A következő lépés olyan nők toborzása volt, akik hajlandóak petesejteket adni a klónozási eljáráshoz, és gyűjtenek sejteket a klónozandó egyedektől (a donoroktól). A klónozási folyamat egyszerűnek tűnik, de a siker sok apró tényezőtől függ, amelyek közül néhányat még nem értik. Az alapvető nukleáris transzfertechnikában a tudósok rendkívül finom tűvel szívják ki a genetikai anyagot egy érett petesejtből. Ezután a donor sejt magját (vagy néha egy egész sejtet) injektálnak a magházba, és inkubálják. különleges körülmények között, amelyek megosztásra és növekedésre késztetik.

Azt találtuk, hogy a nők anonim módon hajlandóak tojással hozzájárulni a kutatásunkhoz, reklámok elhelyezésével a Boston környéki kiadványokban . Csak 24 és 32 év közötti nőket fogadtunk, akiknek legalább egy gyermekük volt. Érdekes módon javaslatunk a nők egy másik csoportját vonzotta, mint azokat, akik in vitro megtermékenyítés céljából felhasználhatják a petesejteket a terméketlen párokhoz. Azokat a nőket, akik válaszoltak a hirdetéseinkre, motiválta, hogy petéiket adják kutatásra, de sokakat nem érdekelt volna, hogy petéjükből olyan gyermeket szüljenek, amelyet soha nem látnak. (A donorokat toborozták és a petesejteket Ann A. Kiessling-Cooper, a Duncan Holly Biomedical munkatársa vezette csapat gyűjtötte össze a masserville-i Somerville-ben. Kiessling szintén részt vett a petesejt-közreműködőkkel kapcsolatos etikai kérdésekről.)

Arra kértük a potenciális petesejt-közreműködőket, hogy végezzenek pszichológiai és fizikai vizsgálatokat, ideértve a fertőző betegségek szűrését is, annak biztosítására, hogy a nők egészségesek legyenek, és hogy a járulékos petesejtek ne befolyásolják hátrányosan őket. 12 nővel kötöttünk ki, akik jó jelöltek voltak a tojások beadására. Időközben számos más névtelen személytől vettünk bőrbiopsziát, hogy izoláljuk a fibroblasztoknak nevezett sejteket a klónozási eljáráshoz. A fibroblaszt-donorok csoportjába különböző életkorú emberek tartoznak, akik általában egészségesek, vagy olyan rendellenességeik vannak, mint a cukorbetegség vagy a gerincvelő sérülései, olyan emberek, akik valószínűleg részesülnek a terápiás klónozásból.

Első klónozási kísérletünk tavaly júliusban történt. . Minden kísérlet időzítése a tojással járó nők menstruációs ciklusaitól függ; a donoroknak több napon keresztül hormoninjekciókat kellett beadniuk, hogy a normál egy vagy kettő helyett egyszerre tíz vagy több petesejt petesejtje legyen.

Sikeresen csillogtunk a kísérletek harmadik ciklusában, amikor az injektált fibroblaszt magja osztódni látszott, de soha nem hasított két különálló sejtet alkotva. Tehát a következő ciklusban úgy döntöttünk, hogy megcsináljuk a Teruhiko Wakayama és munkatársai, azok a tudósok, akik 1998-ban létrehozták az első klónozott egereket. (Wakayama akkor a Hawaii Egyetemen volt, és most az Advanced Cell Technology-nál tart.) a peték egy részét a szokásos módon a bőr fibroblasztjaiból származó magokkal fecskendeztük be, a többieknek olyan petefészek sejteket fecskendeztünk, amelyeket kumulusz sejteknek neveztünk, amelyek általában a petefészkében fejlődő petéket táplálják, és amelyek az ovuláció után még mindig a tojásokhoz tapadnak. A gomoly sejtek olyan kicsik, hogy egészben beadhatók. Végül hét önkéntestől összesen 71 petesejtre volt szükség, mire előállítottuk az első klónozott korai embriónkat. A nyolc petesejtből, amibe kumulusz sejteket injektáltunk, kettőt felosztva négy sejt korai embrióinak kialakítására, az egyik pedig legalább hat sejtté fejlődött, mielőtt a növekedés leállt.

Parthenogenezis

IGÉNYBEN IS MEGHATÁROZOTTUK, hogy arra késztethetjük az emberi petesejteket, hogy korai embriókká váljanak anélkül, hogy sperma megtermékenyítené őket, illetve hogy donorsejt beoltanák és befecskendezik őket. Bár az érett petesejtekben és a spermiumokban általában csak egy tipikus testsejt genetikai anyaga van, annak megakadályozása érdekében, hogy az embrió a fogantatást követően kettős génkészlettel rendelkezzen, a petesejtek genetikai komplementjüket viszonylag későn felezik érési ciklusuk végén. Ha az adott szakasz előtt aktiválják, akkor is megőrzik a gének teljes készletét.

Az ilyen parthenogenetikusan aktivált sejtekből származó őssejtek nem valószínű, hogy elutasításra kerülne a transzplantáció után, mert nagyon hasonlítanának a beteg saját sejtjeihez, és nem termelnének sok olyan molekulát, amely ismeretlen lenne a személy immunrendszerében. (Nem lennének azonosak az egyes sejtekkel a petesejtek és a spermiumok képződése során mindig előforduló géncserélés miatt.) Az ilyen sejtek kevesebb erkölcsi dilemmát is felvethetnek egyes emberek számára, mint a klónozott korai embriókból származó őssejtek.

Egy forgatókönyv szerint egy szívbeteg nőnek saját petesejtjeit gyűjthetik és aktiválhatják a laboratóriumban, hogy blasztocisztákat hozzanak létre. A tudósok ezután a növekedési faktorok kombinációjával a blasztocisztákból izolált őssejteket kószálhatják, hogy olyan laboratóriumi edényekben növekvő szívizomsejtekké váljanak, amelyeket vissza lehet ültetni a nőbe, hogy befoltozzák a szív egy beteg területét. Az ember kezelésére szolgáló őssejtek létrehozása az androgenesis nevű hasonló technikával bonyolultabb lenne. De előfordulhat, hogy két magot visznek át a hímivarsejt spermájából egy olyan petesejtbe, amelytől elvonták a sejtmagját.

A kutatók korábban arról számoltak be, hogy az egerek és a nyulak petéit arra késztették, hogy osztódjanak embriókká különböző vegyi anyagoknak kitéve. vagy fizikai ingerek, például áramütés. Elizabeth J. Robertson, aki jelenleg a Harvard Egyetemen dolgozik, már 1983-ban bebizonyította, hogy a partenogenetikus egér embriókból izolált őssejtek sokféle szövetet alkothatnak, ideértve az idegeket és az izmokat is.

Parthenogenezis kísérleteink során 22 tojást tettünk ki olyan vegyi anyagoknak, amelyek megváltoztatták a sejtek belsejében az ionoknak nevezett töltött atomok koncentrációját. Öt nap tenyészedényekben történő növesztés után hat tojásból blasztocisztáknak tűntek, de nem egyértelműen tartalmazzák az úgynevezett belső sejttömeget, amely őssejteket hoz létre.

Miért tettük

VAGYUNK A NAPRA, amikor képesek leszünk felajánlani a parthenogenezisből származó terápiás klónozást vagy sejtterápiát a beteg betegek számára. Jelenleg erőfeszítéseink az idegrendszeri és a szív- és érrendszeri betegségekre, a cukorbetegségre, az autoimmun rendellenességekre, valamint a vér- és csontvelőt érintő betegségekre összpontosítanak.

Ha sikerült klónozott embriókból idegsejteket nyerni, reméljük, hogy nemcsak a sérült gerincvelőket gyógyítjuk meg, hanem olyan agyi rendellenességeket is kezelünk, mint például a Parkinsons-betegség, amelyben az agysejtek halála okozza az úgynevezett anyagot. A dopamin ellenőrizhetetlen remegéshez és bénuláshoz vezet. Az Alzheimer-kór, a stroke és az epilepszia is hozzájárulhat ehhez a megközelítéshez.

A cukorbetegség kezelésére szolgáló inzulintermelő hasnyálmirigy-szigetsejtek mellett a klónozott embriókból származó őssejteket szívizomsejtekké is lehet állítani a pangásos szív terápiájaként. szívritmuszavarok és aritmia.

Egy potenciálisan még érdekesebb alkalmazás magában foglalhatja a klónozott őssejtek arra ösztönzését, hogy differenciálódjanak a vér és a csontvelő sejtjeivé. Autoimmun rendellenességek, mint például a sclerosis multiplex és a reumás ízületi gyulladás, amikor az immunrendszer csontvelőben keletkező fehérvérsejtjei megtámadják a test saját szöveteit. Előzetes tanulmányok kimutatták, hogy az autoimmun betegségben is szenvedő rákos betegek enyhültek az autoimmun tünetek után, miután csontvelő-transzplantációkat kaptak saját velőik pótlására, amelyeket nagy dózisú kemoterápiával öltek meg a rák kezelésében. A vérképző vagy vérképző klónozott őssejtek infúziói “újraindíthatják” az autoimmun betegségben szenvedő emberek immunrendszerét.

De vajon normálisak-e a klónozott sejtek vagy a parthenogenezis során keletkezett sejtek? Csak a sejtek klinikai tesztjei mutatják meg végső soron, hogy az ilyen sejtek elég biztonságosak-e a betegek rutinszerű használatához, de klónozott állatokkal végzett vizsgálataink kimutatták, hogy a klónok egészségesek. A Science 2001. november 30-i számában beszámoltunk a szarvasmarhák klónozásával kapcsolatos eddigi sikereinkről. 30 klónozott szarvasmarhából hat nem sokkal a születés után elhunyt, a többieknek azonban normál eredményeik voltak a fizikai vizsgálatokon, immunrendszerük tesztjei azt mutatják, hogy nem különböznek a szokásos szarvasmarháktól. A tehenek közül kettőnek egészséges borja is született.

Úgy tűnik, hogy a klónozási folyamat visszaállítja a klónozott sejtekben az „öregedési órát”, így a sejtek valamilyen szempontból fiatalabbnak tűnnek, mint azok a sejtek, amelyekből származnak. klónozták. 2000-ben beszámoltunk arról, hogy a klomerált borjak kromoszómáinak végén a telomerész sapkák ugyanolyan hosszúak, mint a kontroll borjakéi. A telomerek általában lerövidülnek vagy károsodnak, amikor egy szervezet öregszik. A terápiás klónozás “fiatal” sejteket eredményezhet az idősödő népesség számára.

Rudolf Jaenisch, a Masshead-i Cambridge-i Whitehead Biomedical Research Institute és munkatársai tavaly júliusi beszámolója és munkatársai nagy figyelmet kaptak, mert így találtak. – úgynevezett lenyomathibák klónozott egerekben. Az imprinting egy olyan típusú bélyegző, amelyet sok emlős génre helyeznek, amely megváltoztatja a gének be- vagy kikapcsolását attól függően, hogy a géneket az anyától vagy az apától örökölték-e. Az imprinting programot általában “visszaállítják” az embrionális fejlődés során.

Bár az imprinting fontos szerepet játszik az egerekben, még senki sem tudja, mennyire jelentős a jelenség az emberek számára.Ezenkívül Jaenisch és munkatársai nem vizsgálták a felnőttek testéből vett sejtekből, például fibroblasztokból vagy gomoly sejtekből klónozott egereket. Ehelyett embrionális sejtekből klónozott egereket vizsgáltak, amelyek várhatóan változékonyabbak. A felnőtt sejtekből klónozott egerekben a nyomda normálisnak bizonyul, jelenleg sajtóban vannak, és ezeket néhány hónapon belül közzé kell tenni a tudományos irodalomban.

Közben folytatjuk terápiás klónozási kísérleteinket klónozott vagy partenogenetikus úton előállított emberi embriók előállítására, amelyek őssejteket hoznak létre. A tudósok csak most kezdték el használni ezt a fontos forrást.

A SZERZŐK:

JOSE B. CIBELLI, ROBERT P. LANZA és MICHAEL D. WEST kutatási alelnök, a orvosi és tudományos fejlődés, valamint az Advanced Cell Technology, egy magántulajdonban lévő biotechnológiai vállalat Worcesterben, Massachusettsben, elnöke és vezérigazgatója. Cibelli megkapta DVM-jét az argentin La Plata Egyetemről és Ph.D. az amhersti Massachusettsi Egyetemről. Kutatása 1998-ban az első klónozott genetikailag módosított borjak létrejöttéhez vezetett. Lanza a Pennsylvaniai Egyetemen van M.D. Korábbi Fulbright-tudós, számos népszerű és tudományos könyv szerzője vagy szerkesztője, beleértve a Szövetmérnöki alapelvek szöveget. West PhD fokozattal rendelkezik. a Baylor Orvostudományi Főiskolától, és különösen az öregedés és az őssejtek iránt érdeklődik. 1990 és 1998 között a Geron Corporation alapítója, igazgatója és alelnöke volt a kaliforniai Menlo Parkban, ahol kutatási programokat indított és irányított a telomerek biológiájával (az öregedés során zsugorodó kromoszómák végei) emberi embrionális őssejtek. Carol Ezzell munkatárs író és szerkesztő.

TOVÁBBI FEDEZZÉKEK:

A nukleáris transzfer felhasználásának kilátásai az emberi transzplantációban. Robert P. Lanza, Jose B. Cibelli és Michael D West in NatureBiotechnology, Vol. 17. szám, 12. szám, 11711174. oldal; 1999. december.

A nukleáris transzfer használatának etikai érvényessége az emberi transzplantációban. Robert P. Lanza és mtsai. Journal of the American Medical Association, Vol. 284. szám, 24. sz. 2000. december 27.

Az emberi embriókutatás vitái: Bioetika a viták örvényében. Ronald M. Green. Oxford University Press, 2001.

Cikkünk teljes szövege az e-biomed-ben: A Journal of Regenerative Medicine megtekinthető a www.liebertpub.com/ebi oldalon.