klonování reprodukční a terapeutické

1. 2013 Marek Vácha klonování reprodukční a terapeutické

2. Klony a klonování • „klon“ = (řec.) větvička, výhonek, ratolest. • buněčný klon = asexuální namnožení jediné buňky do kolekce geneticky totožných buněk. O • klonování genů= zdařilo se vytvořit mnoho identických kopií daného genu. • klonování organismů= postup, ve kterém se z jediné buňky rodičovského organismu vytvoří jeden nebo více geneticky identických nových organismů.

3. Klonování rostlin F.C. Steward in Cornell University in 1950s

4. Totipotence u rostlin

5. Hans Driesch, 1892

6. Hans Spemann, 1918

7. Robert Briggs a Thomas King, kolem 1950 "renukleovaná buňka"

9. John Gurdon, 1975 Xenopus levis když Gurdon použil jádra plně diferencovaných buněk střevního epitelu, méně než 2% oocytů se vyvinulo ve zdravého pulce Journal of Embryology and Experimental Morphology 34:93-112 (1975)

10. 2012: John Gurdon získává Nobelovu cenu klasický experiment byl publikován v roce 1962 "Myslím, že Gurdon se chce stát vědcem. Vzhledem k jeho současným výsledkům je to směšné." Gurdonův učitel biologie (1933 - )

11. Xenopus je evolučně primitivnější než Rana pipiens • Gurdon rovněž zjistil progresivní ztrátu potence s přibývajícím věkem pulce, i když buňky Xenopus si ponechávaly svou potenci déle než buňky Rana. • V experimentu Briggse a Kinga transplantovaná jádra z larválních buněk produkovala dospělce, zatímco v Gurodonových experimentech transplantovaná jádra dospělých buněk produkovala larvy (pulce).

12. Reprodukční klonovánítým Iana Wilmuta vytváří ovci Dolly v roce 1996 Skotští vědci provedli celkem 277 transferů jádra somatické buňky do ovčího oocytu. Implantovali 29 naklonovaných embryií a dosáhli narození jedné klonované ovce - Dolly.

13. Reprodukční a terapeutické klonování

14. 15/07/1996 - 14/02/2003Ovce Dolly

15. Dolly se narodila po 276 nezdarech...

16. Keith Campbell (1954 - October 5 2012 Keith Campbell (left) with Dolly, Fay Weldon (a journalist), and Ian Wilmut

17. KeithCampbell (1954 - 2012) • lidé jsou tvarováni prostředím stejně jako geny. • “Kdybyste měli 40 naklonovaných Hitlerů, pravděpodobně by to byli slušní lidé“ • Wilmut: Campbell si zasluhuje “66 %” slávy z Dolly.

18. Ovšem i ve stádu krav, naklonovaných ze stejné linie buněk, některé krávy jsou svým chováním dominantní a jiné submisívní. • (Reece, J.B., Urry, L.A., (2011) Campbell Biology. 9th. ed. Pearson Publication, Inc. , New York. p. 457)

19. CC • CC = Carbon Copy (=přesná kopie) • první naklonovaná kočka, CC, má podobně jako její matka kaliko kožich, ovšem barva a vzor jsou odlišné, díky náhodné inaktivaci X chromosomu, což je normální jev v průběhu embryonálního vývoje. • (Reece, J.B., Urry, L.A., (2011) Campbell Biology. 9th. ed. Pearson Publication, Inc. , New York. p. 460)

20. Compaction • Krátce po utvoření 8-mi buněčného embrya (kolem 4. dne po fertilizaci). zůstávají spolu blastomery volně spojeny • brzy poté se k sobě pevně přimknou, tak, aby byl maximalizován jejich kontakt a vytvoří kompaktní kulovitý útvar

21. Compaction • Toto pevné uspořádání je stabilizováno těsnými spoji, které se utváří mezi buňkami na povrchu, čímž je od okolního světa izolován vnˇitřek útvaru. • buňky tohoto kompaktovaného embrya se dělí, až vznikne 16-ti buněčná morula. • (Gilbert, S.C., Tyler, A.L., Zackin, E.J., (2005) Bioethics and the New Embryology. Sinauer Associates, Inc. W.H. Freeman & comp. Sunderland, MA U.S.A. p. 14)

22. Morula • se sestává s malého množství buněk uvnitř, obklopených větším počtem buněk na povrchu. • potomci těchto buněk na povrchu se stanou buňkami trophoblastu • buňky trophoblastu vytvoří chorion, embryonální část placenty. • buňky uvnitř vytvoří „inner cell mass“ (ICM) • ICM dá vzniknout embryu, se kterým je spojený žloutkový vak, allantois a amnion.

23. Terapeutické a reprodukční klonování

24. Terapeutické a reprodukční klonování

25. Therapeuticcloning: humans SCNT embrya raného stadia – den 2. Cytoplasma oocytu obsahující jádro buňky kůže nucleus Květen 2013. Dr. Shoukhrat Mitalipov pomocí SCNT je možno vytvořit buňky srdce, jater a nervové buňky

26. „Dárkyně oocytů obdržely jako kompenzaci mezi US$3,000–7,000 . (...) Vzhledem k tomu, že tato technika vyžaduje destrukci embrya, finance z NIH nemohou být použity pro tvorbu SCNT-odvozených buněk, což zpomaluje další klinický výzkum. „ http://www.nature.com/news/human-stem-cells-created-by-cloning-1.12983

27. Reprodukční klonování • 1996 ovce • 1997 myš • 1998 kráva • 2000 prase • 2002 kočka • 2005 pes • 2009 velbloud • částečné úspěchy s klonováním ohrožených či vymírajících druhů (Caprapyrenaica)

28. Capra pyrenaica „bucardo“ oficiálně prohlášena za vyhynulou v roce 2000 kdy poslední známý jedinec zahynul v severním Španělsku Z posledního živého exempláře byla provedena biopsie kůže v roce 1999. Fibroblasty byly poté zamraženy. celkem 439 embryí, narodilo se jedno mládě, které uhynulo minuty po narození http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19167744

29. klonovaná zvířata již byla i re-klonována • klonovaná zvířata se rovněž zvládnou rozmnožovat sexuálně, i když mnoho klonovaných samečků je sterilních (první úspěšné klony byly všechny samičky) • K.C., klonovaná kráva, která se narodila na University of Georgia z buňky již mrtvé krávy porodila v prosinci 2004 telátko Sunshine, které se zdá být ve všech směrech normální. • (Pierce, J., Randels, G., (2010) Contemporary Bioethics. Oxford University Press, NY, Oxford. p. 260)

30. 2007: první primátí (makak) embrya byla naklonována v Oregonu (Oregon NationalPrimate Center) • klony dosáhly stadia blastocysty. c • (Reece, J.B., Urry, L.A., (2011) Campbell Biology. 9th. ed. PearsonPublication, Inc. , New York. p. 461)

31. Problémy spojené s klonováním zvířat • Klonované myši jsou náchylné k obezitě, pneumonii, selhání jater a předčasné smrti • I klonovaná zvířata, která vypadají vypadají normálně, mají vysokou pravděpodobnost mírných defektů. • Důvody: • Regulace genové exprese je často výsledkem epigenetických změn v chromatinu, jako je acetylace histonů nebo metylace DNA. • DNA z klonovaných embryí má často více metylových skupin než má DNA z ekvivalentních buněk normálních embryí téhož druhu. • Reprogramování vložených jader požaduje resktrukturování chromatinu, které je v průběhu klonovacích procedur neúplné.

32. Klonování mamuta? • mamutí DNA by mohla být vložena do enukleovaného oocytu slona indického • použila by se buňka získaná z některého ze sibiřských mamutů zamrzlých v ledu • ovšem šance na získání neporušené DNA je extrémně nízká. • mohli bychom ji ovšem sekvenovat a pak de novo syntetizovat a neznámá místa doplnit "sloní" DNA (rozdíl mezi slonem a mamutem je cca na 400 000 místech) • a i kdybychom tuto intaktní DNA získali a vložili ji do oocytu slona indického, je třeba brát vážně fakt, že oba druhy se oddělily cca před 5 miliony lety a celá věc je podobná jako kdybychom chtěli zkřížit člověka a šimpanze. • velkým problémem je také získání sloního oocytu! • novinářsky např. http://www.nytimes.com/1999/10/29/us/cloning-of-mammoth-is-unlikely-an-expert-says.html, jinak na www.nature.com

33. ve výsledku neobdržíme možná mamuta, jako spíše "mamutovaného" slona • Pro další zájemce např. : Mammoth Genome Project: http://mammoth.psu.edu/ • www.nature.com • ...a další

34. Klonování Neandrtálců? • ...nebo spíše Denisovanů? • pokud by mamut mohl být vzkříšen, pak by to technicky mohlo být stejné s neandrtálci či spíše s Denisovany.

35. úmluvy a právní úpravy

36. Úmluva o lidských právech a biomedicíně • Dodatkový protokol • Článek 1 • 1. Každý zákrok, jehož účelem je vytvořit lidskou bytost, která je geneticky shodná s jinou lidskou bytostí, živou či mrtvou, je nepřípustný • 2. Pro účely tohoto článku výraz „geneticky shodná“ lidská bytost s jinou lidskou bytostí znamená lidskou bytost, která má s jinou lidskou bytostí společný jaderný soubor genů

37. VYSVĚTLUJÍCÍ ZPRÁVA K DODATKOVÉHO PROTOKOLU K ÚMLUVĚ NA OCHRANU LIDSKÝCH PRÁV A DŮSTOJNOSTI LIDSKÉ BYTOSTI V SOUVISLOSTI S APLIKACÍ BIOLOGIE A MEDICÍNY O ZÁKAZU KLONOVÁNÍ LIDSKÝCH BYTOSTÍ • 3. Záměrné klonování lidí představuje ohrožení lidské svébytnosti, neboť by mohlo vyústit ve vzdání se nepostradatelné ochrany před předurčením lidské genotypové sestavy třetí stranou. Další etické odůvodnění zákazu klonování lidských bytostí založeno především na lidské důstojnosti, která je zásahy ve formě umělého klonování lidí ohrožena. (…) Vzhledem k tomu, že přirozeně se projevující nová genetická kombinace pravděpodobně dává lidské bytosti více svobody než předurčená genetická sestava, je v zájmu všech lidí, aby byl zachován v podstatě náhodný charakter složení jejich vlastních genů.

38. UNESCO: Universal Declaration on the Human Genome and Human Rights11 November 1997 • nezavazujícíVŠEOBECNÁ DEKLARACEO LIDSKÉM GENOMU A LIDSKÝCH PRÁVECH

39. UNESCO: Universal Declaration on the Human Genome and Human Rights11 November 1997 Článek 11 Praktiky, které jsou v rozporu s lidskou důstojností, jako je reprodukční klonování lidských bytostí, nesmějí být povolovány. Státy a příslušné mezinárodní organizace se vyzývají, aby spolupracovaly při zjišťování takových praktik a stanovování opatření v národním i mezinárodním měřítku nezbytných pro zajištění, že budou respektovány zásady, vyjádřené v této Deklaraci.

40. Česká republikaod 1. dubna 2012 • V ČR je reprodukční klonování zakázáno zákonem 373/2011 (Zákon ze dne 6. listopadu 2011 o specifických zdravotních službách, Díl VI. §30 (2)), kde se stanoví: • „Každý postup, jehož účelem je vytvořit lidskou bytost, která má shodný lidský genom s jinou lidskou bytostí, a to živou nebo mrtvou, je zakázán.“ • http://www.mzcr.cz/Legislativa/dokumenty/vladni-navrh-zakona-o-specifickych-zdravotnich-sluzbach_5174_2428_11.html

41. etika reprodukčního klonováníargumenty pro a proti

42. obrana reprodukčního klonování • V roce 1997 členové Mezinárodní akademie Humanismu (International Academy of Humanism), včetně Francise Cricka, Richarda Dawkinse a Edwarda Wilsona podepsali prohlášení obhajující reprodukční klonování vyšších živočichů a člověka: • „Jaké morální otázky klonování člověka přináší? Některá světová náboženství učí, že lidské bytosti se fundamentálně liší od ostatních savců. Lidská přirozenost je těmito náboženstvími vnímána jako jedinečná a posvátná. Tato náboženství rozezleně brání vědeckému pokroku, který představuje vědomé riziko změny této ,přirozenostiʻ. Ale pokud může vědecký pokrok ukázat, lidská přirozenost se odlišuje pouze ve stupni, nikoli druhem, od přirozenosti, kterou nacházíme u vyšších živočichů.

43. obrana reprodukčníhoklonování • Bohatý lidský repertoár myšlenek, pocitů, aspirací a nadějí, zdá se, vychází z elektrochemických mozkových procesů a nikoli z nehmotné lidské duše, která by pracovala způsobem, který žádný přístroj nedokáže zaznamenat. (...) Názory na lidskou přirozenost, které vycházejí z naší kmenové minulosti, by se neměly stát primárním kritériem pro tvorbu morálních rozhodnutí týkajících se klonování. Potenciální zisk z klonování může být tak nesmírný, že by byla tragédie, kdyby starobylé teologické zábrany měly vést k odmítnutí klonování.“ • Furrow, D., (2004) Moral Soundings: readings on the crisis of values in contemporary life .Rowman and LIttlefield Publishers, Inc. Lanham, Maryland

44. Argumenty pro reprodukční klonování • pokud žena trpí závažnou mitochondriální chorobou, může otěhotnět darovaným oocytem (mitochondrie tedy budou z dárkyně), ze kterého bylo odstraněno jádro. Do tohoto oocytu může být transplantováno diploidní jádro buňky její nebo jejího partnera.

45. Argumenty pro reprodukční klonování Reprodukční klonování umožní neplodnému páru mít dítě • v případě, že pár odmítne heterologní fertilizaci a fakt, aby v dítěti byly geny cizího člověka. Klonované dítě sice nebude potomkem obou rodičů, avšak bude potomkem - klonem - alespoň jednoho rodiče Reprodukční klonování umožní vrátit zpět do života dítě, které zahynulo při autonehodě či jiné tragické události • podobně spíše novinářsky se uvádí možnost a výhodnost klonování dospělých osob tragicky zesnulých, životních partnerů, milovaných osob etc. Reprodukční klonování umožní replikace talentů mimořádných osobností • vědců, sportovců, myslitelů Reprodukční klonování je možno provést ze zvědavosti nebo za účelem dosažení určitého druhu nesmrtelnosti • např. Richard Dawkins by chtěl provést reprodukční klonování z pouhé zvědavosti. Jak by vypadal můj klon, pouze posunutý v čase?

46. Argumenty proti reprodukčnímu klonování • klonovaní lidé mohou čelit problémům identity a individuality • a to z proto, že jsou geneticky identičtí k lidem kteří již žili a mohou zde být tedy očekávání, aby byli svým životem podobní svým předkům • klonování může přispět k úpravám dětí (commodification) a ke komercionalizaci reprodukce • klonování může vést k eugenice a k upřednostňování určitých genetických znaků • může dojít ke zmatku v rodinných vztazích, kdy otec je zároveň "dvojčetem" svého syna, otec je tedy zároveň bratrem. • může dojít k rozjetí kluzkého svahu, což může vést ke genetickým vylepšováním a genetické kontrole nad nadcházejícími generacemi

47. Argumenty proti reprodukčnímu klonování • argument "otevřené budoucnosti" ("an open future") • tím, že rodiče zvolí dopředu genetický make-up dítěte, mohou popřít právo dítěte na otevřenou budoucnost. • reprodukční klonování likviduje rodiny - kam a ke komu by vlastně dítě mělo patřit? • kdo je bratr či sestra dítěte?

48. Argumenty proti reprodukčnímu klonování • neumíme to technicky • člověk má mít cíl-sám-v-sobě (end-in-herself) a nesmí se stát prostředkem • VIZ ale beztrestní rodiče, kteří od 2 – 3 let dělají ze svých dětí gymnastky, hokejisty nebo tenisty

49. Argumenty proti reprodukčnímu klonování • Ironií je, že lidé, kteří jsou toho názoru, že vědu nelze zastavit a sami sebe považují za znalé cest jimiž se ubírá svět, nemají sami ponětí o tom, jak funguje věda. Jsou to oni, a nikoli ti, kteří jsou proti klonování, kdo jsou naivní idealisté. • (King, D., (2003) Cloning? Yuk! In: Key Issues in Bioethics. (eds) Levinson, R., and Reiss, M.J., London, RotledgeFalmer, pp. 59-68)

50. Argumenty proti reprodukčnímu klonování • Harvardský filosof Hilary Putnam: "Každé dítě má právo být kompletním překvapením pro své rodiče."