Sedmého července 2001 by slavná klonovaná ovce Dolly oslavila už páté narozeniny. Vzhledem k přetrvávajícímu výskytu slintavky a kulhavky a karanténě na farmě, kde nejslavnější ovce všech dob žije, ale ze všech oslav sešlo. Nezbývá tedy, než na dálku popřát ovci Dolly „hodně štěstí a zdraví“. Zdá se, že právě to zdraví potřebují klonovaná zvířata ze všeho nejvíce. Nejnovější výzkumy naznačily, že i na první pohled zcela normální a zdravé klony nesou řadu genetických defektů.
Genetické „značky“
Výzkum genetické „normálnosti“ klonů provedla dvě přední světová pracoviště. Prvním je Whitehead Institute for Biomedical Research, kde se práce ujal tým odborníkl vedený Rudolfem Jaenischem. Druhým zúčastněným centrem pak byla Havajská universita v Honolulu, kde práci řídil legendární profesor Ryuzo Yanagimachi.
Vědci se přednostně soustředili na klonování z tzv. embryonálních kmenových buněk. To jsou buňky vypěstované v laboratorních podmínkách z velmi raných zárodků, které nejsou tvořeny více než několika desítkami buněk. Embryonální kmenové buňky se neomezeně množí a mohou se v těle živočicha podílet na vzniku jakékoli tkáně (od mozku, přes sval až po krvinky). Nejsou ale schopny dát samy o sobě vzniknout novému živočichovi. Na to musí být použito klonování. Embryonální kmenová buňka je vpravena do vajíčka, z kterého byla předtím odstraněna jeho vlastní dědičná informace. Vznikne tak zárodek, který má všechny geny shodné s výchozí embryonální kmenovou buňkou. Z něj se pak narodí klonované zvíře. Díky schopnosti neomezeného množení představují embryonální kmenové buňky nevyčerpatelný zdroj a lze z nich teoreticky získat nespočetné zástupy klonů.
Právě tímto způsobem získali američtí vědci klonované myši a jejich dědičnou informaci pak podrobili zevrubné analýze. Hledali především změny v tzv. imprintingu genů. Tomu sice podléhají asi jen dvě stovky z celkového poštu 30 000 savčích genů, ale přesto se imprinting významnou měrou podílí na časném vývoji každého savce. Imprintovaný gen nese jakousi molekulární značku, která určuje zda bude gen aktivní či nikoli. Důležité je, že v těle živočicha se musí sejít vždy dvojice příslušných genů s opačnou značkou. Jestliže je jedna kopie genu aktivní, druhá musí být příslušnou značkou „uspána“. Pokud se v těle živočicha objeví imprintované geny v nevhodných kombinacích (oba aktivní nebo oba „spící“), je zle. Nastávají poruchy, které velmi často trápí i klonované zárodky nebo mláďata. Některé orgány nejsou patřičně vyvinuty (např. plíce) , jiné se vyvíjejí do nadměrných velikostí (např. placenta) nebo jsou nadměrně velká samotná mláďata. U klonovaných telat může porodní hmotnost dosáhnout i 90 kg a mládě musí být přivedeno na svět císařským řezem. Obecným jevem je celkově snížená životaschopnost klonovaných mláďat po narození.
Žádný klon není v pořádku
Embryonální kmenové buňky jsou pro klonování na první pohled velice výhodné. Nejsou totiž ještě na nic specializovány a jejich proměna v zárodek probíhá o poznání snáze než v případě, že je pro klonování použita buňka odebraná z těla dospělého zvířete, která je už vyhraným specialistou na plnění jen vybraných funkcí v těle. Tyto vysoce specializované buňky (např. buňky mléčné žlázy, pokožky, svalu nebo krvinky) mívají zpřístupněnu jen malou část svých genů a geny, které nepotřebují pro plnění svých vyhraněných funkcí, mají „hluboce uspané“. S „buzením“ takto uspaných genů v klonovaném zárodku bývají potíže.
Jak ale ukázal výzkum týmů vedených Jaenischem a Yanagimachim, mívají embryonální kmenové buňky už samy o sobě notně „pomíchány“ příslušné „značky“ pro imprinting genů. Pokud je z nich naklonována myš, nese si klonované zvíře tento zmatek v genetických „značkách“ s sebou. Američtí vědci sledovali jen šest genů, které podléhají imprintingu, a zjistili, že ani u jednoho klonovaného zvířete nejsou genetické „značky“ v pořádku. To vyvolává vážné poruchy ve vývoji. Mnoho klonovaných zárodků se nevyvíjí, řada plodů odumírá, mnoho mláďat se rodí mrtvých nebo s těžkým tělesným postižením. Vyhráno ale nemají ani klonovaná mláďata, která přijdou na svět na první pohled zcela zdravá. Nepořádek ve „značkách“ pro imprinting genů se u nich může projevit v pozdějším věku. Některé klonované myši například propadly v druhé polovině života těžké obezitě, i když jim „v mládí“ sloužilo zdraví přímo dokonale. „Nemůžete očekávat, že klony budou normální, i když vypadají na první pohled úplně zdravě. Vždycky budou mít narušené funkce některých genů,“ shrnul výsledky výzkumu Rudolf Jaenisch.
Rozbory ukázaly, že hlavním zdrojem těchto problémů se „značkami“ po imprinting genů je kvalita embryonálních kmenových buněk a nikoli samotný postup klonování. Zástupci firmy PPL Therapeutics, kteří jsou nyní vlastníky patentů na postup, jakým byla naklonována ovce Dolly, proto doufají, že klonování ze specializovaných buněk odebraných z těla dospělého zvířete nemusejí podobné problémy provázet.
Před těmi, kdo chtějí i nadále používat pro klonování embryonální kmenové buňky, stojí naléhavý úkol nalézt takové způsoby množení buněk, při kterých nebude docházet ke zmatku ve „značkách“ pro imprinting genů. Rudolf Jaenisch se ale netají skepsí při odpovědi na otázku, zda bude možné uvést do pořádku „zmatek v genetických značkách“ u buněk používaných pro klonování.
„Nikdy bych neřekl ´nikdy´,“ říká Rudolf Jaenisch. „Ale genetické programování buněk je tak složitý proces, že nevidím způsob, jakým by bylo možné do něj cíleně zasáhnout.“
Opět se ukázalo, že klonování je podstatně složitější, než na první pohled vypadá a že se při něm odehrává v nitru buněk celá řada dějů, které neznáme a neumíme ovlivnit. Nízká účinnost a velké problémy se zdravím klonovaných zvířat nás tedy budou ještě nějakou dobu zcela jistě provázet.
Jaroslav Petr
VÚŽV Praha -Uhříněves
