja je pri usadjivanju imala starost od preko 5 godina. Ova pojava nasledjivanja »ćelijskog časovnika« predstavlja i jednu od glavnih prepreka kloniranju ljudi.

Sa pretpostavkom da je kloniranje ljudi moguće, otvara se enorman broj pitanja na koja je nezahvalno, ako ne i nemoguće, odgovoriti.

Kakav je pravni status klonova? Kakva su i da li postoje prava originala nad klonom? Kome pripada dete klona? Slične glavolomke, srećom, i dalje uglavnom spadaju u domen naučne fantastike.

Da li su i koliko klon i original slični?

Pitanje sličnosti originala i klona svodi se na pitanje koliko je sve ono što čini jednu osobu - ličnost, inteligencija, stavovi - odredjeno genetikom, a koliko faktorima sredine.

Neophodan faktor rasta i razvoja svake jedinke svakako predstavlja okruženje u kom je odrasla, interakcija sa roditeljima, prijateljima itd. Nisu zanemarljivi ni efekti interakcije između gena i sredine, tj. činjenice da isti setovi gena mogu da se ispoljavaju drugačije u različitim sredinskim uslovima.

Upravo iz ovih razloga je praktično nemoguće da klon bude isti kao original, jer je nemoguće reprodukovati uslove u kojim je rastao i sazrevao original. Moguće je postići fizičku sličnost, ali nikada i dobiti autentičnu istu osobu.

Zloupotrebe

Slièni, ali ne isti

Koncept kloniranja je raspalio maštu brojnih kreativnih umova planete i iznedrio veliki broj literarnih i filmskih dela koji obradjuju ovu tematiku. Zloupotrebe kloniranja su potencijalno mnogobrojne. Od ropske radne snage, preko različitih prevara, iznuda, borbi oko nasledjivanja do vojski klonova, ovo je tema o kojoj se danas vodi intenzivna debata sa različitim nivoima ozbiljnosti.

Kao primer navodim jedan od koncepata koji je naročito interesantan. Koliko god moćna bila moderna farmaceutska industrija, postoje odredjena patološka stanja za koja jednostavno nije moguć lek u klasičnom smislu (molekul koji »reprogramira« ćeliju ili dopunjuje komponentu koja fali ili sl.). Sem toga, ne postoji »lek« za traumatska stanja gde dolazi do masivnih oštećenja organa. Jedan od eksperimentalnih pristupa rešenjima ovim problemima je i proizvodnja organa. Glavni problem leži u tome što tehnologija još nije dovoljno uznapredovala da grupu ćelija u ćelijskoj kulturi »natera« da formiraju organ (npr. jetru). Jedna alternativa o kojoj se diskutuje jeste koncept farmi klonova, gde bi pojedinci imali klonove koji bi služili kao rezervni delovi. Ovaj koncept je obradjivan u literaturi i filmu (npr. film »Ostrvo« iz 2005. ili roman »Rezervni delovi«, autora M.M. Smita iz 1996.) i postavlja jezivu alternativnu budućnost u kojoj bogati pojedinci imaju mogućnost da obezbede sopstvenu dugovečnost korišćenjem delova tela svojih klonova.

Srećom, ovakav pristup nailazi na skoro univerzalno protivljenje javnosti i male su šanse da će ikada zaživeti. Jedna postojeća alternativa je korišćenje redizajniranih životinjskih organa, koji su tako modifikovani da sadrže ljudski genetski materijal, dok rastu i razvijaju se u nekoj životinji. U ove svrhe se najčešće koriste svinje. Već su prijavljeni slučajevi gde je u specijalnim eksperimentalnim svinjama uzgojeno srce, koje bi trebalo da funkcioniše normalno, bez odbacivanja organa i drugih pratećih komplikacija klasične transplantacije.

Zaključak

Klonovi

Tehnologija kloniranja je definitivno stigla, i nema nameru da ode. Čovečanstvo lagano nalazi veliki broj korisnih primena, koje sežu od proizvodnje pilića odgovarajućih osobina, do potencijalno neverovatno efikasnih terapija koje bi dovele do izlečenja i poboljšanja kvaliteta života miliona ljudi. Za razliku od ostalih naprednih tehnologija, kloniranje otvara niz pitanja koje se tiču prava čovečanstva da manipuliše embrionima sopstvene vrste i da stvara jedinke na suštinski neprirodan način. Da bi se izbegli različiti distopijski scenariji neophodna je opsežna javna debata, kao i čvrsta zakonska regulativa. Nadajmo se da ćemo, za promenu, postupati pametno.