Wat is dieronderzoek?

Dolly het Schaap was misschien wel ‘ s werelds beroemdste kloon, maar ze was niet de eerste. Klonen creëert een genetisch identieke kopie van een dier of plant. Veel dieren – waaronder kikkers, muizen, schapen en koeien – waren gekloond voor Dolly. Planten worden vaak gekloond-als je een snede neemt, maak je een kloon. Menselijke eeneiige tweelingen zijn ook klonen.

dus Dolly was niet de eerste kloon, en ze leek op elk ander schaap, dus waarom veroorzaakte ze zoveel opwinding en bezorgdheid? Omdat ze het eerste zoogdier was dat gekloond werd uit een volwassen cel, in plaats van een embryo. Dit was een belangrijke wetenschappelijke prestatie, maar gaf ook aanleiding tot ethische bezwaren.
sinds 1996, toen Dolly werd geboren, zijn andere schapen gekloond uit volwassen cellen, net als muizen, konijnen, paarden en ezels, varkens, geiten en runderen. In 2004 werd een muis gekloond met behulp van een kern van een olfactorisch neuron, waaruit blijkt dat de donorkern kan komen uit een weefsel van het lichaam dat normaal niet deelt.

hoe werd Dolly geproduceerd?

het produceren van een dierlijke kloon uit een volwassen cel is uiteraard veel complexer en moeilijker dan het kweken van een plant uit een snede. Toen wetenschappers aan het Roslin Institute in Schotland Dolly produceerden, het enige Lam geboren uit 277 pogingen, was het een belangrijk nieuwsbericht over de hele wereld.
voor de productie van Dolly gebruikten de wetenschappers de kern van een uiercel van een zes jaar oud wit schaap Finn Dorset. De kern bevat bijna alle genen van de cel. Ze moesten een manier vinden om de uiercellen te ‘herprogrammeren’ – om ze in leven te houden maar te stoppen met groeien – wat ze bereikten door het groeimedium (de ‘soep’ waarin de cellen in leven werden gehouden) te veranderen. Daarna injecteerden ze de cel in een onbevruchte eicel waarvan de kern was verwijderd, en lieten de cellen smelten met behulp van elektrische pulsen. De onbevruchte eicel kwam van een Schotse blackface ooi.
toen de wetenschappers erin waren geslaagd de celkern van de volwassen witte schapencel te versmelten met de eicel van de zwarte schapen, moesten ze ervoor zorgen dat de resulterende cel zich zou ontwikkelen tot een embryo. Ze kweekten het zes of zeven dagen om te zien of het zich normaal verdeelde en ontwikkelde, voordat ze het implanteerden in een surrogaatmoeder, een andere Schotse blackface ooi. Dolly had een wit gezicht.
van 277 celfusies ontwikkelden zich 29 vroege embryo ‘ s die bij 13 surrogaatmoeders werden geïmplanteerd. Maar slechts één zwangerschap ging voldragen, en de 6.6kg Finn Dorset lamb 6LLS (alias Dolly) werd geboren na 148 dagen.

Waarom zijn wetenschappers geïnteresseerd in klonen?

de belangrijkste reden dat de wetenschappers van Roslin schapen en andere grote dieren wilden kunnen klonen, hield verband met hun onderzoek gericht op het produceren van geneesmiddelen in de melk van dergelijke dieren. Onderzoekers zijn erin geslaagd om menselijke genen die nuttige eiwitten produceren in schapen en koeien, zodat ze kunnen produceren, bijvoorbeeld, het bloedstollingsmiddel factor IX voor de behandeling van hemofilie of alfa-1-antitrypsine voor de behandeling van cystische fibrose en andere longaandoeningen.
gekloonde dieren kunnen ook worden ontwikkeld die humane antilichamen tegen infectieziekten en zelfs kanker produceren. ‘Vreemde’ genen zijn getransplanteerd in zebravissen, die veel gebruikt worden in laboratoria, en embryo ‘ s gekloond van deze vissen drukken het vreemde eiwit uit. Als deze techniek kan worden toegepast op zoogdiercellen en de cellen gekweekt om gekloonde dieren te produceren, kunnen deze dan conventioneel fokken om koppels genetisch gemanipuleerde dieren te vormen die allemaal geneesmiddelen produceren in hun melk.
er zijn andere medische en wetenschappelijke redenen voor het belang van klonen. Het wordt al gebruikt naast genetische technieken in de ontwikkeling van dierlijke organen voor transplantatie bij de mens (xenotransplantatie). Het combineren van dergelijke genetische technieken met het klonen van varkens (voor het eerst in maart 2000) zou leiden tot een betrouwbare aanvoer van geschikte donororganen. Het gebruik van varkensorganen werd belemmerd door de aanwezigheid van een suiker, alpha gal, op varkenscellen, maar in 2002 slaagden wetenschappers erin het gen dat het maakt uit te schakelen, en deze ‘knock-out’ varkens konden op natuurlijke wijze worden gefokt. Er zijn echter nog steeds zorgen over virusoverdracht.
de studie van klonen van dieren en gekloonde cellen kan leiden tot een beter begrip van de ontwikkeling van het embryo en van veroudering en leeftijdsgerelateerde ziekten. Gekloonde muizen worden zwaarlijvig, met verwante symptomen zoals verhoogde plasma insuline en leptine niveaus, hoewel hun nakomelingen niet en zijn normaal. Het klonen zou kunnen worden gebruikt om betere diermodellen van ziekten te creëren, die op hun beurt zouden kunnen leiden tot verdere vooruitgang in het begrijpen en behandelen van die ziekten. Het zou zelfs de biodiversiteit kunnen vergroten door ervoor te zorgen dat zeldzame rassen en bedreigde soorten blijven voortbestaan.

Wat is er met Dolly gebeurd?Dolly, waarschijnlijk het beroemdste schaap ter wereld, leefde een verwend bestaan aan het Roslin Instituut. Ze paarde en produceerde normale nakomelingen op de normale manier, waaruit blijkt dat dergelijke gekloonde dieren zich kunnen voortplanten. Ze werd geboren op 5 juli 1996 en werd op 14 februari 2003 geëuthanaseerd. Schapen kunnen leven tot de leeftijd van 11 of 12, maar Dolly leed aan artritis in een achterbeen gewricht en van schapen pulmonale adenomatose, een virus-geïnduceerde longtumor waaraan schapen gehouden binnenshuis zijn gevoelig. Op 2 februari 2003 stierven Australië ‘ s eerste gekloonde schapen onverwacht op de leeftijd van twee jaar en 10 maanden. De doodsoorzaak was onbekend en het karkas werd snel gecremeerd tijdens het ontbinden.
Dolly ‘ s chromosomen waren iets korter dan die van andere schapen, maar op de meeste andere manieren was ze hetzelfde als alle andere schapen van haar chronologische leeftijd. Echter, haar vroege veroudering kan weerspiegelen dat ze werd opgevoed uit de kern van een 6-jarige schapen. Onderzoek van haar cellen toonde ook aan dat de zeer kleine hoeveelheid DNA buiten de kern, in de mitochondriën van de cellen, allemaal geërfd is van de donoreicel, niet van de donorkern zoals de rest van haar DNA. Ze is dus geen volledig identieke kopie. Deze bevinding kan belangrijk zijn voor geslachtsgebonden ziekten zoals hemofilie, en bepaalde neuromusculaire, hersenen en nieren aandoeningen die worden doorgegeven via de kant van de moeder van de familie alleen.

verbetering van de technologie

wetenschappers werken aan manieren om de technologie te verbeteren. Bijvoorbeeld, wanneer twee genetisch identieke gekloonde muizenembryo ‘ s worden gecombineerd, is het geaggregeerde embryo waarschijnlijker om tot geboorte te overleven. Verbeteringen in het kweekmedium kunnen ook helpen.

ethische zorgen en regelgeving

de meeste ethische zorgen over klonen hebben betrekking op de mogelijkheid dat het kan worden gebruikt om mensen te klonen. Er zouden enorme technische problemen zijn. Bij de huidige stand van de techniek zouden vrouwen moeten worden betrokken die misschien wel honderden eitjes willen doneren, surrogaatzwangerschappen met een hoog percentage miskramen en doodgeborenen, en de mogelijkheid van vroegtijdige veroudering en hoge kankerpercentages voor kinderen die zo worden geproduceerd. Echter, in 2004 Zuid-Koreaanse wetenschappers aangekondigd dat ze hadden gekloond 30 menselijke embryo ‘ s, gekweekt in het laboratorium tot ze een holle bal van cellen, en produceerde een lijn van stamcellen uit hen. De verdere ethische discussie werd opgeheven in 2008 toen de wetenschappers in het klonen van muizen van weefsel slaagden dat 16 jaar bevroren was geweest.In de Verenigde Staten heeft President Clinton de National Bioethics Commission en het Congress gevraagd de problemen te onderzoeken, en in het Verenigd Koninkrijk hebben de House of Commons Science and Technology Committee, de Human Embryology and Fertilisation Authority en de Human Genetics Advisory Commission op grote schaal geraadpleegd en geadviseerd dat het klonen van mensen verboden moet worden. De Raad van Europa heeft het klonen van mensen verboden: in feite hebben de meeste landen het gebruik van klonen voor de productie van menselijke baby ‘ s verboden (menselijk reproductief klonen). Er is echter een belangrijk medisch aspect van kloontechnologie dat op mensen kan worden toegepast, dat mensen minder verwerpelijk kunnen vinden. Dit is therapeutisch klonen (of celkernvervanging) voor weefselengineering, waarin weefsels, in plaats van een baby, worden gecreëerd.
bij therapeutisch klonen worden afzonderlijke cellen uit een persoon genomen en ‘geherprogrammeerd’ om stamcellen te creëren, die zich kunnen ontwikkelen tot elk type cel in het lichaam. Wanneer nodig, zouden de stamcellen kunnen worden ontdooid en dan veroorzaakt om in bepaalde types van cel zoals hart, lever of hersenencellen te groeien die in medische behandeling zouden kunnen worden gebruikt. Het herprogrammeren van cellen zal waarschijnlijk technisch moeilijk blijken.
er wordt reeds therapeutisch kloneringsonderzoek uitgevoerd bij dieren, en stamcellen zijn met deze methode gekweekt en weer in het oorspronkelijke donordier getransplanteerd. Bij mensen zou deze techniek een revolutie teweegbrengen in cel-en weefseltransplantatie als een methode om ziekten te behandelen. Het is echter een zeer nieuwe wetenschap en heeft Ethische bezwaren doen rijzen. In het Verenigd Koninkrijk heeft een groep onder leiding van de Chief Medical Officer, Professor Liam Donaldson, aanbevolen onderzoek naar vroege menselijke embryo ‘ s toe te staan. De Human fertilization and Embryology Act is in 2001 gewijzigd om het gebruik van embryo ‘ s voor stamcelonderzoek toe te staan en bijgevolg is het HFEA verantwoordelijk voor het reguleren van al het embryonaal stamcelonderzoek in het Verenigd Koninkrijk. Er is een potentiële aanvoer van vroege embryo ‘ s aangezien patiënten die in-vitrofertilisatie ondergaan gewoonlijk een overschot aan bevruchte eieren produceren.
wat het klonen van dieren betreft, moet alle klonen voor onderzoek of medische doeleinden in het Verenigd Koninkrijk door het Ministerie van Binnenlandse Zaken worden goedgekeurd volgens de strength controls of the Animals (Scientific Procedures) Act 1986. Dit waarborgt het welzijn van dieren, terwijl belangrijk wetenschappelijk en medisch onderzoek kan worden voortgezet.

verdere informatie

het Roslin Instituut heeft veel informatie over het onderzoek dat heeft geleid tot Dolly, en de wetenschappelijke studies van Dolly, evenals links naar vele andere sites die nuttige informatie bieden over de wetenschappelijke en ethische aspecten van dit onderzoek.
het rapport van de adviesgroep van deskundigen van de Chief Medical Officer over Therapeutic Cloning: stam cell research: medical progress with responsibility is verkrijgbaar bij het UK Department of Health, PO Box 777, London SE1 6XH.
meer informatie over therapeutisch klonen en stamcelonderzoek is verkrijgbaar bij de Medical Research Council.
interessante geïllustreerde kenmerken over klonen zijn gepubliceerd door Time, New Scientist. BBC News Online heeft een Q&A Wat is klonen?
AFBEELDING © THE ROSLIN INSTITUTE