První klonované lidské embryo - dobře prodané fiasko

V neděli 24. 11. 2001 oznámili vědci z americké biotechnologické firmy Advanced Cell Technology (ACT), že jako první na světě naklonovali lidské embryo. Tento fakt před nás staví hned několik otázek.Pozastavme se nad čtyřmi z nich.

Jsou embrya vzniklá v laboratoři ACT skutečně prvními klonovanými lidskými zárodky? 

O tom lze s úspěchem pochybovat. Klováním rozumíme tvorbu geneticky totožných jedinců a ty lze získat hned několika způsoby. Některé techniky jsou ryze lidskými "vynálezy", jiné jsou inspirovány procesy, jež se odehrávají spontánně i v přírodě.

Savčí zárodek se může za určitých podmínek samovolně rozdělit na několik částí a z každé z nich pak vyvine samostatný jedinec. Tak vznikají geneticky zcela totožná jednovaječná dvojčata u člověka i dalších živočišných druhů. Z biologického hlediska představují klony. U některých savců je tato schopnost vyvinuta skutečně v extrémním rozsahu. Například u jihoamerických pásovců se může během procesu označovaného jako polyembryonie zárodek v těle matky rozdělit až na dvanáct částí a narodí se tak jednovaječná dvanácterčata.

Proces spontánního dělení embryí se povedlo napodobit v laboratořích a patří k nejstarším způsobům klonování savců. Koncem sedmdesátých let vědci dokázali pod mikroskopem pomocí speciálních mikročepelí a mikromanipulátorů, jež umožňují jemné manipulace s buňkami, rozdělit časné zárodky laboratorních i hospodářských zvířat na dvě části. Pro tyto účely byly většinou používány zárodky ve stádiu moruly nebo blastocysty, tedy embrya tvořená několika desítkami buněk. Po přenosu rozděleného embrya náhradní matce se narodí identická dvojčata. Chovatelům hospodářských zvířat se tak otevřela možnost namnožit embrya vynikajících plemenných zvířat. Objevily se dokonce soukromé firmy, které tuto techniku nabízely k využití chovatelům skotu.

Metoda má jedno významné omezení. Zárodek rozdělený na více částí ztrácí životaschopnost. Podařilo se získat nejvýše identická čtyřčata po rozdělení zárodku na čtvrtiny. Většinou ale některá ze čtvrtin původního embrya uhyne. Například při tvorbě identických makaků, o němž referoval počátkem roku 2000 tým vedený Geraldem Schattenem, se po rozčtvrcení zárodku narodilo jen jedno mládě, opička Tetra.

Už v roce 1993 byl právě tímto způsobem poprvé klonován zárodek člověka. Americký lékař Jerry Hall vzal do experimentu 17 lidských zárodků, které byly v důsledku těžkého vývojového defektu odsouzeny zemřít ve velmi časných vývojových stadií. (zárodky tvořily jen 2 až 4 blastomery). Hall prokázal, že i lidské rozdělené zárodky jsou schopny dalšího vývoje a to dokonce do stadia blastocysty, kdy by se začaly v těle matky spojovat s tkání dělohy a začaly by tvořit placentu. Primát prvních klonovaných lidských zárodků tedy patří Jerrrymu Hallovi.

Klonování je ale většinou spojováno s tvorbou geneticky totožných jedinců metodou přenosu jader. Při této technice je jádro somatické buňky vneseno do cytoplasmy vajíčka zbavené jaderné dědičné informace (tzv.cytoplastu). Pokud přijmeme tuto poněkud zúženou definici klonování, pak může tým z ACT hovořit o prvenství. Ale jen v případě, že tým jihokorejských lékařů z university v Soulu vedený Lee Po Yonem lhal, když v prosinci roku 1999 tvrdil, že naklonoval embryo přenosem jádra ze somatické buňky dospělé ženy.

Pro soulský experiment neexistuje přesvědčivá dokumentace a mnoho vědců pochybuje, zda byl vůbec proveden. Nakolik jsou pochyby motivovány tím, že po odmítnutí Yonova prvenství zůstávala soutěž o první klonované lidské embryo nadále otevřena i pro týmy vědeckých velmocí, nelze posoudit bez vstupu na tenký led spekulací.

Co se v ACT udělalo? 

Tým špičkových embryologů soustředěných v laboratořích ACT získal 12 žen, které se dobrovolně podrobily hormonální stimulaci a staly se dárkyněmi vajíček pro následné experimenty. Zároveň byly odebrány kožní buňky několika dobrovolníkům. Byli mezi nimi jak zdraví lidé, tak i lidé trpící cukrovkou nebo pacienti ochrnutí po zranění míchy. V červenci 2001 proběhly experimenty, při kterých byly somatické buňky spojeny s cytoplasty získanými z lidských vajíček odstraněním jaderné dědičné informace (tzv. enukleací). Výsledek byl tristní. Vzniklá embrya se vůbec nedělila. V dalším kole proto byly kromě kožních buněk použity pro klonování i tzv. kumulární buňky, které obklopují vajíčko. Zárodky klonované z kumulárních buněk byly tedy z hlediska jaderné dědičné informace klonem dárkyň vajíček. Právě embrya vzniklá z kumulárních buněk se pak přeci jen jakžtakž vyvíjela. Z osmi embryí se dvě rozdělila na čtyři buňky (blastomery) a jedno ukončilo vývoj ve stádiu šesti blastomer.

Zastavení vývoje klonovaných embryí ve stádiu 4 až 6 blastomer nebylo zřejmě náhodné. Savčí zárodek během několika prvních buněčných cyklů syntetizuje jen malé množství nové RNA. Většinu RNA potřebné pro syntézu proteinů embryo získává s cytoplasmou vajíčka. Skutečně raketový nástup syntézy vlastní RNA spojovaný s tzv. reaktivací embryonálního genomu nastává v pozdějším, druhově specifickém stádiu vývoje. Přepis embryonálních genů na RNA začíná u myši ve stádiu 2 blastomer, u skotu a ovce v 8 blastomerách, u králíka až v 16 blastomerrách. U člověka a prasete pozorujeme prudký nárůst syntézy RNA ve stádiu 4 až 6 blastomer. Pokud není embryonální genom plně reaktivován, pak se vývoj embrya zastaví a zárodek hyne. Právě k tomu zřejmě došlo u lidských zárodků naklonovaných v ACT. Geny specializovaných somatických buněk jsou z valné části inaktivovány a v cytoplasmě cytoplastu neproběhla jejich plná reprogramace.(tedy návrat do stavu, kdy podle genů může být v příslušném stádiu vývoje syntetizována příslušná RNA).

Tvrzení Jose B. Cibelliho z ACT, že vývoj klonovaných lidských embryí dokazuje reprogramování genomu somatických buněk, je silně problematické, protože procesy, které mohli vědci z ACT na klonovaných embryí pozorovat, jsou z valné části regulovány procesy probíhajícími v cytoplasmě cytoplastu a nikoli změnami aktivity jaderné dědičné informace.

S notnou dávkou literární licence můžeme říci, že cytoplast odvedl svou práci dobře a "dokopal" jádra somatických buněk tam, kam mohl. Jakmile ale měla jádra sama dokázat, co dovedou, ukázalo se, že nezvládnou skoro nic. O reprogramování jádra klonovaných somatických buněk se tedy nedá hovořit.

Někteří biologové jsou příznivě nakloněni myšlence považovat za začátek života jednotlivce právě okamžik reaktivace embryonálního genomu, tedy chvíle, kdy je v jádrech blastomer spuštěna významná syntéza RNA. Podle tohoto kritéria by embrya naklonovaná v ACT nikdy svým vlastním životem nežila.

Je pokus z ACT přínosem pro "terapeutické klonování"? 

Cílem experimentů v ACT nebylo naklonování člověka, o které se momentálně snaží přinejmenším dva mezinárodní týmy (jeden vede italský lékař Severino Antinori spolu s Američanem kyperského původu Panosem Zavosem, druhý působí ve firmě Clonaid a je vedený bývalou biochemičkou Brigitte Boisselierovou). ACT proklamuje, že tímto počinem chtěla vstoupit na podstatně méně horkou půdu tzv. terapeutického klonování.

Při terapeutickém klonování je vytvořeno embryo a jeho buňky následně poslouží k vypěstování tzv. embryonálních kmenových buněk (podrobněji viz Akademon 24.9.2001, Spor o embryonální kmenové buňky). Tyto buňky bude možné v budoucnu v laboratorních podmínkách kultivovat tak, aby se diferencovaly ve specializované somatické buňky využitelné k léčbě nemocných. Neurony by bylo možné využít k léčbě Parkinsonovy choroby nebo ke zhojené poraněné míchy, buňky myokardu bude možné implantovat do srdeční svaloviny poškozené infarktem, beta buňky Langerhansových ostrůvků by mohly po implantaci do těla pacienta trpícího cukrovkou nahradit inzulín produkující buňky slinivky břišní atd. Pokud by bylo naklonováno embryo z buněk pacienta, pak by vzniklé embryonální buňky a z nich vypěstované somatické buňky nesly stejnou jadernou dědičnou informaci jako buňky pacientova těla. Jejich použití k léčbě by neprovázely problémy s reakcí pacientova imunitního systému. Právě proto byli dárci somatických buněk pro pokusy v ACT rekrutování i z řad lidí, kteří by mohli mí z produkce embryonálních kmenových buněk bezprostřední užitek, tj. diabetiků nebo lidí ochrnutých po úrazu míchy.

Zatím ale léčba buňkami diferencovanými z embryonálních kmenových buněk není na programu dne. Při diferenciaci embryonálních kmenových buněk v podmínkách in vitro zůstávají v kultuře i nediferencované buňky. Po přenosu do těla pacienta by jejich následné nekontrolované množení mohlo vyvolat vznik novotvarů.

Tento problém se ale netýká pokusů v ACT. Embryonální kmenové buňky jsou pěstovány z tzv.embryoblastu (označovaného také jako "inner cell mass") embryí, která se rozdělila na zhruba 100 blastomer a vyvinula se do stádia blastocysty. Klonovaná embrya z ACT ale zastavila svůj vývoj daleko před tímto stádiem. O tom, že by z nich mohly být vypěstovány embryonální kmenové buňky, nemůže být řeči.

K čemu všemu jsou klonovaná embrya dobrá? 

Navzdory tomu, co se o prvních (byla-li vůbec první) klonovaných embryích píše a říká, lze považovat výsledek pokusů vědců z ACT za jedno velké fiasko. Lidé z ACT ale dokázali tento "klonovací krach" dokonale prodat. Slovo "prodat" je tu míněno jako ryze ekonomická kategorie, protože po mediální bublině, kterou lidé z ACT tak umně nafoukli, nebudou mít o soukromé investory jistě nouzi. A o peníze tu šlo v první řadě.

V ACT jsou v těchto tricích skutečnými mistry. Podobné mediální kampaně provázejí všechny jejich počiny. Připomeňme si například naklonování lidských somatických buněk vnesením do cytoplastu vzniklého enukleací vajíčka skotu. V roce 1998 měl tento pokus provést v laboratořích ACT Jose B. Cibelli. O pokusu existuje asi tolik dokumentace jako o naklonování lidského embrya jihokorejskými lékaři. Přesto se o něm popsaly stohy novinového papíru a odvysílaly hodiny televizních i rozhlasových relací.

Podobně se ACT zachovala, když zjistila v buňkách naklonovaných telat prodloužení telomer. Rázem se hovořilo o klonování jako o elixíru mládí, protože zkrácení telomer provází stárnutí buněk. Byla to krajně nezodpovědná interpretace, protože příčinnou souvislost mezi délkou telomer a stárnutím u savců zatím nikdo spolehlivě neprokázal. Zato je jasné, že prodloužení telomery může zvyšovat rizika rakovinného bujení.

Počátkem roku 2001 se narodil klonovaný gaur (podrobněji viz Akademon 3.11.2001, Záchrana ohrožených živočišných druhů klonováním), který po dvou dnech života uhynul. ACT ale klonovaným gaurem mediálně "masírovala" veřejnost už od podzimu 2000, tedy v době, kdy vůbec nebylo jisté, že klonovaný divoký tur vůbec narodí. Stali jsme se tedy svědky dalšího skvělého reklamního tahu ACT? Nejspíš ano. Na celém fiasku ACT je povzbudivý přinejmenším jeden fakt. Klonování lidských zárodků není jednoduché a v mnoha směrech bude složitější než klonování skotu nebo ovcí. Ostatně potíže s klonováním makaků, které pronásledují Dona Wolfa z Oregon State University také ledaco naznačují. Don Wolf se snaží klonovat makaky přenosem jader somatických buněk dlouhá léta a bez úspěchu. Jeho tým došel k závěru, že primáti jsou vůči klonování stávajícími technikami notně "rezistentní".

Teď to zřejmě potvrdil i tým z ACT, který disponuje skutečnou elitou v oboru klonování a z hlediska vybavení není prakticky ničím limitován. Z amerických universit přešli do ACT za lepšími podmínkami pro práci a zřejmě i lepšími platy např, Teruhiko Wakayama (první naklonoval myš), Tony Perry (podílel se na naklonování prasete Xeny) a další. Když "vyhořeli" tito "machři", mohli by splakat na výdělkem i týmy pokoušející se o naklonování člověka. A to zase není tak špatná vyhlídka.

Pozn. redakce:  

Dne 3.12.2001 rezignoval p.John Gearhart, jeden z průkopníků výzkumu embryonálních kmenových buněk, ze své pozice redakčního poradce elektronického časopisu The Journal Of Regenerative Medicine, kde byl článek o výsledcích firmy Advanced Cell Technology publikován. K odstoupení ho vedlo přesvědčení, že popsaný experiment byl neúspěšný a článek nikdy neměl být publikován.