Dziecko trzech matek

Jeszcze nigdy wiadomość o narodzinach jakiegoś zwierzęcia nie wstrząsnęła całym światem lak jak przyjście na świat pewnej szkockiej owcy.

Marcin Rotkiewicz

5 LIPCA 1996 R., OKOŁO GODZINY PIĄTEJ PO POŁUDNIU, w zagrodzie niewielkiego badawczego instytutu w małym szkockim mieście Roslin rozpoczął się poród jagnięcia rasy Finn Dorset. Nie odbywał się on w świetle kamer, W zagrodzie było tylko kilku pracowników instytutu oraz weterynarz. Nikt nie miał nawet aparatu fotograficznego, by uwiecznić ten moment.

Chyba tylko John Bracken, naukowiec doglądający ciężarnej owcy, zdawał sobie sprawę z wagi tego wydarzenia. Ale nawet on nie przypuszczał, że już za kilka miesięcy właśnie to jagnię, któremu nadano imię Dolly, stanic się jedną z największych sensacji XX iv. Że tłumy dziennikarzy będą nadawać korespondencje na żywo z Roślin, a mała owca sprowokuje gorące debaty uczonych, najwyższej rangi polityków, przywódców Kościołów i filozofów jak świat długi i szeroki.

Komórki pobrane z wymienia owcy rasy Finn Dorset umieszczono w specjalnej odżywce. Sprawia ona, że przestają się dzielić i przechodzą, w stan „uśpienia"   Od owcy rasy Scot-tish Blackface pobrano niezapłodnioną komórkę jajową. Następnie pozbawiono ją jądra zawierającego DNA.     Za pomocą impulsów elektrycznych dokonano fuzji komórki wymienia i pozbawionej jądra komórki jajowej. W ten sposób powstał sklonowany zarodek.     Po około 6 dniach zarodek został wszczepiony do macicy kolejnej owcy rasy Scottish Blackface.       Ta zastępcza matka u rodziła jagnię rasy Finn Dorset - owieczkę Dolly

Sensacja wybuchła 23 lutego 1997r., gdy brytyjski tygodnik „The Observer" opublikował artykuł o pierwszej w historii udanej próbie klonowania ssaka. A właściwie zapowiadał, objętą embargiem, publikację w bardzo prestiżowym tygodniku naukowym „Naturę", który ukazywał się z datą 27 lutego 1937 r. Zdjęcie owcy na jego okładce zapowiadało tekst numeru pod niewiele laikowi mówiącym tytułem: „Żywe potomstwo otrzymane z komórek płodów i dorosłych ssaków". Podpisało się pod nim pięciu autorów, ale największe zasługi mieli dwaj, prawie nieznani naukowcy: lan Wilmut i Kcitli Campbell.

To właśnie ich należałoby uznać za „ojców" owieczki Dolly. Zwierzęcia, które biologicznego taty nie miało, ale za to mogło poszczycić się posiadaniem trzech matek. Pierwszą była bliżej nieznana 6-letnia owca rasy Finn Dorset, z której wymienia pobrano komórki (to dlatego pierwszemu klonowi nadano imię Dolly - był to niezbyt subtelny żart, nawiązujący do amerykańskiej gwiazdy muzyki country Dolly Parton, słynącej z obfitego biustu). Druga matka to dawczyni komórki jajowej - naukowcy wyjęli z niej materiał genetyczny, a na jego miejsce wstawili DNA komórki wymienia 6-letniej owcy rasy Finn Dorset. Następnie, za pomocą impulsów elektrycznych, zmusili komórkę jajową wypełniona obcym materiałem genetycznym do dalszych podziałów i przekształcenia się w zarodek. Ten zaś wszczepili do jajowodów trzeciej matki (zastępczej i należącej do innej rasy, Scotlish Blackface), która urodziła Dolly-klon, czyli genetyczną kopię pierwszej matki.

Żeby zrozumieć, jak doniosły był to eksperyment, trzeba się cofnąć do drugiej połowy XIX w. Wówczas to niemiecki anatom i zoolog August Weissman chciał wyjaśnić biologiczną zagadkę: skoro wszystkie komórki ciała pochodzą z komórek zarodka, to jak to się dzieje, że przekształcają się np. w komórki wątroby i pozostają takimi do końca swojego życia? Mówiąc inaczej, dlaczego wyspecjalizowane komórki ciała nie mogą cofnąć się w rozwoju i na powrót srać się komórkami zarodka? Zdaniem Weissmana, zapłodniona komórka jajowa zawiera całą informację niezbędną do budowy organizmu. Jednak w trakcie jego rozwoju i kolejnych podziałów komórki gubią znaczną część tej informacji i dlatego mogą stać się np. tylko neuronami albo białymi krwinkami.

Przeprowadzane pod koniec XIX w. eksperymenty raz zdawały się przeczyć, a innym razem potwierdzać tezę Weissmana, Brakowało rozstrzygającego dowodu, którym byłoby sklonowane dorosłego organizmu. W tym celu należało przenieść jądro dojrzałej, wyspecjalizowanej komórki do komórki jajowej i stworzyć w ten sposób zarodek. Jednak taki eksperyment okazał się bardzo trudny ze względów technicznych.

W latach 50. ubiegłego wieku z motyką na słońce, jak się wówczas wydawało, postanowił porwać się amerykański embriolog Robert Briggs z Narodowego Instytutu Badań nad Rakiem w Filadelfii. Już samo zdobycie pieniędzy na tego typu badania graniczyło z cudem. Jeden z recenzentów pierwszej aplikacji Briggsa o fundusze napisał: „To niedorzeczny plan o znikomych szansach powodzenia". W końcu udało mu się jednak zdobyć niewielkie pieniądze. Akurat starczyły na zatrudnienie mikrochirurga Thomasa Kinga, którego zadaniem było precyzyjne usuwanie i wstrzykiwanie do komórek materiału genetycznego.

Do eksperymentów tych wykorzysta no żaby, ze względu na łatwą dostępność i wielkość (bardzo duże) komórek jajowych tych płazów. Briggs i King za pomocą mikropipety usuwali jądra z niezapłodnionych komórek jajowych, a w ich miejsce wkładali jądra żabich zarodków (w stadium tzw. blastuli, czyli zbudowanych z kilkunastu tysięcy komórek). Dzięki temu uzyskali po raz pierwszy klon żaby, choć nie była to kopia dorosłego płaza. Wyniki eksperymentu sugerowały jednak, że komórki nie tracą tak szybko informacji genetycznej. W1962 r. John Gurdon z Uniwersytetu w Oksfordzie ogłosił, że otrzymał klon żaby z materiału genetycznego komórki pochodzącej z jelita kijanki. Choć eksperyment budzi pewne kontrowersje, przez wiele lat był cytowany jako przykład udanego klonowania i dowód przeczący tezie Weissmana.

Jednak próby powielania w len sposób ssaków kończyły się niepowodzeniem. Pewne nadzieje dawały eksperymenty z lat 80. duńskiego naukowca pracującego w Anglii - Steena Willadsena. Udało mu się klonowanie bydlęcych zarodków składających się z 60, a nawet 120 ko morek, czyli znajdujących się na dość zaawansowanym etapie rozwoju. Wiadomości re zainspirowały brytyjskiego uczonego lana Wilmuta.

Świat naukowy był jednak mocno sceptyczny. Prot". Lee Silver, biolog molekularny z Princeton University, wspomina, że kiedy nadeszła wieść o narodzeniu Dolly, byl w trakcie pisania popularnonaukowej książki o przyszłości biotechnologii. Traf chciał, ze właśnie kończył rozdział, w którym dowodził niemożności klonowania dorosłych osobników. Kiedy usłyszał, co się stało w Roślin, nie mógł zasnąć. Całą noc przerabiał swoją publikację.

Przełomowe dokonania w nauce nie zawsze są dziełem genialnych uczonych z wiodących ośrodków akademickich. Instytut Roślin, w którym na świat przyszła Dolly, to mały rolniczy ośrodek badawczy. Of, kilka niedużych budynków, szlaban przed bramą wjazdową, stróżujący pies i roztaczająca się woń hodowanych tam świń, owiec oraz kurczaków.

Tan Wilmul trafił do Roślin w 1973 r. Początkowo zajmował się problemem poronień u owiec, powodujących spore straty w rolnictwie. Jednak na początku lat 80. musiał zainteresować się modyfikacją genetyczną zarodków. Dzięki temu można było tworzyć zwierzęta, które np. produkowały w mleku lecznicze białka. W1991 r. Wilmul powołał do życia takie owce. Jednak zaczął zastanawiać się nad metodą ich otrzymywania prostszą od dotychczasowej, bardzo żmudnej i nieefektywnej. Polegała ona na wstrzykiwaniu metodą prób i błędów genów do zarodków, co bywało uwieńczone sukcesem raz na kilka tysięcy przypadków. Rozwiązaniem tego problemu mogło okazać się klonowanie. Wilmut uzyskał na ten cel fundusze z małej firmy PPL Therapeutics, której zadaniem była komercjalizacja naukowych osiągnięć instytutu Roślin.

Dzięki otrzymanym pieniądzom mógł zatrudnić Keitha Campbcl-la - potrzebował bowiem do badań nad klonowaniem specjalistę od cyklu komórkowego. Campbell też nie należał do grona naukowych gwiazd. Zaczynał jako technik medyczny, który w przyszpitalnym laboratorium w Birmingham testował surowice, krew i inne tkanki pod kątem obecności wirusów i bakterii. Kiedy po kilku latach znudził się tą pracą, poszedł studiować mikrobiologię na Uniwersytecie Londyńskim. Uzyskawszy magisterium, wyjechał do Jemenu, by pokierować jednym z laboratoriów medycznych. Po pewnym czasie też go to znużyło, więc wrócił do Anglii. Początkowo zajmował się walką z tzw. holenderską chorobą wiązów, identyfikując zaatakowane przez grzyb drzewa.

 Potem na Uniwersytecie w Sussex zrobił doktorat na podstawie badań cyklu komórkowego drożdży i trafił do Uniwersytetu Dundee w Szkocji. Pewnego dnia przeczyta! zamieszczone w ..Naturę" ogłoszenie o posadzie w Roślin. Natychmiast się zgłosił, a w swojej aplikacji napisał, że uwielbia „rower i góry".

Ci dwaj nietuzinkowi, ale mało znani naukowcy stworzyli bardzo dobry tandem. Wilmul i Campbell połączyli 227 komórek wymienia z pozbawionymi jąder niezapłodnionymi komórkami jajowymi. Następnie pobudzali do dalszego rozwoju impulsami elektrycznymi (warto w tym miejscu dodać, że po raz pierwszy metodę tę opisali w 1905 r. Andrzej K. Tarkowski i Jacek Kubiak z Uniwersytetu Warszawskiego, stosując ją do przeprowadzania fuzji zarodków myszy na bardzo wczesnym etapie ich rozwoju). W ten sposób (lampbell i Wilmut uzyskali 27 zarodków. Został)' one wszczepione zastępczym matkom. Po pewnym czasie okazało się, że tylko jedna owca ma szanse donosić klon powstały z ONA wymienia. Była to zastępcza matka Dolly.

Kiedy wieść o narodzinach pierwszego klonu ssaka obiegła świat, natychmiast rozgorzała gorąca dyskusja nad klonowaniem człowieka. Debatowali etycy, politycy i teologowie. Parlamenty zaczęły na wyścigi przyjmować przepisy zakazujące klonowania. Senat USA wezwał nawet  Wilmuta, by ten przedstawił amerykańskim politykom konsekwencje swoich badań. Nad klonowaniem człowieka od lal deliberuje także ONZ. Świat nie zafascynował się więc Dolly, wielkim osiągnięciem biologii, ale raczej przeraził perspektywą społeczeństwa przyszłości złożonego z identycznych pod względem genetycznym ludzi. Czy słusznie?

Po narodzinach Dolly naukowcy podjęli próby klonowania także innych gatunków. W wielu przypadkach to się powiodło, ale metoda klonowania okazała się mało wydajna. Zaledwie jeden na kilkaset zarodków przychodził na świat żywy. Natomiast do dziś nic powiodły się próby sklonowania któregoś z przedstawicieli naczelnych. Wśród uczonych trwają spory, dlaczego okazało się to, przynajmniej dotąd, niemożliwe. Jedni twierdzą, iż wynika to z istotnych różnic w rozwoju zarodków naczelnych i pozostałych ssaków. Inni, jak np. Keilh Campbell, utrzymują, że nie ma zasadniczych przeszkód w klonowaniu małp. Jedyną jest dostępność niezapłodnionych komórek jajowych - w przypadku owiec, myszy czy bydła można ich mieć w bród. Małp natomiast nie hoduje się w laboratoriach tysiącami.

Bezpieczeństwo klonowania leż budzi wątpliwości. Komórki Doiły okazały się starsze, niż wskazywałaby na to jej metryka. Chromosomy, czyli spakowane nici DNA, mają na swoich końcówkach tzw. telomery. Wraz z każdym podziałem komórki ulegają one skróceniu, co wpływa na długość jej życia. Ponieważ Dolly otrzymała DNA od sześcioletniej owcy, telomery w jej komórkach były znacznie krótsze niż n normalnych jagniąt. Być może z tej przyczyny dość wcześnie zapadła na artretyzm. Ponadto, mimo cieplarnianych warunków, żyła o kilka lat krócej niż przeciętna owca tej samej rasy. Urodziła jednak cztery zdrowe jagnięta.

Jakże klony innych ssaków często żyją krócej i mają rozregulowany układ odpornościowy, a płody osiągają nieraz monstrualne rozmiary lub giną szybko po urodzeniu. Choćby z powyższych powodów, pomijając te etyczne, klonowanie człowieka w celach reprodukcyjnych - a więc zastąpienia normalnego rozmnażania płciowego - wydaje się pozbawione sensu.

Zupełnie innym zagadnieniem jest natomiast klonowanie terapeutyczne. Kilkudniowy zarodek zbudowany jest z kilkudziesięciu komórek posiadających wyjątkową cechę - mają one zdolność przekształcania się w dowolne tkanki organizmu. To tipotencjalne zarodkowe komórki macierzyste - bo tak się one nazywają - uważane są za wielką nadzieję medycyny. W przyszłości można by z nich hodować narządy do przeszczepów lub leczyć choroby, np. Parkinsona czy Alzheimera. Jednak pobranie komórek z zarodka oznacza jego unicestwienie. Dlatego m.in. Kościół katolicki zdecydowanie przeciwstawia się klonowaniu terapeutycznemu. Ale i ten problem próbuje się ominąć używając np. zarodków partenogenetycznych, tzn. poczętych bez zapłodnienia, lub uzyskując zarodkowe komórki macierzyste tylko z jednej wyjściowej komórki zarodka, pozostawiając go przy życiu.

Na razie spór o klonowanie terapeutyczne jest czysto teoretyczny. Terapie zużyciem macierzystych komórek zarodkowych znajdują się na bardzo wczesnym etapie badań, nie mówiąc o hodowli narządów. Nikomu nie udało się także sklonować człowieka, choć kilku szalonych pseudonaukowców składało w tej sprawie buńczuczne oświadczenia.