Uspešno terapevtsko kloniranje odraslih človeških celic

Ameriško-korejska ekipa raziskovalcev je uspešno izvedla postopek prenosa genskega materiala iz celice odraslega človeka v neoplojeno jajčno celico, ki se je nato po električni aktivaciji začela deliti. Na ta način so leta 1996 klonirali najbolj znano ovco Dolly na svetu, za ljudi pa je ta postopek uporaben zlasti za gojenje nadomestnih tkiv, ne za kloniranje celotnih posameznikov. O postopku pišejo v Cell Stem Cell.

Enak postopek je priznana skupina Mitalipova z Univerze v Oregonu izvedla lani (članek, erratum), a z bistveno razliko, da so genski material pridobili iz fetusov. Letos pa je ta ista ekipa enako dosegla s celicami iz odraslih miši. Nove raziskave pa dokazujejo, da starost darovalca DNK ni toliko pomembna, kot je kakovost jajčec (pri naravni oploditvi je to znano že od prazgodovine); gre za nadaljevanje dela iz leta 2007, ko je ekipa Mitalipova prikazala dokaz koncepta (oregonski protokol).

Postopek je na načelni ravni razmeroma preprost, a ima težave s ponovljivostjo in uspešnostjo. Izolirati je treba jedro somatske celice, medtem ko jedro jajčne celice odstranijo. Potem previdno prenesejo prvo jedro v jajčno celico, počakajo od pol ure (po oregonskem protokolu) do dve uri (v novem članku) in z električnimi pulzi celico aktivirajo, da se začne deliti. Pri postopku reproduktivnega kloniranja se to celico vsaditi v maternico nadomestne matere in po nekaj poizkusih se je leta 1996 kot prvi sesalec tako rodila Dolly. Na ljudeh tečejo postopki terapevtskega kloniranja, ko aktivirano celico gojijo v kulturi in jo z ustreznimi kemikalijami in pogoji prepričajo, da se diferencira v tisto vrsto celic, ki jih potrebujemo.

V aktualnem članku sta vzorca DNK (torej somatske celice) prispevala 35- in 75-letni moški. Ključno je bilo preprečiti, da bi se jajčece prehitro začelo deliti, saj se mora novo jedro aklimatizirati na pogoje v novi (tuji) celici. Če se začne deliti prehitro, umre, zato so delitev ustavili s kofeinom. Delali so na 77 jajčecih in polovico so jih aktivirali po pol ure (oregonski protokol), polovica pa po dveh urah. Večina jih je umrla, preživela pa sta dva primerka iz druge skupine. To pomeni, da je bil uspeh odstotka približno petodstoten, kar je vzpodbudno. Ključno je torej, da imajo celice dovolj časa, da se jedro prilagodi novemu okolju in da je jajčna celica dovolj kakovostna (še vedno ni znano, zakaj so jajčne celice nekaterih ljudi bolj primerne za ta postopek kot drugih).

V luči zadnjih prevar pri pripravi induciranih matičnih celic (to ni isti postopek!) in odkritja južnokorejske prevare iz leta 2006 pri podobnem postopku je zadnje odkritje pomirjujoče, saj neposredno potrjuje navedbe iz leta 2007. Če smo se v zadnjih škandalih kaj naučili, je to gotovo nujno ponavljanje vseh eksperimentov v zvezi z matičnimi celicami in kloniranjem. Nova variacija oregonske metode je torej delujoča.

Nova metoda obeta veliko zato, ker gre za enega izmed treh načinov za pridelavo nadomestnih tkiv v prihodnosti. Leta 1998 je James Thomson odkril metodo za pripravo matičnih celic iz človeških blastocist, kar je bil prvi primer izolacije človeških matičnih celic. Pridobivali so jih človeških zarodkov, nastalih pri in vitro oploditvi, kar je sprožilo veliko polemik, ker zarodke pri postopku uničijo. Prav tako jih ni prav lahko dobiti v večjih količinah. Drugi način so inducirane pluripotentne matične celice. V laboratoriju japonskega raziskovalca Shinye Yamanake so leta 2006 ugotovili, kako jih lahko pripravijo iz odraslih diferenciranih celic z aktivacijo štirih genov, za kar si je Yamanaka predlani delil Nobelovo nagrado. Prednost tega postopka je nedestruktivnost, saj ne uničuje nobenih zarodkov, hkrati pa ni težko dobiti nekaj milijonov telesnih celic, zato tudi nizka uspešnost ni ovira. Težava je, da proženje dediferenciacije nazaj v matične celice terja uporabo kemikalij ali virusov za aktivacijo štirih genov (letošnje odkritje, kjer to naj ne bi bilo potrebno, se je izkazalo za prevaro) in da se na ta način dedujejo tudi defekti v mitohondrijski DNK.

Terapevtsko kloniranje to težavo odpravlja, saj mitohondrijsko DNK prinese darovano jajčece (kar ima lahko kakšne druge probleme z združljivostjo). Glavni problem te tehnike pa je nizka uspešnost, saj neoplojenih jajčec ni mogoče dobiti v velikih (milijonskih) količinah. Povsem politični problem te tehnike pa je, da so prvi koraki enaki kot pri reproduktivnem kloniranju, ki je na ljudeh prepovedano, zato ZDA in številne evropske države tega ne financirajo. To je razlog, da je področje terapevtskega kloniranja slabše raziskano kot pridobivanje induciranih matičnih celic.