Клонирование человека

Введение

Клонирование — это процесс получения генетически идентичных организмов или клеток.

В последние десятилетия достижения в области репродуктивной и терапевтической генной инженерии вызвали интерес к возможности клонирования человека. Несмотря на технический прогресс, данная область вызывает множество этических и правовых вопросов.

Клонирование человека представляет собой одну из наиболее спорных и этически сложных областей современной биотехнологии. С развитием методов генной инженерии и репродуктивной медицины возникла возможность получения генетически идентичных копий - клонов - человеческих организмов. Первые эксперименты в области клонирования животных, такие как успешное создание овцы Долли в 1996 году, продемонстрировали техническую осуществимость этой процедуры и вызвали широкий общественный и научный интерес. Однако, несмотря на значительные достижения, практика клонирования человека остается вне закона во многих странах ввиду этических, правовых и социальных вопросов, связанных с идентичностью, правами и возможными негативными последствиями для здоровья.

С древних времен человека интересовало создание подобного себе неестественным путем.

Люди проводили эксперименты, никак не связанные с наукой, теша себя мыслью, что когда-нибудь он сможет создать точную копию себя [3].

Сейчас наука шагнула далеко вперед. Развивается молекулярная генетика, позволяющая культивировать «в пробирке» клетки и даже ткани животных. Появилась возможность генной терапии некоторых заболеваний человека, а последнее десятилетие XX века ознаменовалось еще одним важным событием - достигнут огромный прогресс в клонировании животных из соматических клеток.

Разработанные методы клонирования животных пока не идеальны. Главной проблемой (кроме высокой сложности клонирования) является высокая смертность плода. Однако, по результатам опроса, около 7% граждан США согласились бы участвовать в экспериментах по клонированию. Результаты Методы клонирования Методы трансплантации ядер В нашей стране Б. В. Конюховым и Е. С. Платоновым в 1985 г. был разработан метод менее травматического переноса ядер методом микроманипуляции. Он протекает в два этапа: сначала тонкой микропипеткой прокалывают зоны пеллюцида и плазматической мембраны и извлекают пронуклеусы, а затем другой пипеткой, большего диаметра (12 мкм) в то же отверстие вводят диплоидное ядро донора. В этом случае меньше травмируется цитоплазма зиготы и транспортируемое ядро донора.

Трансплантация ядер может осуществляться и другим способом, с использованием цитохалазинов (веществ, синтезируемых грибами).

Цитохалазин-В разрушает структуру микрофиламентов и способствует уникальному расположению ядра. Ядро остается соединенным с клеткой тоненьким стебельком цитоплазмы. При центрифугировании этот мостик разрывается, образуются безъядерные клетки (цитопласты) и кариопласты, представляющие собой ядра, окруженные тонким слоем цитоплазмы и цитоплазматической мембраной. Цитопласты отделяют от интактных клеток в градиенте плотности. Они сохраняют способность прикрепляться к поверхности культурального сосуда и могут быть использованы для слияния с кариопластами других клеток с целью получения жизнеспособной клетки.

Методы выделения кариопластов несколько сложнее и включают в себя ряд операции по центрифугированию, разделению в градиенте плотности и т.д. В некоторых случаях к смеси клеток и кариопластов добавляют частицы тантала диаметром 1–3 мкм. Они проникают в клетки и никогда в кариопласт, поэтому более тяжелые клетки осаждаются быстрее кариопластов [4].

Цитопласты содержат все виды органелл, присущие нормальной клетке, сохраняют способность прикрепляться к субстрату, образовывать складчатую мембрану, передвигаться, осуществлять пиноцитоз.

Кариопласты окружены тонким слоем цитоплазмы (около 10% от всей клеточной цитоплазмы), содержат компактный эндоплазматический ретикулум, несколько митохондрий и рибосом. У некоторых клеточных линий 1/10 кариопластов способна восстановить весь утраченный объем цитоплазмы и восстановиться в жизнеспособные клетки.

Для реконструкции клеток суспензию кариопластов в солевом буфере добавляют к монослою культуры цитопластов из пропорции 100 кариопластов на 1 цитопласт. Инкубируют при температуре 4оС 45 минут, а затем еще 45 минут при температуре 37оС. Отмывают раствором Эрла для удаления не слившихся кариопластов. SLIC (Sequence and Ligation-Independent Cloning) метод клонирования Стив Элледж и Мами Ли разработали оригинальный методом клонирования. Новый метод получил название SLIC (Sequence and Ligation- Independent Cloning). Новинка является модифика- цией известного метода LIC (Ligation-Independent Cloning) - клонирования без использования лигазы. Для того чтобы вставить фрагмент ДНК в вектор при помощи классического метода LIC, достаточно смешать вектор и вставку, на концах которых расположены протяженные одноцепочечные участки, комплементарные друг другу.

При этом вставка «прилипает» к вектору, образуя рекомбинантную плазмиду с никами в обеих цепях. Полученной плазмидой трансформируют Е.coli, система репарации которой восстанавливает нормальную структуру плазмиды.

Метод SLIC - это то же самое, что и LIC с единственной разницей: «слипание» вектора и вставки проводят в присутствии белка RecA. Эта незначительная модификация метода позволяет добиться достаточно высокого выхода (1 нг. вектора способен дать 3900 трансформантов) а также упростить саму процедуру клонирования. Так если для классического метода LIC необходимо точно подогнать размер одноцепочечных участков у вектора и вставки (чтобы в итоге на стыке вектора и вставки получились ники), то метод SLIC допускает наличие протяженных гэпов.

Фактор RecA- один из ключевых факторов репарации и рекомбинации E.coli. Связываясь с одноцепочечным участком ДНК, RecA стимулирует процесс «strand exchange» (в ходе этого процесса одноцепочечный участок одной молекулы ДНК встраивается в гомологичный двухцепоченый участок другой молекулы ДНК, образуя D-петлю). Очевидно, добавление RecA in vitro на шаге клонирования позволяет E.coli эффективнее репарировать плазмиду in vivo. Для успешного клонирования необходимо наличие 30-ти нуклеотидных участков гомологии по краям вектора и вставки. Получать одноцепочечные участки предлагается с помощью T4 ДНК-полимеразы без добавления нуклеотидов. При помощи SLIC в один вектор можно запихнуть сразу 5 вставок в одну стадию без снижения выхода. Наконец, высокий выход позволяет использовать метод SLIC при клонировании библиотек [1].

Метод генетического перепрограммирования клеток кожи Этот метод менее трудоемкий, чем тот, что использовался при клонировании овцы Долли. В связи с этим возникли опасения, что однажды он будет использован для обработки эмбрионов человека, дабы формировать детей «по заказу».

Ученые, благодаря этому методу получившие мышат из клеток кожи взрослых особей, обнаружили: такая технология намного более эффективна, чем способ создания Долли, а побочных эффектов у нее меньше – следовательно, она лучше подходит для использования применительно к человеку.

Для клонирования мышей ученые вводили клетки кожи, взятые у взрослой особи, в ткани эмбриона на ранней стадии развития, полученного путем экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Некоторые из детенышей оказались частичными клонами особей-доноров, а некоторые, как и Долли, стопроцентными.

Однако, в отличие от «метода имени Долли», этот способ настолько прост и эффективен, что возникли опасения: в клиниках, где практикуется ЭКО человека, им могут воспользоваться для помощи бесплодным супружеским парам, которые мечтают о полностью «своем» в биологическом отношении ребенке.

Метод предполагает генетическое перепрограммирование клеток кожи, в результате которого они возвращаются в квазиэмбриональное состояние [5]. В прошлом году, когда эта революционная методика впервые была применена к клеткам кожи человека, Католическая церковь и президент Джордж Буш высоко оценили ее как нравственно-приемлемый способ получения эмбриональных стволовых клеток, не сопряженный с необходимостью создавать или уничтожать человеческие эмбрионы.

Однако тот же метод уже используется в иных целях – для воспроизводства потомства лабораторных мышей, которое является либо стопроцентными клонами, либо генетическими «химерами» взрослых мышей, клетки кожи которых подверглись перепрограммированию.

Эксперименты на мышах показали, что в принципе теперь возможно взять клетку кожи человека, перепрограммировать ее для возврата в эмбриональное состояние, а затем ввести ее в эмбрион человека на ранней стадии. В результате получится ребенок, обладающий некоторыми общими генами не только с родителями эмбриона, но и с человеком, у которого были взяты клетки кожи. Такой ребенок является химерой – генетической «помесью» двух или большего числа особей – так как некоторые из его клеток происходят от эмбриона, а другие – от клетки кожи. Фактически у такого ребенка будет три биологических родителя. Известны химеры человека, возникающие в естественных условиях – когда в матке соединяются два эмбриона. Часто подобные люди являются совершенно нормальными и здоровыми. По словам доктора Ланцы, нет причин предполагать, что люди-химеры, созданные при помощи нового метода, будут нездоровы.

Более того, эксперименты на мышах показали, что возможно создавать полные клоны – детенышей, которые на 100% идентичны взрослой особи в генетическом плане. Этого удалось достигнуть, используя разновидность дефективных эмбрионов мышей с четырьмя наборами хромосом вместо нормального числа – двух. Этот «тетраплоидный» эмбрион, развиваясь, превращался исключительно в плаценту плода; когда же в него ввели перепрограммированную клетку кожи, остальная часть плода развилась из этой единственной клетки и сделалась стопро- центным клоном взрослой особи, кожа которой использовалась.

Никто из ученых, разрабатывающих методы перепрограммирования клеток для производства индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (induced Puripotent Stem, сокращенно iPS) – так называют эмбриональные клетки – не планирует применять их в репродуктивной медицине человека. Главная цель ученых – наладить производство стволовых клеток для терапевтического лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и инсульт [4].

Текущие достижения в области клонирования человека Экспериментальные исследования на клеточном уровне Хотя полноценное клонирование человека не было подтверждено, ученые достигли значительных успехов в области клонирования клеток и тканей. Использование технологий соматического клеточного ядерного переноса (SCNT) для создания клонированных эмбрионов выполняется в лабораторных условиях для научных целей, например, для изучения развития и генетических заболеваний.

Создание клонированных животных и тканей В 1996 году овца Долли стала первым клонированным млекопитающим. С тех пор были созданы другие клонированные животные: мыши, кошки, собаки, лошади, обезьяны и другие. Эти достижения помогают понять механизмы генетического воспроизведения и развивают методы создания тканей для трансплантации.

Исследования в области стволовых клеток Создание индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) позволило ученым перепрограммировать обычные клетки организма в состояние, подобное эмбриональным стволовым клеткам, без необходимости клонирования. Это открывает новые возможности для терапии и исследований, минуя этические проблемы, связанные с клонированием.

Опыт с клонированием эмбрионов В некоторых странах проводятся эксперименты по созданию эмбрионов с целью получения стволовых клеток для лечения заболеваний, однако эти исследования строго регулируются и не включают создание полноценного человека-клона.

Биоэтические вопросы, связанные с возможностью клонирования человека.

1. Правовой и статусный вопрос Права клона: Какие права и статус должен иметь человек-клон? Является ли он отдельной личностью со своим достоинством или просто копией другого человека?

Юридическая ответственность: Кто несет ответственность за возможные последствия клонирования? Законодательство большинства стран запрещает клонирование человека, чтобы избежать правовых конфликтов.

2. Моральные и философские вопросы Идентичность и личность: В чем заключается уникальность человека? Может ли клонированный человек иметь свою собственную личность, чувства и права?

Достоинство человека: нарушает ли создание клона человеческое достоинство? Считается ли это актом уважения или пренебрежения к человеческому миру?

3. Возможные злоупотребления и эксплуатация Использование клонов: может ли клонирование привести к эксплуатации людей-клонов, например, как «рабов» или инструмента для получения органов?

Коммерциализация: Возможна ли коммерциализация клонирования, что может привести к монетизации человеческой жизни и нарушению этических стандартов?

4. Социальные последствия

Родственные и семейные отношения: как повлияет появление клонов на традиционные семейные ценности, понятия наследия и родства?

Общество и разнообразие: может ли клонирование способствовать однородности или дискриминации? Какие социальные разделения могут возникнуть?

5. Медицинские и рисковые аспекты Безопасность: Возможны тяжелые медицинские осложнения и генетические дефекты у клонированных организмов.

Эксперименты на людях: этично ли создавать человека-клона для научных целей или в качестве «подопытных»?

6. Этические аспекты использования технологий Создание «идеальных» людей: Возможность селективного клонирования с целью получения «лучших» характеристик, что вызывает опасения по поводу eugenics [7].

Плюрализм ценностей: Различные культуры и религии имеют разные взгляды на допустимость клонирования, что усложняет выработку единого международного стандарта.

Клонирование человека поднимает множество сложных биоэтических вопросов, требующих взвешенного обсуждения, регулирования и международного сотрудничества. Важно учитывать не только научные возможности, но и моральные и социальные последствия, чтобы избежать злоупотреблений и защитить права и достоинство каждого человека.

Вывод

На сегодняшний день, несмотря на значительные достижения в области клонирования животных и развития технологий клеточной инженерии, полное клонирование человека остается недостижимым и вызывает серьезные этические, правовые и социальные вопросы. Современные исследования сосредоточены на понимании ме- ханизмов репликации генетической информации и развитии альтернативных методов терапии, таких как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые могут предложить безопасные и этически приемлемые решения для лечения заболеваний. Важнейшим остается вопрос о необходимости строгого регулирования и международного сотрудничества для предотвращения злоупотреблений и защиты прав человека.

В целом, будущее клонирования человека зависит от балансирования научных возможностей и этических принципов, что требует внимательного и ответственного подхода со стороны научного сообщества и общества в целом.