ΠΜΣ «Τεχνολογίες Πληροφορικής στην Ιατρική και τη Βιολογία» (ΤΠΙΒ)

ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ – ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ

Ελευθέριος Παπαλέξης (ΠΙΒ062)

ΚΛΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΖΩΩΝ(animal cloning)

ΚλωνοποίησηΟρισμός:

•Η διαδικασία δημιουργίας γονοτυπικών αντιγράφων ενός ζωικού οργανισμού.

•Η δημιουργία ενός οργανισμού από ένα σωματικό κύτταρο ενός γονέα με αποτέλεσμα να είναι γενετικά όμοιος με τον γονέα του. (Εγκυκλοπαίδεια Britannica)

Η εξέλιξη της κλωνοποίησης

Η εξέλιξη της κλωνοποίησης 1978: Splitting embryos

Η εξέλιξη της κλωνοποίησης 1978: Splitting embryos

1986: Embryo Cloning

1994: Embryonic cell line cloning

1996: Adult or Somatic cell cloning

Η εξέλιξη της κλωνοποίησης1996: Adult or Somatic cell cloning

Πώς δημιουργήθηκε η Dolly

Dolly (5 Ιουλίου 1996 - 14 Φεβρουαρίου 2003) Η Dolly γεννήθηκε στις 5 Ιουλίου 1996 από τρεις

μητέρες (το πρώτο πρόβατο ήταν ο δότης ωαρίου, ένα άλλο ο δότης DNA και ένα τρίτο που ήταν η παρένθετη μητέρα. [ 7 ] Δημιουργήθηκε με την τεχνική της πυρη-νικής μεταφοράς σωματικών κυττάρων , (nuclear transfer) όπου ο πυρήνας από ένα σωματικό κύτταρο μεταφέρεται σε γονιμοποιημένο ωάριο από το οποίο είχε αφαιρεθεί ο πυρήνας.

Το υβριδικό κύτταρο διεγείρεται με ηλεκτροπληξία ώστε να διαιρεθεί, και όταν φτάνει στο στάδιο της βλαστοκύστης, εμφυτεύεται σε μια παρένθετη μητέρα. [ 8 ]

Η Dolly ήταν ο πρώτος κλώνος που παρήχθη από ένα σωματικό κύτταρο που ελήφθη από ένα ενήλικο θηλαστικό. Η δημιουργία της Dolly έδειξε ότι τα γονίδια στον πυρήνα ενός ώριμου διαφοροποιημένου σωματι-κού κυττάρου είναι ακόμη ικανά να επιστρέψουν πίσω στην εμβρυική κατάσταση, δημιουργώντας ένα κύτταρο που μπορεί στη συνέχεια να αναπτυχθεί σε ολοκληρωμένο οργανισμό. [ 9 ]

Στάδιο 1

Κύτταρο μαστού προβάτου.

Στάδιο 2

Ο πυρήνας αφαιρείται από μη γονιμοποιημένο ωάριο προβάτου

Στάδιο 3

Το κύτταρο μαστού ενύεται στο απύρηνο ωάριο

Στάδιο 4

Επιτυχής είσοδος στο ωάριο.

Στάδιο 5

Εφαρμογή ηλεκτρικής ενέργειας.

Στάδιο 6

Έναρξη μιτωτικής κυτταροδιαίρεσης.

Στάδια 7 & 87. Εμφύτευση του εμβρύου

στην παρένθετη μητέρα

8. Η γέννηση της Dolly

Παραδείγματα κλωνοποίησης

Ποια ζώα έχουν κλωνοποιηθεί;

Οι επιστήμονες έχουν την κλωνοποίηση ζώων για πολλά χρόνια. Το 1952, το πρώτο ζώο, ένας γυρίνος, το οποίο κλωνοποιήθηκε. Πριν από τη δημιουργία της Ντόλι, του πρώτου κλωνοποιημένου θηλαστικού από το κύτταρο ενός ζώου ενηλίκων, κλώνοι δημιουργήθηκαν από εμβρυικά κύτταρα. Μετά από την Dolly, οι ερευνητές έχουν κλωνοποιήσει μια σειρά μεγάλων και μικρών ζώων συμπεριλαμβανομένων των αιγοπροβάτων, αγελάδων, ποντίκια, γουρούνια, γάτες, κουνέλια, και ένα Gaurus.

Εκατοντάδες κλωνοποιημένα ζώα υπάρχουν σήμερα, αλλά ο αριθμός των διαφορετικών ειδών είναι περιορισμένος. Προσπάθειες για κλωνοποίηση ορισμένων ειδών ήταν άκαρπες. Μερικά είδη μπορεί να είναι πιο ανθεκτικά στην πυρηνική μεταφορά σωματικών κυττάρων από άλλα. Η διαδικασία αφαίρεσης του πυρήνα από ένα ωάριο και την αντικατάστασή του με τον πυρήνα ενός κυττάρου του δότη είναι μια τραυματική επέμβαση, και η βελτίωση της τεχνολογίας της κλωνοποίησης μπορεί να αυξήσει τα είδη που μπορούν να κλωνοποιηθούν με επιτυχία.

http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/elsi/cloning.shtml

How?1) Scientists extracted the green fluorescent protein gene

from a jellyfish that naturally produced bright green bioluminescence

2) inserted the gene into the zebrafish genome

After that they developed: a line of red fluorescent zebra fish gene from a sea coral and yellow fluorescent zebra fish variant of the jellyfish

gene

GM: GloFish

The GloFish is a trademarked brand of genetically modified fluorescent zebrafish

First genetically modified animal to become publicly available as a pet

GM: GloFish

When? 1999 Where? National University

of Singapore Who? Scientists from

Singapore

An ordinary zebrafish

GM: GloFish

• Why?Goal create a fish that could detect pollution by glowing in the presence of environmental toxins

GloFish: first step in this process

Prometea

First cloned horse (Haflinger) Born: May 28, 2003 in Italy Weight: - at birth: 36kg, - after two months: 100kg Existence being published in August 6, 2003

Cloning process

Took skin cell from an adult mare

DNA donor is also surrogate mother

gave birth to her own carbon copy

327 attempts failed only Prometea survived

Prometea has been fertilized by sperm of the Haflinger stallion Abendfürst

Prometea gave birth to her foal Pegaso in March 2008

Normal birth Foal is in the best of health

Cloning process

Cloning of endangered species

Specific case: Amur leopard

Rarest cat in the world (30)

habitat loss, poaching

Inbreeding deformity, infertility

Habitat: Russian Far East

High-priority animal

Specific case: Polar bear

Very threatened animal

Ice caps melt (brood, hunt) Have to change habitats

1. Find ice

2. Go to South onto farmland Estimates: loosing 35% within 50 years Deep trouble hunt walruses

Cloning of the Gaurus

Gloven hoofed animal India and southeast Asia Hunted for sport, reduction of natural

habitats Select Gaurus same size, similar gestation periods like cow difficult to breed in zoos Fusion of somatic cell of Gaurus with

enucleated oocytes from domestic cow Embryos are transferred into surrogate

mother Many miscarried fetuses

Cloning the mammoth

Inject mammoth DNA into an elephant egg

Prehistoric Safary Park in Northern Siberia

Became extinct 4,000 years ago

Γιατί οι κλώνοι πεθαίνουν νωρίς;

Γονίδιο Oct4 και ομάδα 10 γονιδίων με παρόμοια δράση. Έκφραση στο 62% των περιπτώσεων όπου το γενετικό υλικό προερχόταν από σωματικό κύτταρο (Development)

Σε κλωνοποιημένες αγελάδες που πέθαναν λίγο μετά τη γέννησή τους, 9 από τα 10 γονίδια που μελετήθηκαν στο Χ-χρωμόσωμα έχουν ανώμαλο πρότυπο αδρανοποίησης. (Xue, F., Tian, X.C., Du, F., et al. (2002) Aberrant patterns of X chromosome inactivation in bovine clones. Nature Genetics 31, 216 - 220.)

Προοπτικές

Προβληματισμοί

Προσδοκόμενα οφέλη Θεραπεία ασθενειών

Χρήση μοσχευμάτων ζωικής προέλευσης Κτηνοτροφία ζώων με ανοσία Σταθερή ποιότητα τροφών ζωικής

προέλευσης Διάσωση ειδών αγρίων ζώων προς

εξαφάνιση

Προβληματισμοί

Κοινωνική αποδοχή Η χρήση της τεχνολογίας της κλωνοποίησης

σε ανθρώπους Υψηλό κόστος Χαμηλά ποσοστά επιτυχίας Τα κλωνοποιημένα προϊόντα δεν

υπόκεινται σε εμπορική εκμετάλλευση

Cloning Facts Η κλωνοποίηση φυτών εφαρμόζεται εδώ

και χιλιάδες χρόνια Η κλωνοποίηση των ζώων έχει ιστορία για πάνω

από 20 χρόνια Η κλωνοποίηση είναι μια μορφή ασεξουαλικής

αναπαραγωγής Οι κλώνοι δεν είναι ακριβή αντίγραφα Τα κλωνοποιημένα ζώα είναι ασφαλή για

εκτροφή και να κατανάλωση

Cloning Fallacies Αλλοίωση του γενετικού υλικού Δημιουργούνται μεταλλαγμένοι οργανισμοί Οι κλώνοι δεν είναι υγιείς Κλωνοποίηση ανθρώπων

Βιοηθική και

Κλωνοποίηση

ηθικά και νομικά προβλήματα1) Οι κλώνοι δεν είναι αποτέλεσμα φυσιολογικής αναπαραγωγικής διαδικασίας, αλλά

χρησιμοποιούνται ως μέσον ικανοποίησης της προσωπικής φιλοδοξίας του «κλωνοποποιημένου ατόμου» που θίγει την αξιοπρέπεια του νέου όντος και «συνιστά κατάχρηση της βιολογίας και της ιατρικής».

2) Δεν επιτυγχάνεται συνδυασμός του DΝΑ δύο επιμέρους ατόμων, συνδυασμός που είναι σημαντικός παράγοντας για την εξέλιξη και τη γενετική ποικιλομορφία του ανθρωπίνου γένους.

3) Περιορίζεται η ατομικότητα, αφού ο «κλώνος» είναι ένα απλό αντίγραφο.

4) Ως μέθοδος «επιλογής» αποτελεί αθέμιτη μέθοδο ευγονικής.

5) Προκαλεί οικογενειακή σύγχυση αφού ο κλώνος μπορεί να είναι ταυτοχρόνως και κλώνος και παιδί.

6) Οταν ο δότης του σωματικού κυττάρου (πυρήνας) και ο δότης του απύρηνου ωαρίου είναι το ίδιο άτομο, τότε ο κλώνος και ο δότης έχουν όχι μόνο το ίδιο DΝΑ στον πυρήνα αλλά και το ίδιο μιτοχονδριακό DΝΑ. Είναι προφανές ότι βιολογικώς η αναπαραγωγική κλωνοποίηση είναι μηαποδεκτή δεδομένου ότι υπάρχει εκτεταμένη άγνοια στον τομέα αυτό της βιολογίας, αφού δεν γνωρίζουμε ποια θα είναι η έκφραση των διαφόρων γονιδίων. Αλλά και αν υποθέσουμε ότι πολλά από αυτά θα επιλυθούν, δεν σημαίνει ότι η μέθοδος που υπερβαίνει το «θείον» θα είναι ηθικώς και νομικώς αποδεκτή.

ηθικά και νομικά προβλήματα Η νομική πλευρά

Από πλευράς Διεθνούς Δικαίου, το Πρόσθετο Πρωτόκολλο του Συμβουλίου της Ευρώπης, στη Σύμβαση για την Προστασία των Ανθρωπίνων Δικαιωμάτων και της Αξιοπρέπειας του Ανθρωπίνου Οντος (Κοινή Υπουργική Απόφαση ΑΦ 0546/1/ΑΣ 723/Μ 4898/21 ΟΚΤ. 1998- ΦΕΚ Α224), αναφέρει στο άρθρο 1 1 ότι «κάθε παρέμβαση που έχει ως σκοπό τη δημιουργία ανθρωπίνου όντος γενετικώς όμοιο με ένα άλλο ανθρώπινο ον, ζωντανό ή νεκρό, απαγορεύεται». Αλλά και στη χώρα μας η αναπαραγωγική κλωνοποίηση απαγορεύεται. Ο Ν. 3089/23/12/02 (ΦΕΚ 327 Α Δ ) στο άρθρο 1455 κεφ. 8 αναφέρει ρητώς ότι «η ανθρώπινη αναπαραγωγή με τη μέθοδο της κλωνοποίησης απαγορεύεται» και ο Ν. 3305 (ΦΕΚ Α Δ 17, 27/01/05) «Εφαρμογή της Ιατρικής Υποβοηθούμενης Αναπαραγωγής», στο άρθρο 261 αναφέρει ότι όποιος παραβαίνει τις ως άνω διατάξεις του ΑΚ 1455 τιμωρείται με ποινή κάθειρξης μέχρι 15 ετών, όπως άλλωστε απαγορεύεται, με ανάλογες διατάξεις, στο δίκαιο πολλών ευρωπαϊκών χωρών.

ηθικά και νομικά προβλήματα Διευκρινίζεται όμως ότι στο προοίμιο του πρόσθετου Πρωτοκόλλου

του Συμβουλίου της Ευρώπης προβλέπεται πως ορισμένες τεχνικές κλωνοποίησης μπορεί να εφαρμοστούν «εφόσον προσφέρουν στην επιστήμη γνώση και στην ιατρική δυνατότητες θεραπευτικών εφαρμογών», τεκμαίρεται λοιπόν ότι η τεχνική της κλωνοποίησης, γενικώς, δεν είναι δυνατόν να αποκλειστεί ως μέσο έρευνας, αφού μπορεί να προκύψουν ευεργετικά αποτελέσματα για τον πάσχοντα συνάνθρωπό μας. Θα πρέπει να αναφέρουμε το απόφθεγμα ότι «έρευνα του σήμερα είναι ενδεχομένως η εφαρμοσμένη θεραπευτική ιατρική τού αύριο».

(*) Εθνική Επιτροπή Βιοηθικής. Εκθεση για την Αναπαραγωγική Κλωνοποίηση στον Ανθρωπο. Θέσεις για Σύγχρονα Προβλήματα. 2η έκδοση. Εθνικό Τυπογραφείο, 2008, σελ. 123-138.

Τέλος παρουσίασης

Ευχαριστώ για την προσοχή σας