Seuraava vaihe oli rekrytoida naisia, jotka olivat halukkaita antamaan munia kloonausprosessissa käytettäväksi, ja keräämään myös soluja kloonattavilta yksilöiltä (luovuttajat). Kloonausprosessi vaikuttaa yksinkertaiselta, mutta menestys riippuu monista pienistä tekijöistä, joista osa on eivät vielä ymmärrä. Ydinsyöttötekniikassa tutkijat imevät erittäin hienon neulan geneettisen materiaalin imemiseksi kypsästä munasta, minkä jälkeen he injektoivat luovuttajasolun (tai joskus kokonaisen solun) ytimen enukleaariseen munaan ja inkuboivat se erityisolosuhteissa, jotka kannustavat sitä jakautumaan ja kasvamaan.

Löysimme naisia, jotka ovat halukkaita antamaan nimettömiä munia, käytettäväksi tutkimuksessamme sijoittamalla mainoksia Bostonin alueen julkaisuihin . Hyväksyimme vain 24–32-vuotiaita naisia, joilla oli vähintään yksi lapsi. Mielenkiintoista on, että ehdotuksemme vetoaa eri naisryhmään kuin niihin, jotka muuten saattavat lisätä munasoluja hedelmättömiin pariskuntiin käytettäväksi in vitro -hedelmöityksessä. Naiset, jotka vastasivat ilmoituksiimme, olivat motivoituneita antamaan munansa tutkimusta varten, mutta monet eivät olleet kiinnostuneita siitä, että heidän munistaan tuotaisiin lapsi, jota he eivät koskaan näe. (Luovuttajat rekrytoitiin ja munat keräsi Ann A. Kiessling-Cooperin johtama ryhmä, Duncan Holly Biomedical, Somerville, Massachusetts. Kiessling oli myös osa muna-avustajiin liittyviä eettisiä kysymyksiä.)

Pyysimme potentiaalisia munasolujen avustajia osallistumaan psykologisiin ja fyysisiin testeihin, mukaan lukien tartuntatautien seulonta, varmistaaksemme, että naiset ovat terveitä ja että myötävaikuttavat munat eivät vaikuta heihin haitallisesti. Päätimme 12 naisen kanssa, jotka olivat hyviä ehdokkaita munien jakamiseen. Sillä välin otimme ihon koepaloja useilta muilta anonyymeiltä henkilöiltä eristämään soluja, joita kutsutaan fibroblasteiksi kloonausmenetelmässä käytettäväksi. Fibroblastien luovuttajien ryhmäämme kuuluu eri-ikäisiä ihmisiä, jotka ovat yleensä terveitä tai joilla on häiriö, kuten diabetes tai selkäydinvamma, sellaisille ihmisille, jotka todennäköisesti hyötyvät terapeuttisesta kloonauksesta.

Ensimmäinen kloonausyrityksemme tapahtui viime heinäkuussa. . Kunkin yrityksen ajoitus riippui munia tuottaneiden naisten kuukautiskierrosta; luovuttajien oli tehtävä hormoni-injektioita useita päiviä, jotta heillä olisi ovulaatioita noin 10 munasta kerralla normaalin yhden tai kahden sijasta.

Meillä oli välähdys menestyksestä kolmannessa yrityskierroksessa, kun injektoidun fibroblastin ydin näytti jakautuvan, mutta se ei koskaan katkaissut muodostamaan kahta erillistä solua. Joten seuraavassa jaksossa päätimme tarttua Teruhiko Wakayaman ja hänen kollegoidensa kanssa, tiedemiehet, jotka loivat ensimmäiset kloonatut hiiret vuonna 1998. (Wakayama oli silloin Havaijin yliopistossa ja nyt Advanced Cell Technology.) injektoimme joihinkin muniin ihon fibroblastien ytimiä tavalliseen tapaan, ruiskutimme toisille munasarjasoluja, joita kutsutaan kumpasoluiksi, jotka yleensä hoitavat munasarjassa kehittyviä munia ja jotka löytyvät edelleen kiinni munissa munasolujen jälkeen ovulaation jälkeen. Cumulus-solut ovat niin pieniä, että ne voidaan pistää kokonaisina. Loppujen lopuksi se kesti yhteensä 71 munaa seitsemältä vapaaehtoiselta, ennen kuin pystyimme tuottamaan ensimmäisen kloonatun varhaisen alkion. Kahdeksasta munasta, joihin injektoimme kumpasoluja, kaksi jakautui muodostamaan varhaiset alkiot neljästä solusta ja yksi eteni vähintään kuuteen soluun, ennen kuin kasvu pysähtyi. voisimme saada ihmisen munasolut jakautumaan varhaisiin alkioihin ilman siittiöiden hedelmöittämistä tai luovuttamista ja injektointia luovuttajasolulla. Vaikka kypsillä munilla ja siittiöillä on normaalisti vain puolet tyypillisen kehon solun geneettisestä materiaalista, munien puolittamiseksi geneettinen komplementti kypsymissyklin aikana estääkseen alkion kaksinkertaisen geenijoukon syntymän jälkeen. Jos ne aktivoidaan ennen kyseistä vaihetta, heillä on edelleen täysi joukko geenejä.

Kantasolut, jotka on johdettu tällaisista partenogeneettisesti aktivoiduista soluista todennäköisesti hylätään elinsiirron jälkeen, koska ne olisivat hyvin samanlaisia kuin potilaan omat solut eivätkä tuottaisi monia molekyylejä, jotka olisivat tuntemattomia henkilöiden immuunijärjestelmälle. (Ne eivät olisi identtisiä yksittäisten solujen kanssa, koska geenien sekoittuminen tapahtuu aina munien ja siittiöiden muodostumisen aikana.) Tällaiset solut saattavat myös aiheuttaa vähemmän moraalisia ongelmia joillekin ihmisille kuin kloonatuista varhaisista alkioista peräisin olevat kantasolut.

Yhdessä skenaariossa naisella, jolla on sydänsairaus, saattaa olla, että laboratoriossa kerätään ja aktivoidaan omat munat blastokystien tuottamiseksi. Tutkijat voisivat sitten käyttää kasvutekijöiden yhdistelmiä blastokystoista eristettyjen kantasolujen houkuttelemiseen sydänlihassoluiksi, jotka kasvavat laboratorioastioissa, jotka voitaisiin istuttaa takaisin naiselle sairaan sydämen alueen korjaamiseksi. Samanlaisen tekniikan, nimeltään androgeneesi, käyttäminen kantasolujen luomiseen miehen hoitamiseksi olisi hankalampaa. Mutta siihen voi sisältyä kahden ytimen siirtäminen siittiöiden siittiöistä munasoluihin, joilta oli poistettu ydin.

Tutkijat ovat aiemmin raportoineet hiirien ja kaneiden munien pyytämisestä jakautumaan alkioiksi altistamalla ne erilaisille kemikaaleille. tai fyysiset ärsykkeet, kuten sähköisku. Jo vuonna 1983 Harvardin yliopistossa työskentelevä Elizabeth J. Robertson osoitti, että partenogeneettisistä hiiren alkioista eristetyt kantasolut voivat muodostaa erilaisia kudoksia, mukaan lukien hermo ja lihakset.

Parthenogeneesikokeissamme altistimme 22 munaa kemikaaleille, jotka muuttivat ioneiksi kutsuttujen varautuneiden atomien pitoisuutta solujen sisällä. Viiden päivän viljelyastioissa kasvamisen jälkeen kuudesta munasta oli kehittynyt blastokystat, mutta ne sisälsivät selvästi ns. Sisäsolumassan, joka tuottaa kantasoluja.

Miksi teimme sen

OLEMME PELAAJA PÄIVÄNÄ, kun voimme tarjota partenogeneesistä johtuvaa terapeuttista kloonausta tai soluterapiaa sairaille potilaille. Tällä hetkellä ponnistelumme ovat keskittyneet hermo- ja sydän- ja verisuonijärjestelmien sairauksiin sekä diabetekseen, autoimmuunisairauksiin sekä veren ja luuytimen sairauksiin.

Kun pystymme johtamaan hermosolut kloonatuista alkioista, toivomme paitsi parantavan vaurioituneet selkäytimet myös hoitamaan aivosairauksia, kuten Parkinsonin tautia, jossa aivosolujen kuolema, joka tuottaa ainetta nimeltä dopamiini johtaa hallitsemattomaan vapinaan ja halvaantumiseen. Alzheimerin tauti, aivohalvaus ja epilepsia voivat myös antaa tällaisen lähestymistavan.

Insuliinia tuottavien haiman saarekesolujen lisäksi diabeteksen hoidossa kloonatuista alkioista peräisin olevia kantasoluja voidaan myös työntää sydämen lihassoluiksi kongestiivisen sydämen hoidoksi. epäonnistuminen, rytmihäiriöt ja sydänkohtaukset.

Mahdollisesti vieläkin mielenkiintoisempi sovellus voi edellyttää kloonattujen kantasolujen kehottamista erilaistumaan veren ja luuytimen soluiksi. Autoimmuunisairaudet, kuten multippeliskleroosi ja nivelreuma, ilmenevät, kun immuunijärjestelmän valkosolut, jotka syntyvät luuytimestä, hyökkäävät kehon omiin kudoksiin. Alustavat tutkimukset ovat osoittaneet, että syöpäpotilaat, joilla oli myös autoimmuunisairauksia, saivat helpotusta autoimmuunioireista saatuaan luuydinsiirrot korvaamaan oman luuytimen, joka oli tapettu suuriannoksisella kemoterapialla syövän hoitamiseksi. Veren muodostavien tai hematopoieettisten kloonattujen kantasolujen infuusiot saattavat ”käynnistää uudelleen” autoimmuunisairauksia sairastavien ihmisten immuunijärjestelmän.

Mutta ovatko kloonatut solut vai partenogeneesin kautta syntyvät solut epänormaaleja? Vain kliiniset solutestit osoittavat viime kädessä, ovatko tällaiset solut riittävän turvallisia rutiinikäyttöön potilailla, mutta kloonattuja eläimiä koskevat tutkimuksemme ovat osoittaneet, että kloonit ovat terveitä. Science-lehden 30. marraskuuta 2001 julkaisemassa lehdessä kerrottiin tähänastisesta menestyksestämme karjan kloonaamisessa. 30 kloonatusta nautakarjasta kuusi kuoli pian syntymän jälkeen, mutta loput ovat saaneet normaalit tulokset fyysisissä kokeissa, ja immuunijärjestelmän testit osoittavat, että ne eivät eroa tavallisista karjoista. Kaksi lehmästä on jopa synnyttänyt terveitä vasikoita.

Kloonausprosessi näyttää myös palauttavan ”ikääntyvän kellon” kloonatuissa soluissa siten, että solut näyttävät jollakin tavalla nuoremmilta kuin solut, joista ne ovat peräisin. kloonattiin. Vuonna 2000 kerroimme, että klomeroitujen vasikoiden kromosomien päissä olevat telomeeriset korkit ovat yhtä pitkiä kuin kontroll vasikoiden. Telomeerit yleensä lyhenevät tai vahingoittuvat organismin ikääntyessä. Terapeuttinen kloonaus voi tarjota ”nuoria” soluja ikääntyvälle väestölle.

Viime heinäkuussa raportti Rudolf Jaenisch, Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge, Massachusetts, ja hänen kollegansa saivat paljon huomiota, koska se havaitsi niin – kutsutut painovirheet kloonatuissa hiirissä. Painatus on eräänlainen leima, joka on asetettu monille nisäkkäiden geeneille ja joka muuttaa geenien kytkemisen päälle tai pois päältä riippuen siitä, ovatko geenit peritty äidiltä vai isältä. Leimausohjelma ”nollataan” yleensä alkion kehityksen aikana.

Vaikka leimauksella näyttää olevan tärkeä rooli hiirissä, kukaan ei vielä tiedä kuinka merkittävä ilmiö on ihmisille.Lisäksi Jaenisch ja hänen työtoverinsa eivät tutkineet hiiriä, jotka oli kloonattu aikuisten ruumiista otetuista soluista, kuten fibroblasteista tai kumpasoluista. Sen sijaan he tutkivat alkiosoluista kloonattuja hiiriä, joiden voidaan odottaa olevan vaihtelevampia. Tutkimukset, jotka osoittavat, että painatus on normaalia aikuisten soluista kloonatuilla hiirillä, ovat tällä hetkellä lehdistössä, ja ne tulisi julkaista tieteellisessä kirjallisuudessa muutaman kuukauden kuluessa.

Sillä välin jatkamme terapeuttisia kloonauskokeitamme kloonattujen tai partenogeneettisesti tuotettujen ihmisen alkioiden tuottamiseksi, jotka tuottavat kantasoluja. Tutkijat ovat vasta alkaneet hyödyntää tätä tärkeää resurssia.

Kirjailijat:

JOSE B. CIBELLI, ROBERT P. LANZA ja MICHAEL D. WEST ovat tutkimuksen varapuheenjohtaja, lääketieteellinen ja tieteellinen kehitys sekä Advanced Cell Technology, joka on yksityinen biotekniikkayhtiö Worcesterissä Massachusettsissa, toimitusjohtaja ja vastaavasti Cibelli sai DVM: nsä La Platan yliopistosta Argentiinasta ja hänen Ph.D. Massachusettsin yliopistosta Amherstissä. Hänen tutkimuksensa johti ensimmäisen kloonatun muuntogeenisen vasikan luomiseen vuonna 1998. Lanzalla on M.D. Pennsylvanian yliopistosta. Hän on entinen Fulbright-tutkija ja kirjoittaja tai toimittaja lukuisille suosituille ja tieteellisille kirjoille, mukaan lukien teksti Kudostekniikan periaatteet. Westillä on tohtori Baylor College of Medicine ja on erityisen kiinnostunut ikääntymisestä ja kantasoluista. Vuodesta 1990 vuoteen 1998 hän oli Geron Corporationin perustaja, johtaja ja varapuheenjohtaja Kalifornian Menlo Parkissa, jossa hän aloitti ja johti tutkimusohjelmia telomeerien (ikääntymisen aikana kutistuvien kromosomien päiden) biologiassa ja pyrkimyksissä johtaa ihmisen alkion kantasolut. Carol Ezzell on henkilökunnan kirjailija ja toimittaja. West in NatureBiotechnology, Voi. 17, nro 12, sivut 11711174; Joulukuu 1999.

Ydinsiirron käytön eettinen pätevyys ihmisen elinsiirroissa. Robert P.Lanza et ai. julkaisussa Journal of the American Medical Association, voi. 284, nro 24; 27. joulukuuta 2000.

Ihmisen alkion tutkimuskeskustelut: Bioetiikka kiistan pyörteessä. Ronald M.Green. Oxford University Press, 2001.

Artikkelimme koko teksti e-biomedissä: The Journal of Regenerative Medicine on luettavissa osoitteessa www.liebertpub.com/ebi