HOW DOES REPRODUCTIVE CLONING difference FROM STEM CELL RESEARCH?
kantasoluja koskeva tuore ja ajankohtainen työ, joka on tiivistetty jäljempänä ja jota käsitellään yksityiskohtaisemmin kansallisten akatemioiden tuoreessa raportissa ”Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine”, ei liity suoraan ihmisen lisääntymistarkoituksessa tapahtuvaan kloonaukseen. Yhteisen alkuaskeleen käyttö – jota kutsutaan joko ydinsiirroksi tai somaattisten solujen ydinsiirroksi (SCNT)—on kuitenkin saanut kongressin harkitsemaan lakiehdotuksia, jotka kieltävät paitsi ihmisen lisääntymistarkoituksessa tapahtuvan kloonauksen myös tietyt kantasolututkimuksen alat. Kantasolut ovat soluja, joilla on kyky jakautua toistuvasti ja synnyttää sekä erikoistuneita soluja että lisää kantasoluja. Osa, kuten osa veren ja aivojen kantasoluista, voidaan saada suoraan aikuisista ja osa preimplantaatioalkioista. Alkioista johdettuja kantasoluja kutsutaan alkioiden kantasoluiksi (es-soluiksi). Edellä mainitussa kansallisten akatemioiden raportissa esitetään yksityiskohtainen selvitys kantasolututkimuksen nykytilasta .
ES-soluja kutsutaan myös pluripotenteiksi kantasoluiksi, koska niiden jälkeläisiin kuuluvat kaikki solutyypit, joita löytyy postimplantoituvasta alkiosta, sikiöstä ja täysin kehittyneestä organismista. Ne ovat peräisin varhaisten alkioiden (blastokystien) sisäsolumassasta . Tietyn blastokystan sisäsolumassan solut ovat geneettisesti identtisiä, ja jokaisesta blastokystasta saadaan vain yksi ES-solulinja. Kantasolut ovat harvinaisempia ja vaikeampia löytää aikuisilta kuin esiimplantoiduilta alkioilta, ja joidenkin aikuisten kantasolujen kasvattaminen solulinjoiksi eristämisen jälkeen on osoittautunut vaikeammaksi .
erilaisten solujen ja kudosten tuottaminen ES-soluista tai muista kantasoluista on ajankohtainen tutkimuskohde . Muiden kokonaisten elinten kuin luuytimen (jota käytetään luuytimensiirrossa) tuotantoa tällaisista soluista ei ole vielä saavutettu, ja sen mahdollinen onnistuminen on epävarmaa.
nykyinen kiinnostus kantasoluja kohtaan johtuu siitä, että niillä on mahdollisuus siirtää terapeuttisesti tiettyjä terveitä soluja, kudoksia ja elimiä ihmisille, jotka kärsivät erilaisista sairauksista ja heikentävistä häiriöistä. Aikuisten kantasoluilla tehty tutkimus osoittaa, että niistä voi olla hyötyä tällaisissa tarkoituksissa, myös muissa kudoksissa kuin niissä, joista solut on saatu . Nykytietämyksen perusteella näyttää epätodennäköiseltä, että aikuiset osoittautuisivat riittäviksi kantasolujen lähteiksi kaikenlaisiin kudoksiin . ES-solulinjat ovat potentiaalisesti kiinnostavia elinsiirron kannalta, koska yksi solulinja voi lisääntyä loputtomiin ja tuottaa ei vain yhdenlaisia erikoistuneita soluja, vaan monia erityyppisiä erikoistuneita soluja (aivoja, lihaksia ja niin edelleen), joita saatetaan tarvita elinsiirroissa . Tarvitaan kuitenkin paljon lisää tutkimusta, ennen kuin joko aikuisten kantasolujen tai ES-solujen terapeuttisen potentiaalin suuruus ymmärretään hyvin.
yksi tärkeimmistä kantasolujen terapeuttista potentiaalia koskevista kysymyksistä on, voidaanko niistä johdettuja soluja, kudoksia ja kenties elimiä siirtää niin, että siirteen hylkimisreaktion riski on mahdollisimman pieni. Ihanteellista olisi, että siirrolle edulliset aikuisten kantasolut olisivat peräisin potilailta itseltään. Tällaiset solut tai niistä saadut kudokset olisivat geneettisesti samanlaisia kuin potilaan omat solut, eivätkä immuunijärjestelmä hylkäisi niitä. Kuten edellä on kuvattu, riittävien aikuisten kantasolujen saatavuus ja niiden mahdollisuudet synnyttää täysi valikoima solu-ja kudostyyppejä ovat kuitenkin epävarmoja. Lisäksi jos kyseessä on geneettinen häiriö, potilaan omissa aikuisten kantasoluissa olisi sama vika, ja ne olisi kasvatettava ja muunnettava geneettisesti ennen kuin niitä voidaan käyttää terapeuttiseen siirtoon.
somaattisten solujen ydinsiirron tai ydinsiirron käyttö tarjoaa vaihtoehtoisen keinon saada kantasoluja, joita voitaisiin käyttää elinsiirtohoidoissa, joissa siirteen hylkimisreaktion riski on vähäinen. Tätä menetelmää—jota joskus kutsutaan terapeuttiseksi kloonaukseksi, tutkimuskloonaukseksi tai tuottamattomaksi kloonaukseksi ja jota kutsutaan tässä ydinsiirroksi kantasolujen tuottamiseksi-käytettäisiin tuottamaan pluripotentteja ES-soluja, jotka ovat geneettisesti identtisiä siirteen saajan solujen kanssa . Aikuisten kantasolujen tavoin tällaisten ES-solujen pitäisi siis parantaa hylkimisreaktiota, jota on havaittu verrattomilla siirroilla.
kaksi aikuisten kantasolutyyppiä – luuytimen muodostavan veren kantasolut ja ihon kantasolut—ovat ainoat tällä hetkellä käytössä olevat kantasoluhoidot. Mutta kuten kansallisten akatemioiden raportissa nimeltä Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine todetaan, on vielä monia kysymyksiä, ennen kuin muiden aikuisten kantasolujen mahdollisuuksia voidaan arvioida tarkasti . Vain harvoissa aikuisten kantasoluilla tehdyissä tutkimuksissa on määritelty riittävästi kantasolujen potentiaali aloittamalla yhdestä eristetystä solusta tai määrittämällä tarvittava soluympäristö oikeaan erilaistumiseen tai tekijät, jotka säätelevät solujen tehokkuutta, jolla solut kansoittavat elimen uudelleen. On tarpeen osoittaa, että aikuisten kantasoluista saadut solut vaikuttavat suoraan kudosten toimintaan, ja parantaa kykyä ylläpitää aikuisten kantasoluja viljelmässä solujen erilaistumatta. Lopuksi, useimmissa tutkimuksissa, jotka ovat keränneet niin paljon huomiota, on käytetty hiirtä eikä ihmisen aikuisten kantasoluja.
ES-soluilla on omat mahdolliset ongelmansa siirtosolujen lähteenä. Ihmisen ES-solujen kasvu viljelmässä edellyttää hiirten solujen” syöttökerrosta”, joka voi sisältää viruksia, ja kun sen annetaan erottua, ES-solut voivat muodostaa solutyyppien sekoituksen kerralla. Ihmisen es-solut voivat muodostaa hyvänlaatuisia kasvaimia , kun ne tuodaan hiiriin, vaikka tämä mahdollisuus näyttää häviävän, jos solujen annetaan erilaistua ennen käyttöönottoa vastaanottajalle . Hiiren ES-soluilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet lupaavuutta diabeteksen , Parkinsonin taudin ja selkäydinvamman hoidossa .
ydinsiirrolla tehdyillä ES-soluilla olisi aikuisten kantasoluihin verrattuna se etu, että ne pystyisivät tuottamaan lähes kaikki solutyypit ja että niitä voitaisiin ylläpitää viljelmässä pitkiä aikoja. Nykytieto on kuitenkin epävarmaa, ja niiden terapeuttisten mahdollisuuksien ymmärtämiseksi tarvitaan sekä aikuisten kantasoluja että ydinsiirroilla tehtyjä kantasoluja koskevaa tutkimusta. (Tämä kohta on esitetty selvästi kirjassa Finding and Recommendation 2 of Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine, jossa todetaan muun muassa, että ”sekä alkion että aikuisen ihmisen kantasoluja koskevia tutkimuksia tarvitaan, jotta regeneratiivisen lääketieteen tieteellistä ja terapeuttista potentiaalia voidaan tehokkaimmin edistää.”) On todennäköistä, että ES-soluja käytetään aluksi tuottamaan yksittäisiä solutyyppejä elinsiirtoa varten, kuten hermo-tai lihassoluja. Koska ne pystyvät synnyttämään monia solutyyppejä, niitä voidaan tulevaisuudessa käyttää kudosten ja teoriassa monimutkaisten elinten tuottamiseen elinsiirtoa varten. Mutta tämä vaatii niiden tekniikoiden täydellisyyttä, joilla ne suuntaavat erikoistumisensa kuhunkin komponenttisolutyyppiin, ja sitten näiden solujen kokoonpanon oikeassa suhteessa ja tilaorganisaatiossa elimelle. Tämä voisi olla kohtuullisen suoraviivainen yksinkertainen rakenne, kuten haiman saareke, joka tuottaa insuliinia, mutta se on haastavampaa niin monimutkaisia kudoksia kuin että keuhko, munuainen tai maksa .
kantasolujen tuottamiseen ydinsiirrolla tarvittavat kokeelliset toimenpiteet koostuvat somaattisen solun tuman siirtämisestä potilaalta enukleoituneeseen munasoluun, alkion in vitro-viljelmästä blastokystavaiheeseen ja pluripotentin ES-solulinjan johtamisesta tämän blastokystan sisäsolumassasta. Tällaisia kantasolulinjoja käytettäisiin sitten erikoistuneiden solujen (ja mahdollisuuksien mukaan kudosten ja elinten) johtamiseen laboratorioviljelmässä terapeuttista elinsiirtoa varten. Jos tällainen menettely onnistuu,voidaan välttää merkittävä syy elinsiirron hylkimisreaktion. Ehdotuksessa on kuitenkin useita mahdollisia haittoja. Eläinmalleilla tehdyt kokeet viittaavat siihen, että poikkeavien mitokondrioproteiinien esiintyminen soluissa voi luoda” pieniä ” elinsiirtoantigeenejä, jotka voivat aiheuttaa hylkimisreaktion ; tämä ei olisi ongelma, jos munasolun luovuttaisi elinsiirtopotilaan äiti tai vastaanottaja itse. Joidenkin autoimmuunisairauksien kohdalla potilaan omista soluista kloonattujen solujen siirto voi olla epätarkoituksenmukainen, koska nämä solut voivat olla jatkuvan tuhoisan prosessin kohteita. Ja kuten aikuisten kantasolujen käytössä, geneettisen alkuperän omaavassa häiriössä potilaan omista soluista ydinsiirrolla johdetuissa ES-soluissa olisi sama vika, ja ne olisi kasvatettava ja muunnettava geneettisesti, ennen kuin niitä voidaan käyttää terapeuttiseen siirtoon. Toisen kantasolulähteen käyttäminen on todennäköisempää (vaikkakin immunosuppressio olisi tarpeen) kuin haastava tehtävä korjata yksi tai useampi geeni, jotka ovat mukana sairaudessa aikuisen kantasoluissa tai ydinsiirrosta johdetussa kantasolulinjassa, joka aloitetaan potilaan tumasta.
ydinsiirron lisäksi on olemassa kaksi muuta menetelmää, joilla tutkijat voisivat johtaa hyljintää varten ES-soluja, joiden likeli-huppu on pienentynyt. ES: n solulinjojen muodostama pankki, joka kattaa monia mahdollisia geneettisiä rakenteita, on yksi mahdollisuus, vaikka kansallisissa akatemioissa julkaistussa raportissa nimeltä Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine tätä pidettiin ”vaikeana tulla raskaaksi” . Vaihtoehtoisesti alkion kantasolut voidaan suunnitella niin, että tietyt solun pintaproteiinit poistuvat elimistöstä tai sisäänsä, jolloin solut ovat vastaanottajan immuunijärjestelmälle näkymättömiä. Kuten ehdotetussa monien aikuisten kantasolujen käytössä elinsiirroissa, kummassakaan lähestymistavassa ei tällä hetkellä ole lähelläkään lupausta onnistumisesta.
alkion kantasolujen valmistaminen ydinsiirrolla eroaa lisääntymiskloonauksesta siinä, että kohtuun ei istuteta mitään. Kysymys siitä, voivatko ES-solut yksinään synnyttää kokonaisen alkion, voidaan helposti tulkita väärin. Joidenkin raporttien otsikot viittaavat siihen, että hiiren alkioita voidaan johtaa pelkästään ES-soluista . Kaikissa tapauksissa ES-solujen ympärillä on kuitenkin oltava isäntäalkiosta johdettuja soluja, erityisesti trofoblastia ja primitiivistä endodermia. Sen lisäksi, että blastokystan trofoblastisolut muodostavat osan istukasta, ne antavat alkiolle olennaisia kuviointivinkkejä tai signaaleja, joita tarvitaan sen tulevan pään ja takapään (ETU-taka-akselin) suunnan määrittämiseksi. Tätä sijaintitietoa ei ole määritetty geneettisesti, vaan trofoblastisolut hankkivat sen tapahtumista, jotka on aloitettu pian hedelmöityksen tai munasolujen aktivoitumisen jälkeen. Lisäksi on tärkeää, että sijaintivihjeet välitetään blastokystan sisäsoluihin tietyn kehitysaikaikkunan aikana . Eristetyt hiiren blastokystien sisäsolumassat eivät istuta itsestään, mutta tekevät sen, jos ne yhdistetään toisen alkion trofoblastirakkuloihin . Sitä vastoin trofoblastirakkuloihin tuodut hiiren solujen yksittäiset möhkäleet eivät koskaan aiheuta mitään, mikä muistuttaisi etäisesti postimplantaatiolemiota, toisin kuin epäjärjestelmällinen trofoblastimassa. Toisin sanoen ainoa tapa saada hiiren ES-solut osallistumaan normaaliin kehitykseen on antaa niille isäntäsoluja, vaikka nämä solut eivät pysyisikään elinkykyisinä koko tiineyden ajan (Richard Gardner, personal communication). On raportoitu, että ihmisten ja kädellisten solut voivat synnyttää trofoblastisoluja viljelmässä. Näistä trofoblastisoluista kuitenkin todennäköisesti puuttuisivat ne asentovinkit, jotka tavallisesti hankitaan munasolusta syntyvän blastokystan kehittymisen aikana. Edellä kuvattujen hiiren ES-soluilla saatujen kokeellisten tulosten valossa on hyvin epätodennäköistä, että kohtuun sijoitettujen ihmisen es-solujen möhkäleet kiinnittyisivät ja kehittyisivät sikiöksi. On raportoitu, että ihmisen es-solujen möhkäleet viljelmässä, kuten hiiren es-solujen möhkäleet, aiheuttavat epäjärjestelmällisiä aggregaatteja, joita kutsutaan alkio-elimiksi .
terapeuttisten siirtojen lisäksi ydinsiirrolla saatuja ES-soluja voitaisiin käyttää laboratorioissa useissa kliinisissä lääketutkimuksissa ja ihmisen kehitysbiologian perustutkimuksissa. Tällaisia tutkimuksia ei voitu tehdä hiiren tai apinan ES-soluilla, eikä niitä todennäköisesti voida toteuttaa normaalisti hedelmöityneistä blastokysteistä valmistetuilla ES-soluilla. Esimerkiksi perinnöllisiä sairauksia sairastavista ihmisistä saatavia ES-soluja voitaisiin valmistaa ydinsiirroilla, ja niiden avulla voitaisiin analysoida mutatoituneiden geenien roolia sekä solujen että kudosten kehityksessä ja muuten vaikeasti tutkittavissa aikuisten soluissa, kuten aivojen hermosoluissa. Tässä työssä on se haitta, että se vaatisi luovuttajamunien käyttöä. Monien solutyyppien tutkimuksessa ES-solujen käytölle ei kuitenkaan välttämättä ole vaihtoehtoa; näille solutyypeille primääristen solulinjojen johtaminen ihmiskudoksista ei ole vielä mahdollista.
jos ES-solujen erilaistuminen erikoistuneisiin solutyyppeihin voidaan ymmärtää ja valvoa, ydinsiirron käyttö geneettisesti määriteltyjen ihmisen ES-solulinjojen saamiseksi mahdollistaisi sellaisten geneettisesti monimuotoisten solulinjojen muodostumisen, joita ei ole helposti saatavissa pakastetuista alkioista tai jotka ylittävät kliinisen tarpeen IVF-klinikoilla. Jälkimmäiset eivät heijasta kantaväestön monimuotoisuutta ja ovat vinoutuneita perimää kohti pareista, joissa naaras on vanhempi kuin maksimaalisen hedelmällisyyden aika tai toinen kumppani on hedelmätön. Lisäksi saattaa olla tärkeää tuottaa kantasoluja ydinsiirrolla henkilöiltä, joilla on sairauksia, jotka liittyvät sekä yksinkertaisiin että monimutkaisiin (monigeenisiin) periytyviin geneettisiin mieltymyksiin. Esimerkiksi joillakin ihmisillä on mutaatioita, jotka altistavat heidät ”Lou Gehrigin taudille” (amyotrofinen lateraaliskleroosi eli ALS); kuitenkin vain osa näistä henkilöistä sairastuu, oletettavasti lisägeenien vaikutuksesta. Monilla yleisillä geneettisillä mieltymyksillä tauteihin on yhtä monimutkaiset etiologiat; on todennäköistä, että tällaisia sairauksia tulee ilmi lisää, Kun Human Genome Projectin tuottamaa tietoa aletaan soveltaa. Potilaiden ja terveiden ihmisten ydinsiirroilla valmistettujen ES-solujen avulla olisi mahdollista vertailla näiden solujen kehitystä ja tutkia perusprosesseja, jotka muuntavat mieltymyksiä sairauksiin.
ES-solujen kanssa tehtävään työhön tai solujen ja kudosten muodostumiseen elinsiirtoa varten ei liity blastokystien sijoittamista kohtuun. Alkiokehitystä ei siis ole 64-200 soluvaiheen jälkeen, eikä sikiökehitystä ole.