Klonování - vzlety a pády
V prvních dnech roku 2002 se dostaly zprávy o klonovaných zvířatech opět na titulní novinové stránky. Téměř současně přinesly zprávy o naklonování geneticky modifikovaných prasat hned dvěma týmy a zprávu o zdravotních potížích klonované ovce Dolly. Obě informace spolu souvisejí více, než by se mohlo na první pohled zdát.
Naklonování prasat s vyblokovaným genem pro alfa 1,3-galaktosyl transferázu je bezesporu významným počinem, který otevřel nové možnosti ve výzkumu tzv. xenotransplantací. V současné době brání plnému využití transplantací nedostatek vhodných lidských orgánů. Poměr mezi počtem pacientů, kteří orgán potřebují, a počtem vhodných orgánů, jež jsou lékařům k dispozici, je zhruba 10 : 1. Proto lékaři i nemocní upírají velké naděje k transplantacím zvířecích orgánů. Těm se ale staví do cesty celá řada překážek. Orgány lidoopů nebo nižších primátů mají tu výhodu, že jejich "dárci" jsou nejbližšími příbuznými člověka a lidské tělo je schopno opičí orgány do určité míry tolerovat. Díky utlumení imunitního systému přežili někteří pacienti s opičím orgánem týdny nebo dokonce měsíce. Nevýhodou opičích orgánů je jejich nedostatek a riziko přenosu nebezpečných virů z opic na člověka (virus HIV má opičí původ).
Orgány prasat se jeví v mnoha směrech jako dostupná náhražka. Je jich dost, jsou zhruba stejné velikosti jako lidské orgány a jsou dimenzovány na odpovídající výkon. Lidský organismus ale reaguje na přítomnost prasečího orgánu bouřlivou akcí imunitního systému, který se projeví tzv. hyperakutní rejekcí. Prasečí orgán je po styku s lidskou krví prakticky okamžitě zničen.
K překonání hyperakutní rejekce lze zvolit dva typy pozměnění genomu prasete. Prvním je obohacení prasečího genomu o lidské geny, které potlačují bouřlivou reakci lidského imunitního systému. Takových genů existuje několik a metodami genového inženýrství se podařilo získat prasata, která tyto lidské geny nesou. Orgány těchto prasat mohou fungovat v těle opic (které na "normální" prasečí orgány reagují rovněž hyperakutní rejekcí)po dobu několika týdnů.
Druhou cestou je zablokovat v prasečím genomu geny, které jsou zodpovědné za ty "rysy" prasečích buněk, na něž lidský imunitní systém reaguje hyperakutní rejekcí. Takovým genem je právě gen pro enzym alfa 1,3-galaktosyl transferázu. Člověk a ostatní primáti tento gen postrádají a díky tomu jejich buňky postrádají i disacharidy, jejichž syntézu enzym alfa 1,3-galaktosyl transferáza zajišťuje. Prasata tento gen mají. Mají ho ale i bakterie, s nimiž má lidský imunitní systém bohaté zkušenosti. Díky tomu lidský imunitní systém tyto disacharidy "zná" a je na ně "nažhaven". To nás na jedné straně chrání před infekcí bakteriemi, na druhé straně to vážně komplikuje xenotransplantace.
Orgány prasat postrádajících díky technice tzv. genového knokautu gen pro alfa 1,3-galaktosyl transferáza neponesou kritické disacharidy a budou pro lidský imunitní systém podstatně přijatelnější. Neznamená to, že tyto orgány přijme lidské tělo bez potíží. I pak bude prasečí tkáň lidským imunitním systémem vnímána jako cizorodá. Vědci ale budou mít čas na boj s případnou nežádoucí obrannou reakcí příjemce. Bude to velice složité.
Britský National Kidney Research Fund v souvislosti s naklonováním prasat s blokovaným genem pro 1,3-galaktosyl transferázu oznámil, že " dostatečný zdroj zvířecích orgánů pro lidi, jimž selhaly ledviny, srdce, plíce, játra nebo slinivka, je stále ještě s nedohlednu. Pro blízkou budoucnost zůstává základem naléhavá potřebě lidských orgánů". Knokaut genu pro alfa 1,3-galaktosyl transferázu neřeší problém prasečích virů, které by mohly ohrožovat příjemce prasečího orgánu. Obavy jsou spojovány hlavně s tzv. endogenními retroviry, což je virová DNA zabudovaná do prasečí dědičné informace a fungující jako předloha pro produkci plně funkčních virových částic. Těmito viry se prase nenakazí, ale dědí je po rodičích jako každou jinou dědičnou informaci. Dnes známe několik prasečích endogenních retrovirů (PERV), které jsou schopny infikovat v laboratorních podmínkách lidské buňky. Pokusy na laboratorních myších prokázaly, že po transplantaci prasečích buněk pronikají virové částice vyráběné podle dědičné informace PERV do dalších částí těla a masově je kolonizují. Riziko nákazy člověka PERV je tedy reálné a mnozí biologové jej považují za hlavní překážku pro klinické zkoušky transplantací prasečích orgánů. Především virologové volají po moratoriu na xenotransplantace.
Jeden z týmů, který naklonoval prasata s knokautovaným genem pro alfa 1,3-galaktosyl transferázu, využil speciálně vyšlechtěné linie prasat, u níž se podle genů PERV aktivní virové částice neprodukují. Je ale otázka, zda můžeme na základě současných kusých znalostí prasečího genomu zaručit, že se v těle těchto prasat skutečně nevyskytuje žádný aktivní PERV. Opatrnost je v tomto případě jistě namístě.
A už se dostáváme k artritické ovci Dolly. Té je pět a půl roku a je vzhledem k průměrnému věku ovcí kolem 14 let celkem mladá. Přesto má artritické změny na koleni a hleznu levé zadní nohy. To je u ovcí jejího věku relativně vzácný úkaz. Může jít o důsledek zranění, které Dolly utrpěla třeba při přeskakování ohrady, ale nelze vyloučit, že předčasný nástup artritidy je důsledkem změn v genech provázejících klonování. Příčinu Dollyiných problémů zřejmě nikdy neodhalíme. Opět je ale namístě značná dávka opatrnosti. Při klonování dochází často ke změnám v dědičné informaci klonované buňky a to vede k řadě vážných defektů. Většina klonovaných zárodků odumírá v časných fázích vývoje, další uhynou při implantaci a během vývoje plodu. Mnoho klonovaných zvířat se rodí s těžkým postižením a buď hynou nebo musí být usmrcena. Ani na první pohled zdravá mláďata nemají vyhráno, protože se u nich mohou projevit vážné zdravotní poruchy v pozdějším věku. U myší to bývá obezita, u skotu byl pozorován kolaps imunitního systému.
Prasata postrádající gen pro alfa 1,3-galaktosyl transferáza mohou být v současné době získávána jen klonováním. Nabízí se proto otázka, nakolik budou mít tato zvířata poškozenu dědičnou informaci a jak budou tyto defekty předávat dalším pokolením. Může se stát, že orgány těchto prasat nebudou schopny plnit všechny své funkce nebo budou degenerovat v důsledku poškození příslušných genů. Pak by byly pro léčbu lidí těžko použitelné.
Neznamená to, že by se tak klonování dostávalo na "slepou kolej". Citujme v této souvislosti Iana Wilmuta, který stál u zrodu ovce Dolly a který řekl: "Klonování je velice mladá technika a má obrovský potenciál. S tím, jak budeme sledovat klonovaná zvířata, která už máme, musíme pokračovat i ve zdokonalování a využívání této metody."
