Αρχική > βιολογία > Μικρό αφιέρωμα στην κλωνοποίηση

Μικρό αφιέρωμα στην κλωνοποίηση

Κύτταρα-κλώνοι για κάθε ασθενή!

Αμερικανοί επιστήμονες κατάφεραν από ένα κύτταρο να δημιουργήσουν 100 βλαστοκύτταρα, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θεραπευτικούς σκοπούς στον ίδιο τον δότη

ΓΙΑΝΝΗΣ ΔΕΒΕΤΖΟΓΛΟΥ, ΤΑ ΝΕΑ, 6.1011

 

image

Νέο κεφάλαιο στην ιστορία της Ιατρικής αναμένεται να ανοίξουν τα προσωπικά βλαστικά κύτταρα για ενηλίκους που κατάφεραν να δημιουργήσουν με επιτυχία αμερικανοί επιστήμονες, όπως ανακοινώθηκε χθες. Η νέα μέθοδος, σε συνδυασμό με επερχόμενες τεχνικές μεταμόσχευσης, φέρεται να έχει τη δυνατότητα να θεραπεύσει χρονίως πάσχοντες είτε από ανίατες ασθένειες, όπως είναι η νόσος του Πάρκινσον, η τύφλωση και ο νεανικός διαβήτης, είτε από σοβαρούς τραυματισμούς όπως είναι η παράλυση.

Σύμφωνα με την επιστημονική επιθεώρηση «Nature», επιστήμονες από Ιδρυμα Βλαστικών Κυττάρων της Νέας Υόρκης (NYSFC), κατάφεραν με μία νέα μέθοδο κλωνοποίησης να δημιουργήσουν βλαστοκύτταρα ασθενούς κατάλληλα για μεταμόσχευση. Αυτό σημαίνει ότι με νέες τεχνικές μεταμόσχευσης, στο κοντινό μέλλον, θα μπορούν να θεραπεύσουν τον ασθενή αφαιρώντας τα κύτταρα του οργάνου που νοσεί, είτε για παράδειγμα είναι παγκρεατικά στην περίπτωση του διαβήτη είτε νευρικά στην περίπτωση της νόσου του Πάρκινσον, και να τα αντικαθιστούν με υγιή, τα οποία θα είναι λειτουργικά. Επιπλέον, επειδή τα υγιή κύτταρα θα προέρχονται από τον ίδιο τον ασθενή, δεν θα υπάρχει πρόβλημα απόρριψης του μοσχεύματος.

Οι επιστήμονες ήδη γνώριζαν πως για να ολοκληρώσουν το επίτευγμά τους θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουν τη μέθοδο της κλωνοποίησης. Ωστόσο, έλειπαν κάποια βασικά κομμάτια του «παζλ».

Με την κλασική κλωνοποίηση, όπως αυτή χρησιμοποιήθηκε για να γεννηθεί το πρώτο θηλαστικό, η προβατίνα Ντόλι, το κύτταρο που λαμβάνεται από κάποιο σημείο του σώματος, όπως είναι το δέρμα, εισάγεται σε ένα ωάριο που έχει αφαιρεθεί ο πυρήνας του προκειμένου να μπορεί να διαιρεθεί και να παράγει εμβρυϊκά κύτταρα (βλαστικά). Το πρόβλημα σε αυτή την περίπτωση ήταν όταν η ανάπτυξη των εμβρυϊκών κυττάρων σταματούσε, είχαν παραχθεί μέχρι 12 βλαστοκύτταρα, τα οποία όμως οι επιστήμονες δεν είχαν τη δυνατότητα να αξιοποιήσουν. Για κάποιους «τεχνικούς» λόγους θα έπρεπε να παραχθούν περισσότερα από 100 βλαστοκύτταρα.

ΝΕΑ ΜΕΘΟΔΟΣ. Ετσι, προχώρησαν το έργο τους με μία νέα, τροποποιημένη μέθοδο κλωνοποίησης. Εισήγαγαν το δερματικό κύτταρο στο ωάριο, διατηρώντας όμως τον πυρήνα του. Τα αποτελέσματα ήταν «συγκλονιστικά», όπως εξηγούν οι ίδιοι, καθώς η ανάπτυξη δεν σταμάτησε στα 12 βλαστοκύτταρα. Το ωάριο μετατράπηκε σε βλαστοκύστη, δηλαδή δημιουργήθηκε μία «μήτρα» που έτεκε περίπου 100 εμβρυϊκά κύτταρα, τα οποία οι επιστήμονες πλέον μπορούν να χρησιμοποιήσουν θεραπευτικά.

«Κάποια εξειδικευμένα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος, όπως είναι τα νευρικά, δεν διαθέτουν την ικανότητα να αναπαράγονται, όπως γίνεται με τα δερματικά, και έτσι όταν υποστούν βλάβη προκαλούν και την αντίστοιχη νόσο. Εάν όμως καταφέρναμε να τα αναπρογραμματίσουμε, όπως κάναμε σε αυτή την περίπτωση με τη δημιουργία βλαστοκυττάρων από τον ίδιο τον ασθενή, θα μπορούν να αναπτυχθούν και να αντικαταστήσουν οποιοδήποτε κύτταρο έχει βλάβη, δίνοντας τη δυνατότητα αντιμετώπισης της νόσου ή ακόμη και πλήρους θεραπείας», εξηγεί ο Ντάιτερ Εγκλι ένας εκ των δύο επιστημόνων που ήταν υπεύθυνοι της νέας ανακάλυψης.

Κατά την εφαρμογή η μέθοδος αναμένεται να παρουσιάσει αρκετά ακόμη προβλήματα, αλλά οι ειδικοί δηλώνουν σίγουροι ότι έχουν κάνει το μεγαλύτερο βήμα για μία νέα τάξη πραγμάτων στο θεραπευτικό πεδίο των χρόνιων νόσων.

Η ιδέα για τη νέα τεχνική, πάντως, δεν ήταν τον αμερικανών ειδικών. Το 2004 ο νοτιοκορεάτης επιστήμονας Γου Σουκ Χουάνγκ ήταν ο πρώτος που ισχυρίστηκε ότι δημιούργησε βλαστικά κύτταρα από ανθρώπινα κλωνοποιημένα έμβρυα, όμως αποδείχθηκε ότι είχε παραποιήσει τα στοιχεία, κοινώς είχε διαπράξει απάτη.

 

Σχολείο

Κλωνοποίηση «γεννά» ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα

Ανήκουν στους ίδιους τους ασθενείς και δίνουν ελπίδα για θεραπεία νόσων όπως ο διαβήτης

Θ. Τσώλη, ΤΟ ΒΗΜΑ 05/10/2011, 22:20

Κλωνοποίηση «γεννά» ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα

Με χρήση «τροποποιημένης» κλωνοποίησης τα έμβρυα που προέκυψαν και περιείχαν το γενετικό υλικό των ασθενών έφθασαν ως το στάδιο της βλαστοκύστης η οποία αποτελεί πηγή εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων

Λονδίνο

Για πρώτη φορά παγκοσμίως ερευνητές του Εργαστηρίου του Ιδρύματος για τα Βλαστικά Κύτταρα της Νέας Υόρκης (NYSFC) παρήγαγαν ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα «κομμένα και ραμμένα» στα μέτρα του κάθε ασθενούς χρησιμοποιώντας τη διαδικασία της κλωνοποίησης. Οι επιστήμονες εισήγαγαν, όπως αναφέρουν με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Nature» , τους πυρήνες ενήλικων δερματικών κυττάρων που ανήκαν σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 1 σε ωάρια που ανήκαν σε δότριες.

Σύμφωνα με τους ειδικούς το νέο επίτευγμα είναι σημαντικό καθώς αυτού του είδους τα κύτταρα που θα ανήκουν στον κάθε ασθενή θα μπορούν μελλοντικά να μεταμοσχεύονται στον οργανισμό του και να αντικαθιστούν ιστούς που εμφανίζουν βλάβη εξαιτίας διαβήτη ή άλλων ασθενειών όπως η νόσος του Πάρκινσον και η νόσος Αλτσχάιμερ. Και όλα αυτά χωρίς να ελλοχεύει ο κίνδυνος απόρριψης του μοσχεύματος από το ανοσοποιητικό σύστημα.

Τροποποιημένη κλωνοποίηση

Προκειμένου να επιτύχουν την παραγωγή των βλαστικών κυττάρων οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τροποποιημένη μέθοδο κλωνοποίησης. Με βάση την παραδοσιακή μέθοδο σωματικής πυρηνικής μεταφοράς (όπως αυτή που χρησιμοποιήθηκε για τη γέννηση του πρώτου κλωνοποιημένου θηλαστικού, της προβατίνας Ντόλι στο Ινστιτούτο Ρόσλιν της Σκωτίας) το ενήλικο σωματικό κύτταρο εισάγεται σε ένα απύρηνο ωάριο.

Oι αμερικανοί ερευνητές εισήγαγαν όμως το ενήλικο δερματικό κύτταρο στο ωάριο χωρίς να αφαιρέσουν προηγουμένως τον πυρήνα του. Η μέθοδος φάνηκε να αποδίδει: επετεύχθη ο επαναπρογραμματισμός του ενηλίκου κυττάρου το οποίο επέστρεψε σε ένα πρώιμο, πολυδύναμο στάδιο. Στη συνέχεια δημιουργήθηκαν σειρές εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων που προέρχονταν από το ωάριο που περιείχε το γενετικό υλικό του ασθενούς.

Για ποιον λόγο οι επιστήμονες από τη Νέα Υόρκη επέλεξαν αυτήν την «πειραγμένη» μέθοδο κλωνοποίησης; Πολύ απλά, επειδή η συμβατική φάνηκε να αποτυγχάνει. Όταν αρχικώς αφαίρεσαν το γενετικό υλικό του ωαρίου και το αντικατέστησαν με τα χρωμοσώματα του ενηλίκου δερματικού κυττάρου, το ωάριο διαιρέθηκε, όμως δεν ξεπέρασε το στάδιο των 6-12 κυττάρων.

Ωστόσο, όταν η διαδικασία ακολουθήθηκε χωρίς να αφαιρεθεί ο πυρήνας του ωαρίου, υπήρξε μεγαλύτερη ανάπτυξη του ωαρίου, το οποίο έφθασε στο στάδιο της βλαστοκύστης (στο στάδιο δηλαδή των περίπου 100 κυττάρων που αποτελεί πηγή για λήψη εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων).

Σοβαρά προβλήματα

Βέβαια η τακτική αυτή συνδέεται με σοβαρά προβλήματα. Τόσο το ωάριο όσο και το σπέρμα διαθέτουν από ένα σετ χρωμοσωμάτων, τα οποία μετά τη γονιμοποίηση συνδυάζονται. Ετσι ο άνθρωπος διαθέτει δύο αντίγραφα του κάθε χρωμοσώματος. Με τη νέα τεχνική όμως προστίθεται σε αυτό το «μείγμα» και το γενετικό υλικό του ωαρίου που χρησιμοποιείται για την κλωνοποίηση – άρα ένα επιπλέον αντίγραφο. Τις περισσότερες φορές τα έμβρυα που δεν διαθέτουν τον σωστό αριθμό χρωμοσωμάτων δεν αναπτύσσονται καθόλου.

Οι ερευνητές χρειάζεται να καταφέρουν να παραγάγουν εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα τα οποία θα περιέχουν μόνο το DNA του δότη, κάτι που δεν έχει επιτευχθεί μέχρι τώρα.

Όπως ανέφερε ο επικεφαλής της μελέτης δρ Ντίτερ Εγκλι «τα κύτταρα που δημιουργήσαμε δεν μπορούν να έχουν αυτή τη στιγμή θεραπευτική χρήση. Τα αποτελέσματα είναι πρώιμα ωστόσο τα θεωρούμε ως ένα βήμα στον μεγάλο δρόμο της δημιουργίας εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων που θα ανήκουν στους ίδιους τους ασθενείς. Γνωρίζουμε πλέον μέσω αυτής της μελέτης ότι ένα ανθρώπινο ωάριο μπορεί να μετατρέπει ένα εξειδικευμένο ενήλικο κύτταρο, όπως το δερματικό, σε βλαστικό κύτταρο. Ελπίδα μας είναι ότι θα καταφέρουμε τελικώς να υπερπηδήσουμε τα υπάρχοντα εμπόδια και να χρησιμοποιήσουμε βλαστικά κύτταρα που θα ανήκουν στον κάθε ασθενή για τη θεραπεία νόσων όπως ο διαβήτης».

Σημειώνεται ότι το 2004 ο νοτιοκορεάτης επιστήμονας Γου-Σουκ Χουάνγκ ήταν ο πρώτος που ισχυρίστηκε ότι δημιούργησε βλαστικά κύτταρα από ανθρώπινα κλωνοποιημένα έμβρυα που περιείχαν κύτταρα των ίδιων των ασθενών. Οι ισχυρισμοί του όμως καταρρίφθηκαν καθώς αποδείχθηκε ότι είχε παραποιήσει τα στοιχεία που παρουσίασε στην επιστημονική κοινότητα. 

Σχολείο

Δημιουργία ανθρωπίνων βλαστοκυττάρων με κλωνοποίηση

http://www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ, 6.10.11

Για πρώτη φορά δημιουργήθηκαν ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα με κλωνοποίηση.

Επιστήμονες στις ΗΠΑ κατόρθωσαν για πρώτη φορά, μετά από αρκετά χρόνια αποτυχημένων προσπαθειών, κάνοντας χρήση μιας τεχνικής κλωνοποίησης, να δημιουργήσουν εξατομικευμένα ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα, ένα επίτευγμα που θα μπορούσε μελλοντικά να οδηγήσει σε νέες θεραπείες διαφόρων ασθενειών, όπως το Πάρκινσον και ο διαβήτης. Πάντως, σύμφωνα με τους επιστήμονες, χρειάζονται ακόμα νέες βελτιώσεις, μέχρι η τεχνική να έχει πρακτική αξία για τους ασθενείς.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Ντίτερ Έγκλι του Εργαστηρίου του Ιδρύματος Βλαστικών Κυττάρων της Νέας Υόρκης, που παρουσίασαν τη σχετική εργασία στο περιοδικό «Nature», σύμφωνα με το BBC, τους «Τάιμς της Νέας Υόρκης» και το «Science», πήραν γενετικό υλικό από δερματικά κύτταρα ενός ενηλίκου και το μετέφεραν σε ωάρια από νεαρές υγιείς και γόνιμες γυναίκες. Αυτό το ωάριο αναπρογραμματίστηκε και δημιούργησε ένα έμβρυο στο πρώιμο στάδιο της βλαστοκύστης (την πέμπτη ημέρα, όταν περιέχει έως 100 κύτταρα), από όλου ελήφθησαν τα βλαστοκύτταρα, τα οποία έχουν τη δυνατότητα στη συνέχεια να μετατραπούν σε άλλα είδη κυττάρων, όπως καρδιάς, νεύρων, οστών, ήπατος κ.α.

Η τεχνική ονομάζεται «μεταφορά πυρήνα σωματικών κυττάρων» και είναι πολλά υποσχόμενη για την ιατρική, ενώ αποτελεί εξέλιξη της μεθόδου με την οποία κλωνοποιήθηκε από ενήλικο κύτταρο, το 1996, το πρώτο θηλαστικό, το διάσημο πρόβατο «Ντόλι». Το πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι χρησιμοποιεί κύτταρα του ίδιου του ασθενούς και έτσι θεωρείται πιθανότερο ότι τα νέα εξειδικευμένα κύτταρα που θα προκύψουν από τα βλαστικά, με στόχο να αντικαταστήσουν κάποια κατεστραμμένα (π.χ. της καρδιάς μετά από έμφραγμα ή αυτά που δεν παράγουν πια ινσουλίνη λόγω διαβήτη), δεν θα απορριφθούν από τον ανθρώπινο οργανισμό.

Όμως τα βλαστικά κύτταρα περιείχαν όχι μόνο δύο ομάδες χρωμοσωμάτων (και άρα γονίδια) από τον αρχικό ενήλικα, αλλά και μία τρίτη ομάδα χρωμοσωμάτων από τη δότρια του ωαρίου, άρα τα έμβρυα και τα βλαστικά κύτταρά τους δεν ήσαν πραγματικοί κλώνοι. Έτσι, όπως είπε ο Έγκλι, προς το παρόν η τεχνική δεν είναι ακόμα έτοιμη για θεραπευτική χρήση, καθώς οι παραγόμενες γραμμές βλαστοκυττάρων, επειδή περιέχουν τρεις ομάδες χρωμοσωμάτων, δεν είναι συμβατές με τους ιστούς του δότη-ασθενούς. Για αυτό, στο μέλλον οι επιστήμονες θα πρέπει να παράγουν εμβρυικά βλαστικά κύτταρα που να περιέχουν DNA μόνο του δότη, απορρίπτοντας τα χρωμοσώματα του ωαρίου και κρατώντας μόνο τις δύο ομάδες χρωμοσωμάτων του αρχικού σωματικού (π.χ. δερματικού) κυττάρου, που προέρχεται από τον ασθενή.

Το νέο επίτευγμα εξάλλου αναζωπυρώνει τις αντιδράσεις όσων αντιτίθενται στην κλωνοποίηση και στην χρησιμοποίηση εμβρυικών βλαστοκυττάρων, για ηθικούς, κοινωνικούς και ιατρικούς λόγους.

Σχολείο

Cloned human embryo makes working stem cells

Researchers begin to identify past problems with cloning technique.

David Cyranoski, NATURE, 5.10.11

cells

Blastocysts created by somatic cell nuclear transfer can be a source of embryonic stem cells.The New York Stem Cell Foundation

Scientists at the New York Stem Cell Foundation Laboratory have reprogrammed an adult human egg cell to an embryonic state using cloning technology and created a self-reproducing line of embryonic stem cells from the developing embryo. In so doing, they have managed a feat that has at times been thought impossible, then inevitable, then completed, then incomplete and unfeasible. Their work is published today in Nature1.

It is not the end-all experiment that scientists aiming to create embryonic stem cells have been hoping for — the embryos are not true clones, because the DNA of the stem-cell line does not match that of the patient who donated cells — but it is a step in that direction and addresses some of the problems that have flummoxed experiments.

Human error

In 1996, the birth of Dolly the sheep showed that it was possible to put DNA from an adult into an egg cell to create a clone. Since then, researchers have tried for what they hoped would be an easier goal: creating a stem-cell line from a cloned human embryo that could be used either for research or to develop tissue for therapy.

It proved difficult, and not just in humans. Despite efforts, only experiments in a few mammals, including mice and rhesus macaques produced cloned embryonic stem-cell lines. When it came to humans, researchers didn’t have unfettered access to the key resource, eggs — at least not in the numbers that they needed to tweak the finicky procedure for human biology.

One group said they had done it. In 2004, Woo Suk Hwang, then a biologist at Seoul University, claimed to have produced a viable cloned human embryo. But his results had been faked: it transpired that his group had used up more than 2,000 unethically obtained eggs in misguided and fraudulent experiments. No lessons were learned, and questions over the legality and morality of using eggs in research slashed the supply.

“Human eggs do indeed have the magic we thought they did!”


The need for cloning was called into question in 2006 by the creation of induced pluripotent stem (iPS) cells, adult cells reprogrammed to have the developmental potential of an embryo by the introduction of a few genetic factors to the cell rather than the use of an entire egg. iPS cells seemed to achieve the same thing as cloned embryonic stem cells with far fewer ethical sticking points. But over the past few years, they have been found to differ from embryonic stem cells in subtle but important ways that affect their development.

Step by step

In conventional cloning techniques, researchers remove the single set of chromosomes from an unfertilized egg, inject the two sets from a patient’s adult cell and try to get the introduced DNA to drive the egg towards embryonic development. But such cells usually stop developing after a few divisions.

Dieter Egli, a researcher at the New York Stem Cell Foundation Laboratory who led the latest study1, started from scratch. His group ran a series of experiments using 270 eggs from 16 donors, isolating the three key events of conventional cloning techniques to see which was causing the problem. The culprit turned out to be removing the egg’s DNA. So the group left it in, the reprogramming worked and an embryo — albeit one with an extra set of chromosomes from the egg — developed to the blastocyst stage, comprising 70–100 cells, from which stem cells can be derived.

Egli says he was surprised "that it actually worked. Our result really proves the technical hurdles can be overcome."

Clone of contention

"Human eggs do indeed have the magic we thought they did!" says Robert Lanza, chief scientific officer at Advanced Cell Technology, a company based in Santa Monica, California, that develops therapies using stem-cell technology. "This study clearly shows the enormous power of this technology." But he is cautious about this particular experiment. He says the method has never been tried before "because it’s of no clinical relevance"; the stem cells produced, with their extra set of chromosomes, are not compatible with the patient’s tissue.

Miodrag Stojkovic, a cloning expert at the University of Kragujevac in Serbia, echoes these concerns. "These are abnormal cells and therefore are a very limited tool to understand early human development," he says, adding that cloned embryonic stem cells need a normal set of chromosomes before they can properly be compared with iPS cells.

Still, reports about problems with iPS cells are growing, and the latest work will motivate the search for a ‘more natural’ method of reprogramming using cloning.

Egli’s group is trying a number of different approaches to remove the egg’s DNA and create a viable embryo, including the use of other cell types and methods used to increase efficiency in iPS cell derivation. He will be scouring the egg’s chromosomes for "so far unknown factors required for development to the blastocyst stage" that cannot be replaced by the adult cell’s chromosomes.

Lanza suspects that the real problem is that removing the chromosomes from the egg requires taking out the spindle apparatus that enables cell division. "Unlike in some other species, these are critical for an embryo to continue to divide. That’s the problem, and that’s why human cloning hasn’t worked to date," he says.

  • References

    1. Noggle, S. et al. Nature 478, 70-75 (2011).
  1. Δεν υπάρχουν σχόλια.
  1. No trackbacks yet.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: