Coloniile celulelor stem embrionare umane nediferențiate cresc ca x 20
Scopul unei astfel de clonări este producerea de blastociste umane (formațiuni sferice goale constând din aproximativ 100 de celule) care conțin o masă celulară internă. După extracția din blastociste, celulele interne se pot dezvolta în cultură, transformându-se în celule stem, care la rândul lor pot fi transformate în celule umane diferențiate: celulele nervoase, musculare, hematopoietice, glandulare etc.
Aplicațiile medicale ale celulelor stem sunt foarte promițătoare și neobișnuit de diverse. Ele pot fi utilizate, de exemplu, pentru tratamentul diabetului prin reducerea populațiilor de celule pancreatice moarte sau deteriorate care produc insulina. Ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a înlocui celulele nervoase cu leziuni ale creierului sau măduvei spinării. În acest caz, nu există nici un risc de respingere a transplanturilor și alte complicații nedorite care însoțesc operațiunile normale ale celulelor transplanturi, țesuturi și organe.
Recent, termenul "clonare terapeutică" a fost de asemenea folosit pentru a face referire la clonarea embrionilor destinați implantării în uterul unei femei, care poate da naștere unui copil clonat. Acest lucru este justificat de faptul că o astfel de clonare va permite copiilor să aibă cupluri infertile. Cu toate acestea, nu are nimic de a face cu tratamentul ca atare. Prin urmare, majoritatea oamenilor de știință angajați în clonare în scopuri medicale consideră că nu a venit încă momentul clonării "reproductive" - există încă multe probleme dificile biologice, medicale și etice care trebuie rezolvate.
Clonarea se referă la producerea unui embrion, fie atunci când nucleul de ou este înlocuit cu nucleul de celule somatice, fie prin partenogeneză, adică atunci când se împarte un ou nefertilizat. În ambele cazuri, ouă viabile sunt necesare pentru clonare, care pot fi obținute numai de la donatori.
Donatorilor li s-au administrat injecții speciale de hormoni, astfel încât atunci când ovulația a fost alocată nu unei singure, ci aproximativ 10 ouă. Fibroblastele au fost folosite ca surse de nuclee pentru transplant în ouă. Fibroblastele au primit un donator anonim de la biopsii cutanate, incluzând pacienții cu diabet zaharat, precum și pacienții cu leziuni ale măduvei spinării. După izolarea fibroblastelor, s-au obținut culturi celulare de la ei.
În primele experimente s-au folosit nuclee fibroblaste. Cu toate acestea, după transplantul nucleului, ovocița începea să fie împărțită, însă procesul sa încheiat rapid și nu s-au format nici măcar două celule separate. După o serie de eșecuri, cercetătorii americani au decis să folosească abordarea lui T. Wakayama și a lui R. Yanagimachi (așa-numita metodă hawaiană), cu care a fost obținut primul șoarece clonat.
Această metodă constă în înlocuirea nucleului unei celule somatice (fibroblaste) cu o celulă ovariană într-un ovul. Celulele ovariene furnizează ouă în dezvoltare ouălor și sunt atât de ferm asociate cu faptul că acestea rămân pe suprafața sa chiar și după ovulație. Aceste celule sunt atât de mici, încât puteți utiliza o celulă întreagă în locul unui nucleu.
Cu toate acestea, în acest caz au existat dificultăți semnificative. Au fost necesare mai mult de 70 de experimente înainte de a putea obține un ou divizat. Din cele 8 oua in care au fost introduse celule ovariene, doi au format un embrion cu patru celule si unul a fost un embrion cu sase celule. După aceea, divizia lor a încetat.
Abordarea paranogenetică se bazează pe faptul că oul devine haploid nu imediat, ci într-o etapă destul de târzie de maturizare. Dacă un astfel de ou aproape coapte ar putea fi activat, adică stimula divizarea, s-ar putea obține un blastocist și celule stem. Dezavantajul acestei abordări este acela că celulele stem obținute vor fi legate genetic numai de donatorul ovocitului. Obținerea de celule stem pentru alte persoane în acest fel este imposibilă - va fi necesară transplantarea nucleului în ou.
Anterior, încercări de succes de a activa ouăle de șoareci și iepuri cu ajutorul diferitelor substanțe sau curent electric. Încă din anul 1983, E. Robertson a obținut celule stem din embrionul parthenogenetic al mouse-ului și a arătat că acestea pot forma diferite țesuturi, inclusiv cele musculare și nervoase.
Cu embrionul uman, totul sa dovedit a fi mai complicat. Din cele 22 de ouă activate chimic, doar 6 au format în cinci zile ceva asemănător unui blastocist. Cu toate acestea, în aceste blastociste nu a existat o masă internă de celule ...
Există trei tipuri de clonare a mamiferelor: clonarea embrionară, clonarea ADN-ului matur (clonarea reproductivă, metoda lui Roslin) și clonarea terapeutică (biomedicală).
În clonarea embrionară, celulele care rezultă din fisiunea oului fertilizat sunt separate și continuă să se dezvolte în embrioni independenți. Deci puteți obține gemeni, tripleți, etc. până la 8 embrioni care se dezvoltă în organisme normale. Această metodă a fost folosită de mult timp pentru a clona animale de diferite specii, dar aplicabilitatea sa nu a fost studiată în mod adecvat în raport cu omul.
Diagrama de clonareClonarea ADN constă în transferarea nucleului unei celule somatice la un ovul nefertilizat, din care nucleul propriu a fost anterior eliminat. O astfel de operație celulară a fost inițial efectuată de geneticianul G. Spemann în anii 1920.
După îndepărtarea nucleului, oul este în mod diferit forțat să meargă la stadiul G0 al ciclului celular. În această condiție, celula este în repaus, ceea ce este foarte important atunci când se pregătește pentru transplantarea unui nou nucleu. Transplantarea nucleului se efectuează fie prin transplant, așa cum s-a descris mai sus, fie prin fuziunea oocitului cu o altă celulă care conține nucleul.
Fiecare laborator utilizează modificările sale la aceste abordări comune. Cea mai cunoscută metodă este Roslin, cu ajutorul căruia a fost obținut mielul Dolly.
Pentru succesul operației de transplant nuclear, este important să se sincronizeze ciclurile celulare ale celulelor donatoare și ovocitelor. Această metodă a fost dezvoltată și utilizată de I. Wilmut și K. Campbell. Mai întâi, celulele donatoare (când au fost clonate oile din uger) au fost plasate într-un mediu de cultură unde au început să se împartă. Apoi, unul dintre aceștia a fost selectat și plasat într-un mediu epuizat, ca urmare a faptului că celula înfometată a trecut în stadiul G0 al ciclului celular. După îndepărtarea nucleului din celula de ou, acesta a fost plasat imediat lângă celula donator și, după 1-8 ore, un puls electric a determinat fuziunea celulelor și activarea dezvoltării embrionului.
Cu toate acestea, numai câteva celule supraviețuiesc după o astfel de procedură. Celula supraviețuitoare a fost plasată în oviductul oilor și a fost lăsată să se dezvolte timp de aproximativ 6 zile, după care a fost transferată în uter, unde a continuat dezvoltarea embrionului. Dacă totul a fost rezolvat cu succes, în cele din urmă sa născut o oa clonată - o copie genetică exactă a oilor, din care a fost luată celula donatoare.
Din cauza riscului ridicat de a dezvolta defecte genetice și cancer împotriva utilizării acestei metode pentru clonarea unei persoane, mulți oameni de știință și figuri publice acționează. În majoritatea țărilor, este interzisă clonarea reproductivă umană.
Wakayama și Yanagimuchi au reușit să depășească această dificultate și au obținut șoareci de clonă chiar și cu randament mare (3 din 100 de încercări) decât Wilmut (1 din 277 de încercări). Wakayama a abordat problema sincronizării celulelor în mod diferit decât Wilmut. Celulele de umbre utilizate de Wilmut trebuiau să fie făcute artificial pentru a intra în faza G0. Wakayama, de la bun început, a folosit trei tipuri de celule - celule Sertoli, celule creierului și celule ovariene - care în sine fie fie în faza G0 (primele două tipuri de celule), fie aproape întotdeauna în faza G0 sau G1. În plus, celulele donatoare au fost folosite la câteva minute după izolarea de pe corpul șoarecelui, în loc să fie păstrate în cultură.
După ce nucleul a fost îndepărtat din celula de ou, a fost introdus nucleul celulei donatoare. După aproximativ o oră, celula a început să funcționeze normal cu un nou nucleu. După încă 5 ore, celula a fost plasată într-un mediu special, care a stimulat diviziunea celulară ca cea a fertilizării naturale. Mediul conținea o substanță specială numită citochalazin B, care a împiedicat dezvoltarea corpurilor polare. Ca urmare, un embrion a fost dezvoltat din ou, care ar putea fi apoi transplantat în uterul unei mame viitoare.
Clonarea biomedicală este descrisă mai sus. Aceasta diferă de clonarea reproductivă numai ca oul cu nucleul transplantat dezvoltat într-un mediu artificial, iar apoi eliminate din celulele stem blastocist, iar pre-embrionul moare în acest fel. Celulele stem pot fi folosite pentru a regenera organe și țesuturi deteriorate sau lipsă, în foarte multe cazuri, cu toate acestea, procedura de preparare a acestora ridică multe probleme morale și etice, precum și în multe țări, legislatorii discută posibilitatea de a interzice clonarea biomedicale. Cu toate acestea, cercetarea în acest domeniu continuă, și mii de (boli Alzheimer și Parkinson, diabet, scleroză multiplă, artrită reumatoidă, cancer, precum si leziuni ale coloanei vertebrale) in faza terminala, cu speranța de așteptare pentru rezultatele lor pozitive.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: