Új Szó, 2002. január (55. évfolyam, 1-26. szám)
2002-01-09 / 7. szám, szerda
ÚJ SZÓ 2002. JANUÁR 9. TÉMA: KLÓNOZÁS Nincs tisztázva, hogy genetikai szempontból mennyire teljes értékűek a megszületett egyedek Megbetegedett a klónkirálynő Illusztrációs felvétel A világ első testi sejtből klónozott emlőse, Dolly bárány megbetegedett ízületi gyulladásban szenved - számolt be a sajtó néhány nappal azután, hogy bejelentteték a szenzációs hírt: egy biotechnológiai cég olyan sertéseket klónozott, amelyek egy gén hiánya miatt áttörést jelenthetnek a fajok közötti szervátültetés terén. ÖSSZEFOGLALÓ A szkeptikusok és az állatvédők a hírek kapcsán ismét a klónozás ellen tiltakoznak, Wilmut professzor, Dolly „papája” azonban átfogó vizsgálatsorozatot sürget. A „papa“ szerint lehetetlen eldönteni, hogy a klónozási eljárás áll-e a betegség háttérében. Az 1997-es év nagy áttörés volt az állati klónozás területén: ekkor született meg - 277. próbálkozás eredményeképpen - a skóciai Roslin Intézetben az első testi sejtből klónozott emlősállat, a híres Dolly bárány. Azóta több száz hasonló kiónt hoztak létre lan Wilmut professzor Dollyval (Fotó: internet) ÖSSZEÁLLÍTÁS Két biotechnológiai cégnek is sikerült olyan sertéseket klónozni, amelyek egy gén hiánya miatt áttörést jelenthetnek a fajok közötti szervátültetés terén. Az öt híres újszülött sertésklón - Noel, Angel, Star, Joy és Mary - 2001. december 25-én született. A nőivarú állatok előállítása a sertések klónozásában élenjáró PPL Therapeutics nevű biotechnológiai cég nevéhez fűződik, amely a Dollyt is létrehozó, a klónozásban általában világszínvonalú skóciai Roslin Intézettel összefüggő amerikai üzleti vállalkozás. Az első klónozott sertések megszületését a PPL Therapeutics 2000 tavaszán jelentette be, majd körülbelül egy évvel később létrehozta az első genetikailag módosított kiónokat is. Ezek az állatok olyan sejtekből fejlődtek, amelyekhez egy fajidegen gént adtak (transzgénikus egyedek). Egy hónappal később, 2001 májusában a BresaGen Ltd. ausztrál cég is bejelentette klónozott sertések létrehozását. A most született állatok azonban eddig egyedülállóak abban, hogy genetikai szempontból úgynevezett kiütött (knock-out) egyedek. Ez azt jelenti, hogy sejtjeik egyik génjét mesterségesen „kikapcsolták”, vagyis elhallgattatták. Igen lényeges a kiütött gén típusa is. Működőképes állapotában ugyanis olyan hatást fejt ki, amelynek következtében az emberi szervezet kilökné magából az átültetésre kerülő, sertésekből származó szerveket vagy szöveteket. Ezzel meg is érkeztünk a PPL Therapeutics egyik hosszú távú gyóvilágszerte: birkákat, szarvas- marhákat, egereket, sertéseket és kecskéket. A klónozási technika jelenlegi alacsony hatékonysága mellett (fajtól függően 2-10%) a fő probléma az, hogy nincs tisztázva: genetikai szempontból mennyire teljes értékűek és egészségesek a megszületett egyedek. Az állati klónozás jelenleg még számos technológiai és biológiai jellegű problémával küzd. Ezek közül a legfontosabbak az embriók létrehozásának kis hatékonysága, a béranyába való beültetést követően pedig a korai vetélések gyakorisága, a vemhesség és a szülés során fellépő különféle problémák, illetve az utód születési és fejlődési rendellenességei. A számok fajonként jelentős eltéréseket mutatnak. Ha az állati klónozás két legfontosabb alanya, a birkák és a szarvasmarhák esetét vizsgáljuk, akkor a felnőtt sejtekből készített embriók és az egészséges kiónok arányát figyelembe véve átlagosan 2, illetve 10%-os hatékonyságról beszélhetünk. A fejlődési rendellenességek jelentős része nem is magához a magzathoz, hanem a méhlepényhez kapcsolódhat. Kissé félrevezető az „egészséges kiónok” kifejezés is, mivel jellemző, hogy a felnőtt sejtéből klónozott állatok körülbelül 40%-ban immunrendszeri problémákkal és súlyfelesleggel jönnek a világra (szarvasmarhák esetében például a felnőtt testi sejtekből klónozott állatok átlagos születési súlya 53 kg, szemben a kontrollként használt, mesterséges megtermékenyítési eljárással készített állatoknál, ahol ez átlagosan 44,5 kg), lan Wilmut professzor számolt be a BBC-nek, hogy a híres klón ízületi gyulladásban szenved. Nem zárta ki, hogy a betegség a klónozás következménye, bár mint elmondta, „erre a kérdésre soha nem fogjuk megtudni a választ”. Egyelőre ugyanis nincs gyászán (és üzleti) céljához, az ún. xenotranszplantációhoz (vagyis a fajok közötti szövet- és szervátültetéshez). A krónikus emberi szervhiány egyik megoldását számos kutató a sertésekben látja. Szerveik mérete általában megfelelő az emberbe történő átültetéshez. Bár a főemlősök közelebbi rokonságban állnak velünk, kis utódszámuk és etikai megfontolások miatt nem jönnek szóba e tekintetben (persze a sertések jogain is lehet vitatkozni). Az egyik fő problémát a kilökődés jelenti, emiatt próbálkoznak az ezért felelős sertésgének kiütésével. Amennyiben azonban ezt sikerül megnyugtatóan megoldani, még mindig fennáll Sokan inkább a sejt-terápia fejlesztését támogatják. az állati vírusokkal történő meg- fertőződés veszélye, ami miatt sokan nem tartják elfogadható megoldásnak a xenotranszplantációt, s inkább az emberi őssejtekre alapuló sejtterápia fejlesztése mellett törnek lándzsát. A PPL Therapeutics mindenesetre már ezeket az állatokat szeretné felhasználni az emberi cukor- betegség gyógyítását célzó kísérleteiben. Először főemlősökbe, majd kedvező eredmények esetén - legkorábban négy év múlva - emberekbe szeretne átültetni sertésekből származó inzulintermelő sejteket. Sikeres eljárás esetén óvatos becslések szerint is több milliárd dolláros üzletről van szó. A szervátültetések alapvető probolyan módszer, amelynek segítségével meg lehetne állapítani, hogy normális tenyésztés esetén is megjelent volna-e a kór. Az ízületi gyulladás ilyen korú birkákban nem áll példa nélkül, bár viszonylag ritka. Wilmut átfogó vizsgálatsorozatot sürget a klónozott állatok egészségi állapotának minél szélesebb körű felmérésére. A kutató hangsúlyozta, hogy egy nagyon fiatal és nagyon ígéretes technikáról van szó, amelyben óriási gyógyászati lehetőségek rejlenek. A klónozásnak jelenleg nagyobb jelentősége van az úgynevezett transzgénikus (vagyis egy másik fajból átültetett génnel vagy génekkel rendelkező) állatok létrehozása, mint genetikailag azonos állatok (például egy jó tejhozamú szarvasmarha) előállítása szempontjából. A transzgénikus lémája, hogy a befogadó szervezet immunrendszere idegenként azonosítja a donortól kapott szervet, így megtámadja és sokszor kilöki. Az egyik módszer e probléma enyhítésére az immunrendszer mesterséges gyengítése, amely azonban a fertőzésekkel szemben is igen sebezhetővé teszi az amúgy is legyengült beteget. A másik módszer azon alapul, hogy a beültetett szerv (szövet) sejtjeiben úgy módosítanak bizonyos géneket, hogy azok ne váltsanak ki immunválaszt. E módosítás azt jelenti, hogy e géneket gyakorlatilag kikapcsolják, „kiütik”. A probléma az, hogy egy normális módon született sertés esetében ezt a feladatot lehetetlen egy-egy szerv minden egyes sejtjében elvégezni. Ha azonban a módosítás egy olyan sejtben történik, amelyből aztán az egész állatot klónozzák, akkor annak minden sejtje, így szerve és szövete is „kiütött” lesz, vagyis immunválasz kiváltása nélkül ültethető be az emberi szervezetbe. A PPL Therapeutics sajtóközleményében arról számol be, hogy a kiütött gén az alfa-l,3-galakto- zil-transzferáz nevű enzimet kódoló gén. Ez az enzim felelős azért, hogy a sertéssejtek felszínére bizonyos cukorláncok kerüljenek. Az emberi immunrendszer sejtjei e cukorláncok „letapogatásával” azonosítják idegenként a sertéssejteket, s perceken belül megkezdik ellenük a támadást. Könnyen belátható tehát, hogy a gén működésének hiánya az enzim hiányához, az enzim hiánya a sejtfelszíni cukorláncok hiányához, ez pedig az immunválasz elmaradásához, illetve jelentős gyengüléséhez vezet, (i-t, o-o) állatok hagyományos előállítási módja - az idegen gének kifejlett szervezetbe való bejuttatása - ugyanis csak körülbelül 10%-ban hatékony, míg a bejuttatni kívánt gént már eleve tartalmazó testi sejt klónozásával a módszer 100%-os hatékonyságú. Az állatok klónozásának egyik legfőbb célja jelenleg az, hogy minél hatékonyabban, minél kevesebb embrió felhasználásával állítsanak elő olyan állatokat, amelyek tejükben nagy mennyiségben termelnek emberi gyógyhatású fehérjéket és humán ellenanyagokat. Nyilvánvaló, bár az állati klónozás rohamléptekkel fejlődik, jelenleg még olyan komolyak a biológiai és technikai jellegű problémák, hogy normális ember egyelőre nem foglalkozhat az emberi klónozásnak még a gondolatával sem. Az őssejtek és a klónozás 2000 eleje - A Science maga-' zin 2000 elején az elmúlt évek egyik legnagyobb tudományos eredményeként üdvözölte azt a felfedezést, miszerint emberi embriókból nyert őssejteket laboratóriumi körülmények között is lehetséges tenyészteni. 2001 júliusa - Az „őssejtvadászat” első nagy botránya a Kelet-Virginiai Orvosi Egyetem Jones Intézetéből robbant ki: a kutatók először a világon végeztek mesterséges megtermékenyítést azzal a céllal, hogy az így kialakuló embriókból az igen értékes őssejteket szaporítsák. Az esemény felháborodást váltott ki világszerte. 2001. augusztus 6. - Severi- no Antinori olasz embriológus bejelentése szerint 200 önkéntes pár készen áll a szaporodási célú klónozási kísérletekre. 2001. augusztus 9. - George Bush amerikai elnök bejelentette: szigorú korlátozó feltételek mellett hozzájárul az embrionális őssejtekkel kapcsolatos kísérletek szövetségi forrásokból történő anyagi támogatásához. 2001. november 25. - Az Advanced Cell Technology nevű amerikai cég közölte az utóbbi évek kutatási eredményeit, amelyek segítségével szerintük nagy hatékonysággal válhat lehetővé az emberi embrionális őssejtek kutatási célokra történő előállítása. A cég szóvivői hangsúlyozták: gyógyászati célú, klónozásról van szó, nem pedig a teljes emberi szervezet létrehozását célzó reproduktív klónozásról, s hogy ezek csak előzetes eredmények. (i-t) A tudósok a génkezelt állatokat szeretnék felhasználni a gyógyítását célzó kísérletekben Az első kiütött sertések ÖSSEJTFORRÁSOK Két módszer Emberi pluripotens sejteket jelenleg két forrásból lehet nyerni: Mindkét módszert állati modelleken fejlesztették ki. 1. Az embriócsomó pluripotens őssejtjeinek közvetlen kinyerése a hólyagcsírából (Thomson). A hólyagcsíra-állapotú embriók mesterséges megtermékenyítési kísérletek feleslegben maradt termékei. Az embriókat tehát szaporodás céljára állítják elő, nem kutatásokra. 2. Pluripotens őssejtek kinyerése elvetélt magzatokból (Gearhart). A donortól itt is beleegyezés szükséges. A sejteket az ősi- varszervek területéről veszik ki (a magzat azon szöveteiből, amelyekből a petefészkek, illetve a herék fejlődtek volna ki). Valójában minden olyan módszer szolgáltathat pluripotens őssejt-forrásokat, amely hólyagcsírát, illetve embriócsomót hoz létre. Éppen ezért a nukleáris transzfert (maganyag-átvitelt) alkalmazó, „klasszikus” klónozási technológia is szóba jöhet megoldásként. Ez esetben egy petesejtet megfosztanak sejtmagjától (ezáltal genetikai anyagától), majd az üres peteburkot egyesítik egy komplett testi sejttel. Az így létrejövő sejt képes egy új egyeddé fejlődni (lásd Dolly), vagyis totipotens. E klónozással létrehozott totipotens sejt osztódása tehát kialakítja a hólyagcsíra állapotot is, amelyből pluripotens őssejtek nyerhetők. Az őssejtek előállításának másik megoldása lehet, hogy felnőtt szervezet elkötelezett, differenciált sejtjeiből közvetlenül nyerünk őssejteket. Az őssejtek felhasználási lehetőségei Az izgalmas sejtterápia ORIGO Az embrionális őssejtek (olyan sejtek, amelyek életük végéig megőrzik osztódási képességüket, s még bármilyen, vagy legalábbis számos sejttípus kialakulhat belőlük) sejtkultúrákban történő tenyésztése és vizsgálata számos okból alapvető fontosságú a biológia- és orvostudomány számára. A következőkben ezek áttekintése következik. 1. Az embrionális fejlődés vizsgálata Az embrionális fejlődés legkorábbi szakaszának méhen belüli tanulmányozása ma még megoldhatatlan feladat. Az embrionális őssejtek laboratóriumi vizsgálatával érthetjük meg, müyen folyamatok játszódnak le e fontos fázisban. A legfontosabb cél azoknak a szabályozó mechanizmusoknak a feltárása, amelyek a sejtek differenciálódásához vezetnek. Hogyan dől el, hogy egy őssejt müyen irányban fejlődik tovább, s a szervezet mely sejttípusa alakul ki belőle? Ma már tudjuk, hogy e folyamatok középpontjában gének sokaságának szabályozott ki- és bekapcsolódása áll, de keveset tudunk magukról a génekről, Uletve az őket aktiváló és inaktiváló tényezőkről. Több igen súlyos betegség, például a rák vagy a fejlődési rendellenességek hátterében a nem megfelelően működő sejtosztódási és sejtdifferenciálódási folyamatok állnak. A normális sejtfolyamatok alaposabb feltárásával reményünk lehet arra, hogy a jövőben korrigálni tudjuk az üyen jellegű hibákat. 2. Gyógyszerek hatásmechanizmusának tesztelése Az embrionális őssejtek felhasználása alapvető változást hozhat a gyógyszerek emberi sejteken történő kipróbálásában, mivel drámai módon kibővülhet a laboratóriumban tenyésztett emberi sejtvonalakon alkalmazott tesztek minőségének és mennyiségének köre. Jelenleg a sejtek hiánya e tekintetben még komoly problémát okoz. Az őssejtekből tetszőleges mennyiségben kitenyésztett emberi sejtekkel azoban elérhető lenne, hogy az állatkísérletek, majd a klinikai próbák csak azután kezdődjenek meg, ha az adott gyógyhatású anyag már sikeresnek bizonyult a laboratóriumi sejtvonalakon. Magukon az őssejteken pedig azt tesztelhetjük, hogy egyes kémiai anyagok milyen elváltozásokat okoznak, így csökkenthető lenne a születési rendellenességek száma. 3. Sejtterápia (sejttranszplantáció) Az embrionális őssejtekkel folytatott kísérletek legizgalmasabb, a jövő orvostudománya számára legtöbbet ígérő felhasználási lehetősége a sejtterápia vagy sejttranszplantáció. Az első ponttal ellentétben ez - legalábbis részben - a felnőtt (multipotens) őssejtekre is igaz. A sejtterápia lényege, hogy a beteg szervezet hibásan működő, részben elpusztult, esetleg teljesen hiányzó sejtjeit kívülről, egészséges sejtek bejuttatásával pótolják. Rengeteg betegség hátterében bizonyos sejttípusok hibás működése vagy kóros megfogyatkozása áll. A jelenlegi transzplantációs eljárások során egész szerveket vagy szöveteket ültetnek át, a rendelkezésre álló donorok (szervadók) száma azonban jóval a kívánt mennyiség alatt marad. Az őssejtek szaporításával és fejlődésük hányának meghatározásával elvileg bármilyen sejttípus bármekkora mennyiségben létrehozható. Az így kialakítható, állandóan megújuló szövetbankokkal számos betegség számtalan áldozatán lehetne segíteni. Csak néhány példa: Parkinson- és Alzheimer-kór, idegrendszeri sérülések, agyvérzés, égési sérülések, szívbetegségek, cukorbetegség, csontritkulás, reumás betegségek. Szinte alig van olyan terület, ahol a sejtterápia ne lenne alkalmazható. A legkézenfekvőbb és valószínűleg elsőként elérhető alkalmazások olyan betegségeket gyógyíthatnak, amelyeknél egy bizonyos sejttípus már jól ismert hibájáról (vagy hiányáról) van szó - például a Parkinson-kórt vagy az I. típusú cukorbetegséget a dopamin-, illetve az inzulintermelő sejtek pótlásával. Az őssejtek felhasználási lehetőségei Gyógyszerek«^— hatásmechanizmusának tesztelése Tenyésztett embrionális sejtek (sejtklónozás) ....Az embrionális fejlőd és vizsgálata Csontvelő Sejtterápia (sejt-transzplantáció) Idegsejtek Szívizomsejtek Inzulintermelő sejtek
