Historia badań nad klonowaniem i komórkami macierzystymi

- W 1938 roku w książce "Embyonic Development and Induction" emerytowany laureat medycznego Nobla z 1935 r. Hans Spemann zaproponował "fantastyczne" doświadczenie. Miało ono polegać na usunięciu jądra komórkowego niezapłodnionej komórki jajowej i zastąpieniu go jądrem z komórki rozwiniętego zarodka. Argumentował, że dzięki temu można będzie zaobserwować czy doprowadzi to do rozwoju całego organizmu. Choć technika transferu jądrowego nie istniała w tamtym czasie rozważania Spemanna utorowały jej drogę w przyszłości.

- Spemann nie żył już od 11 lat, kiedy w 1952 r. Robert Brigges i Thomas King ogłosili, że udało im się wyhodować kilkadziesiąt zarodków żaby Rana pipiens i kilkadziesiąt kijanek dzięki technice transferu jądrowego z komórek jelita kijanki do jaj pozbawionych własnego jądra. Jednak wielu naukowców miało wątpliwości czy te doświadczenia faktycznie zakończyły się sukcesem.

- W 1962 r. sir John B. Gurdon jako pierwszy odniósł sukces w klonowaniu - udało mu się wyhodować dorosła żabę Xenopus laevis dzięki transferowi jądra komórkowego z komórki nabłonkowej jelita kijanki do jaja pozbawionego własnego jądra. Za to osiągnięcie uczony otrzymał Nagrodę Nobla z medycyny i fizjologii w 2012 r.

- W latach 80. XX wieku kilka zespołów naukowców, w tym Niemiec Karl Illmensee razem Amerykaninem Peterem Hoppe ogłosiło, że udało im się sklonować pierwsze ssaki - myszy. Eksperymenty te były jednak później kwestionowane, gdyż nikomu nie udało się ich powtórzyć.

- W lipcu 1995 r. Ian Wilmut i Keight Cambell z Instytutu Roslin Uniwersytetu w Edynburgu (Szkocja) ogłosili, że udało im się "stworzyć" owce Megan i Morag - pierwsze ssaki sklonowane ze zróżnicowanych już, ale jeszcze zarodkowych komórek.

- W lutym 1997 r. naukowcy z Roslin Institute w Edynburgu poinformowali, że po raz pierwszy udało im się sklonować ssaka z całkowicie zróżnicowanej komórki pobranej z dorosłego organizmu. Najsłynniejsza na świecie owca - Dolly urodziła się 5 lipca 1996 r. Metoda, którą zastosowano do jej "stworzenia" nie opierała się na transferze jądrowym, ale na fuzji dwóch komórek - pozbawionej uprzednio własnego jądra komórki jajowej z komórką wymienia 6-letniej owcy. Narodziny Dolly dowiodły, że możliwe jest odróżnicowanie materiału genetycznego z dorosłych komórek do stanu embrionalnego. Owca została matką pierwszy raz w 1998 r. Uśpiono ją w 2003 r. z powodu postępującej choroby płuc.

- W lipcu 1997 r. w Roslin Institute urodziła się Polly - owca sklonowana z komórek zarodkowych z wstawionym dodatkowym genem dla ludzkiego czynnika krzepnięcia krwi IX. W ten sposób wraz z mlekiem owca produkowała lek dla chorych na hemofilię.

- 20 stycznia 1998 r. pierwszy raz pokazano George\'a i Charliego, byczki uzyskane przez naukowców z Uniwersytetu Massachusetts (USA) dzięki połączeniu metod klonowania i inżynierii genetycznej.

- W lipcu 1998 r. naukowcy z Uniwersytetu Hawajskiego w Honolulu ogłosili, że udało im się sklonować myszy metodą transferu jądra. Do komórek jajowych przenoszono jądra z komórek warstwy ziarnistej otaczającej rozwijający się w jajniku oocyt.

- W kwietniu 1999 r. genetycy z Tufts University w stanie Massachusetts sklonowali trzy zmienione genetycznie kozy, produkujące w mleku białka wykorzystywane w leczeniu chorób układu krążenia.

- W styczniu 2000 r. naukowcy z Oregon Health Sciences University w Portland poinformowali, że sklonowali rezusy przez rozdzielenie zarodka we wczesnym stadium rozwoju i wszczepianie jego fragmentów do narządów rodnych matki zastępczej.

Jednocześnie japońscy badacze ogłosili, że sklonowali byka, wykorzystując w tym celu komórkę pobraną z klonu. Był to pierwszy przypadek klonu, który powstał ze sklonowanego dużego ssaka.

- Do dziś udało się sklonować wiele ssaków - świnię (2000 r.), zagrożonego wyginięciem bizona indyjskiego (2000) oraz muflona europejskiego (przy współpracy naukowców z Polski i Włoch), kota (2001), królika, jelenia, konia i szczura (2003), psa o imieniu Snuppy (2005 r.), wilka (2007).

Największe kontrowersje - przede wszystkim natury etycznej - budzi jednak klonowanie ludzi. Naukowcy są zgodni, że nie ma ono większego zastosowania praktycznego.

- Na początku XXI wieku pojawiały się sensacyjne doniesienia na temat klonowania ludzi, by umożliwić bezpłodnym parom posiadanie potomstwa. W 2001 roku poinformowali o tym zarówno włoski lekarz dr Severino Antinori, jak i amerykański lekarz cypryjskiego pochodzenia Panayiotis Zavos. Jednak późniejsze informacje na temat narodzin sklonowanych dzieci nie zostały potwierdzone.

Celem doświadczeń nad klonowaniem zarodków ludzkich jest obecnie pozyskiwanie komórek macierzystych, które - pod wpływem odpowiednich sygnałów chemicznych - mogą przekształcić się w komórki praktycznie każdej tkanki czy organu dorosłego organizmu człowieka. Ale nawet te badania budzą silny sprzeciw niektórych środowisk, m.in. katolickich. Co więcej, na razie nie przyniosły one spektakularnych efektów.

- W 2004 r. grupa południowokoreańskich naukowców pod kierunkiem Hwang Woo-suka poinformowała o uzyskaniu pluripotentnych komórek macierzystych ze sklonowanych ludzkich zarodków na bardzo wczesnym etapie rozwoju. Rok później okazało się jednak, że doświadczenie to, które wydawało się być najbardziej zaawansowane i wiarygodne, zostało sfałszowane.

Dlatego obecnie największe nadzieje wiąże się z badaniami laureata medycznego Nobla 2012 prof. Shinya Yamanaki z uniwersytetu w Kyoto.

Udało mu się po raz pierwszy cofnąć w rozwoju dorosłe komórki tkanki łącznej (fibroblasty) pobrane ze skóry myszy. W 2006 r. uczony dokonał tego wprowadzając do fibroblastów zaledwie cztery geny. Komórki, które dzięki temu cofnęły się do stanu niezróżnicowanego nazwano indukowanymi komórkami pluripotentnymi (iPS). Można z nich wyhodować nowe, wyspecjalizowane komórki skóry, kości, naczyń krwionośnych, nerwów czy mięśni nie niszcząc zarodka.

W swoich późniejszych eksperymentach japoński naukowiec powtórzył sukces na fibroblastach ludzkich (2007), które pobrał ze skóry twarzy 38-letniej kobiety.

W ostatnich latach pojawia się coraz więcej wyników badań nad próbami zastosowania komórek iPS w medycynie.

PAP - Nauka w Polsce

jjj/