κλωνοποίηση

Η πρωταρχική σημασία του όρου υποδηλώνει την παραγωγή απογόνων πανομοιότυπης γενετικής σύστασης με εκείνη του γονέα, μέσω της διαδικασίας της αγενούς αναπαραγωγής, δηλαδή τον τρόπο αναπαραγωγής που απαιτεί την παρουσία ενός μόνο γονέα και γίνεται απουσία εξειδικευμένων γεννητικών οργάνων ή κυττάρων. Στη φύση, πολλοί οργανισμοί αναπαράγονται με αυτόν τον τρόπο· έτσι, αποτελεί τον κύριο τρόπο πολλαπλασιασμού των βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών, διαφόρων ασπονδύλων (π.χ. δακτυλιοσκώληκες), καθώς και των σωματικών κυττάρων των ανώτερων οργανισμών με τη διαδικασία της μίτωσης, ενώ χρησιμοποιείται και από τα φυτά (π.χ. πολλαπλασιασμός με ριζώματα). Στον άνθρωπο, το φαινόμενο εκδηλώνεται με τη φυσιολογική δημιουργία των μονοωικών διδύμων, τα οποία είναι αποτέλεσμα διαχωρισμού της βλαστοκύστης σε πρώιμο στάδιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Το σύνολο των οργανισμών που έχουν παραχθεί κατ’ αυτό τον τρόπο, συνιστούν κλώνο και εκδηλώνουν τις ίδιες ιδιότητες καθώς είναι γενετικά ταυτόσημοι. Με τον ίδιο όρο υποδηλώνεται η παραγωγή πανομοιότυπων κυττάρων, από ένα αρχικό, στις κυτταροκαλλιέργειες. Η τεχνική αυτή έχει βοηθήσει πολύ την εργαστηριακή έρευνα, γιατί επιτρέπει τη μελέτη αμιγών πληθυσμών κυττάρων και των προϊόντων που παράγονται από αυτά· για παράδειγμα, έτσι έγινε εφικτή η παραγωγή μονοκλωνικών αντισωμάτων. Στην σύγχρονη ορολογία της μοριακής βιολογίαςκαι της γενετικής, ο όροςαναφέρεται, επίσης, στη σύνθεση πανομοιότυπων αντιγράφων ενός αρχικού μορίου DNA ή RNA, καθώς και στην παραγωγή πολυκύτταρων οργανισμών με μεθόδους βιοτεχνολογίας. Οι εφαρμογές της κ. στον χώρο της γεωργίας και της κτηνοτροφίας σχετίζονται με τη μεταφορά επιθυμητών γονιδίων, με σκοπό τη δημιουργία οργανισμών με εξαιρετικές ιδιότητες, όπως φυτά με ανθεκτικότητα σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες, παραγωγή καρπών ανθεκτικών στη μεταφορά, ζώα με αντοχή στις ασθένειες, οργανισμοί που παράγουν εμπορικά προϊόντα. Χαρακτηριστική είναι η προσπάθεια παραγωγής φαρμακευτικών προϊόντων από ζωικούς οργανισμούς· ήδη, μέσω κ., έχουν δημιουργηθεί πρόβατα, στο γάλα των οποίων περιέχεται πρωτεΐνη χρήσιμη στους αιμορροφιλικούς. Η πρόοδος των ερευνών στην Κίνα στον τομέα της κ. ζωικών ειδών οδήγησε σε τεχνικές στα ιχθυοτροφεία που έκαναν τη χώρα ικανή να παράγει τη μισή από την παγκόσμια παραγωγή σε ιχθυοκαλλιέργειες. Τέλος, αναπτερώθηκε η ελπίδα διάσωσης των υπό εξαφάνιση ειδών ζώων. Η κ. στην ιατρική διακρίνεται σε αναπαραγωγική και θεραπευτική. Η αναπαραγωγική κ. έχει σκοπό τη δημιουργία γενετικά πανομοιότυπων ατόμων και γίνεται με τη χρήση γενετικού υλικού από κύτταρα ενός πλήρως ανεπτυγμένου οργανισμού χωρίς τη μεσολάβηση του άλλου φύλου, με σκοπό τη δημιουργία ενός γενετικά πιστού αντιγράφου. Το γενετικό υλικό, στην περίπτωση αυτή, προέρχεται από σωματικά κύτταρα (όχι ωοκύτταρα ή σπερματοζωάρια), δηλαδή διαφοροποιημένα κύτταρα, των οποίων το γενετικό υλικό δεν είναι πλήρως ενεργό, αλλά εκφράζει μόνο ένα μέρος του συνόλου των γονιδίων, σε αντίθεση με τα γενετικά κύτταρα που είναι πολυδύναμα, δηλαδή έχουν όλο το γενετικό τους υλικό ενεργό και την ικανότητα να δημιουργήσουν όλα τα είδη κυττάρων στον μελλοντικό οργανισμό. Το γεγονός αυτό εμπόδιζε τη χρήση των σωματικών κυττάρων στην κ., ώσπου η λύση δόθηκε από το ινστιτούτο Ρόσλιν του Εδιμβούργου, όπου ο Ίαν Γουίλμουτ και οι συνεργάτες του κατάφεραν να επαναφέρουν τα διαφοροποιημένα κύτταρα από ενήλικο ζώο στη φάση αποδιαφοροποίησης G₀ (φάση στην οποία βρίσκεται και το ωάριο), καλλιεργώντας τα σε φτωχό θρεπτικό υλικό. Η τεχνική αυτή περιλαμβάνει, στη συνέχεια, αφαίρεση του πυρήνα (όπου περιέχεται το γενετικό υλικό) από ένα ωάριο και σύντηξη των δύο κυττάρων, δηλαδή του απύρηνου ωαρίου και του σωματικού κυττάρου στη φάση G₀, με χορήγηση ηλεκτρικού παλμού. Το ωάριο, που περιέχει πλέον τον πυρήνα του σωματικού κυττάρου, αναπτύσσεται για λίγες ημέρες στο εργαστήριο ή, προτιμότερα, στον ωαγωγό ενός θηλυκού ζώου, και στη συνέχεια εμφυτεύεται στη μήτρα μίας θετής μητέρας. Έτσι δημιουργήθηκε η Ντόλι, το κλωνοποιημένο πρόβατο, η οποία ήταν το πρώτο θηλαστικό που κλωνοποιήθηκε με επιτυχία, ενώ στη συνέχεια ακολούθησαν και άλλα, όπως ποντίκια, κατσίκες κ.ά. Ο μικρός αριθμός γονιδίων που περιέχονται στα μιτοχόνδρια του κυτταροπλάσματος του ωαρίου καθώς και οι μεταλλάξεις που έχουν συσσωρευτεί στο γενετικό υλικό του σωματικού κυττάρου, κατά τη διάρκεια της ζωής του οργανισμού, διαφοροποιούν σε κάποιο βαθμό τον φαινότυπο του κλωνοποιημένου οργανισμού. Η Ντόλι γεννήθηκε στις 5 Ιουλίου 1996 ανοίγοντας νέους επιστημονικούς ορίζοντες. Πέθανε στις 14 Φεβρουαρίου 2003 με ευθανασία από την ομάδα κτηνιάτρων που την παρακολουθούσε, λόγω ιογενούς νεοπλάσματος του πνεύμονα που είναι συνηθισμένο σε ζώα της ηλικίας της που ζουν σε κλειστό περιβάλλον, όπως ζούσε και η ίδια για λόγους ασφαλείας. Δεν υπάρχουν αποδείξεις ότι η κ. την έκανε πιο ευαίσθητη στην ασθένεια. Ένδειξη αναπαραγωγικής κ. στον άνθρωπο θα μπορούσε να αποτελεί η τεκνοποίηση σε ζεύγος, όπου ο ένας γονέας πάσχει από σοβαρό κληρονομικά μεταδιδόμενο νόσημα. Η θεραπευτική κ. έχει σκοπό τη δημιουργία εμβρύων, μέχρι το αρχικό στάδιο της βλαστοκύστης, με σκοπό την καλλιέργεια των εμβρυϊκών στελεχιαίων κυττάρων στο εργαστήριο, για τη δημιουργία ιστών και οργάνων, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν ως μοσχεύματα. Τα κλωνοποιημένα πολυδύναμα κύτταρα μπορεί να χρησιμοποιηθούν ευρέως στο μέλλον για την αντιμετώπιση πολλών παθολογικών καταστάσεων, όπως η νόσος του Πάρκινσον, τραυματισμοί της σπονδυλικής στήλης που προκάλεσαν παράλυση, αρθρίτιδες, σακχαρώδης διαβήτης, εγκαύματα κλπ. Ο απώτερος σκοπός είναι η ομόλογη μεταμόσχευση, δηλαδή η δημιουργία υγιών οργάνων από πολυδύναμα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς ώστε να παρακαμφθεί το μεγάλο πρόβλημα της απόρριψης του ετερόλογου μοσχεύματος δότη. Η κ. είναι μέθοδος που μελετάται ακόμη και δεν είναι άμοιρη κινδύνων· τέτοιοι κίνδυνοι είναι, για παράδειγμα, λάθη στην κυτταρική διαίρεση που μπορεί να μεταφερθούν σε πολλά άλλα κύτταρα, ιδιαίτερα αν το λάθος συμβεί στο αρχικό κλωνοποιημένο κύτταρο· η μεταφορά νόσου· η αποδιαφοροποίηση του DNA που ενέχει κινδύνους υποβάθμισης (η Ντόλι, λόγου χάρη, υπέφερε από αρθρίτιδα σε σχετικά μικρή ηλικία, χωρίς ωστόσο να έχει ακόμα εξακριβωθεί εάν ήταν τυχαίο γεγονός ή συνέβη επειδή η βιολογική της ηλικία ήταν μεγαλύτερη από την κανονική, δηλαδή προσαυξημένη με την ηλικία του προβάτου από το κύτταρο του οποίου γεννήθηκε)· τέλος, ο τρόπος αναπαραγωγής χωρίς τη συμβολή και των δύο φύλων (δηλαδή η κ.) μειονεκτεί έναντι της αμφιγονικής αναπαραγωγής, γιατί έτσι μειώνεται η γενετική ποικιλία μέσα στον πληθυσμό η οποία επέτρεψε την εξέλιξη και την ανθεκτικότητα σε περιβαλλοντικές αλλαγές. Παρά το γεγονός ότι η κ. αποτελεί εξαιρετικό όπλο της επιστήμης ενάντια στις ασθένειες, προκύπτουν ηθικά διλήμματα σχετικά με το πότε το έμβρυο αποτελεί έναν εν δυνάμει άνθρωπο και μέχρι πότε επιτρέπεται η παρέμβαση στην εξέλιξη της ζωής, καθώς και επείγοντα ηθικά ερωτήματα, όπως η πιθανότητα κ. του ανθρώπου. Η προσπάθεια απαγόρευσης της κ. ανθρώπων έχει ξεκινήσει στη Μεγάλη Βρετανία και στις ΗΠΑ, ενώ η Ελλάδα έχει επικυρώσει το πρωτόκολλο για την απαγόρευση της κ. ανθρωπίνων όντων του Συμβουλίου της Ευρώπης, το οποίο εντάσσεται στη Συνθήκη για τα Ανθρώπινα Δικαιώματα και τη Βιοϊατρική. Ενώ ο δυτικός κόσμος σε Αμερική και Ευρώπη στέκεται επιφυλακτικός έως και επικριτικός απέναντι στην κ. και την αντιπαλεύει με τη νομοθεσία και την άρνηση της κρατικής οικονομικής βοήθειας, στην Ασία το πεδίο δεν είναι τόσο αμφιλεγόμενο και οι σχετικές έρευνες χρηματοδοτούνται αδρά. Η εντατικότερη έρευνα σχετικά με την κ. διεξάγεται σήμερα στην Κίνα, όπου το ενδιαφέρον των επιστημόνων εκεί δεν αφορά την αναπαραγωγική κ., λόγω του υπερπληθυσμού. Οι έρευνες είναι επικεντρωμένες στη θεραπευτική κ. και ιδιαίτερα στην ανάπτυξη υγιών οργάνων για μεταμόσχευση από τα πολυδύναμα κύτταρα της βλαστοκύστης. Στη χώρα αυτή δεν υπάρχουν ισχυροί ηθικοί ενδοιασμοί, γιατί σύμφωνα με τον κομφουκιανισμό τα ανθρώπινα πλάσματα αποκτούν οντότητα όταν μπορούν να συμμετέχουν στην κοινωνία και το έμβρυο θεωρείται ότι ανήκει στη φύση, την οποία επιτρέπεται να ελέγχει ο άνθρωπος μέσω της τεχνολογίας και της επιστήμης. Γεγονός παραμένει ότι η δύναμη της γνώσης και της τεχνολογίας είναι καταλυτική και για κάποιους επικίνδυνη, όταν παρεμβαίνει στους βασικούς κανόνες της φύσης. Η ελπίδα για την καταπολέμηση των ασθενειών και για την αύξηση του μέσου όρου ζωής καθιστά την απάντηση στο δίλημμα ακόμη πιο δύσκολη και αναγκαία. Η Ντόλι, το πρώτο κλωνοποιημένο θηλαστικό, άνοιξε νέους επιστημονικούς δρόμους (φωτ. ΑΠΕ).