Klonowanie po polsku

W czasopiśmie „European Biotechnology News”, wydawanym w Berlinie, ukazała się informacja o narodzinach pierwszego polskiego sklonowanego zwierzęcia - królika NT 20, stworzonego w październiku 2003 r. w Instytucie Zootechniki w Balicach. Warto przyjrzeć się temu osiągnięciu.

Pomysł stworzenia instytutu badawczego, zajmującego się problemami szeroko pojętej hodowli zwierząt, narodził się jeszcze w czasie II wojny światowej. Jego twórcą był prof. Teodor Marchlewski, który zaraz po wyzwoleniu Krakowa zaczął realizować swój projekt. Tak też powstał Instytut Zootechniczny, pierwotnie w Uniwersytecie Jagiellońskim, gdzie profesor miał już swoją katedrę. W 1950 r. Instytut przekształcono w resortową ogólnokrajową placówkę naukową Ministerstwa Rolnictwa. Pierwszym dyrektorem był jej twórca prof. Marchlewski.

Dzisiaj Instytut, mający swoją siedzibę w podkrakowskich Balicach, jest ogromną instytucją z wieloma zakładami doświadczalnymi, ale przede wszystkim z zakładami naukowymi. Najbardziej spektakularne prace toczą się w Zakładzie Fizjologii Rozrodu Zwierząt. Można zobaczyć tam m.in. transgeniczne świnie z wszczepionym genem warunkującym odporność prosiąt lub modyfikującym skład tłuszczu, transgeniczne króliki z wprowadzonym genem, dzięki któremu królicza mama będzie produkowała lepszej jakości mleko dla młodych czy dorodne byczki narodzone z jednego, podzielonego w siódmym dniu życia, zarodka.

Same Balice to jedna z najstarszych wsi pod Krakowem i znany port lotniczy. W przepięknym pałacu, którego ostatnim właścicielem był książę Dominik Radziwiłł, urzędują teraz profesorowie zootechnicy.

PRZEŁOM

Przełomowym momentem w klonowaniu zwierząt w ogóle był somatyczny klon ssaka, owcy, której nadano rozpoznawalne bodaj już przez wszystkich na świecie imię Dolly (częściej ze zdrobnieniem owieczka Dolly). Była to niewątpliwa zasługa grupy badaczy pod kierownictwem prof. Iana Wilmuta z Roslin Institute w Wielkiej Brytanii. Tuż po urodzeniu się Dolly, w tym samym laboratorium pomyślnie sklonowano inne jagnięta, które jednocześnie były zwierzętami transgenicznymi, co oznacza, że ich materiał genetyczny zawierał geny kodujące ludzkie białka. Modyfikując nieco metodę klonowania owiec, udało się również sklonować myszy (myszkę Cumulina, samca myszy), a także samicę muflona europejskiego (Ovis orientalis musimon).

Badania te wprawiły w ruch i inne czołowe laboratoria na świecie. I choć to duży krok naprzód, nadal należy traktować go raczej jako zaczyn pełnego i oczekiwanego sukcesu. Wciąż bowiem efektywność metody klonowania somatycznego jest bardzo niska, a zwierzęta urodzone w wyniku jej stosowania obciążone są wieloma wadami rozwojowymi. Stąd ciągłe poszukiwania metod mniej zawodnych, które pozwoliłyby przezwyciężyć ograniczenia. Dlatego w tym właśnie kontekście należy ocenić pierwsze w Polsce udane klonowanie somatyczne zwierzęcia, przeprowadzone w Instytucie Zootechniki w Balicach.

Efektem nowej procedury klonowania somatycznego (trwa jej patentowanie) jest biała królica o numerze identyfikacyjnym NT 20 (N - od nuclear, T - od transfer, a 20 oznacza liczbę porządkową rodzących się królików). Tak musi być w dokumentach, ale w codziennym laboratoryjnym życiu już niekoniecznie. Pan Adam, który opiekuje się zwierzętami w Instytucie, nazywa króliczkę po prostu Adaśką. Adaśka w zasadzie niczym nie różniłaby się od innych królików, gdyby nie jeden szczegół, którego nie sposób przeoczyć. To uszy NT 20. Są uszkodzone, bo trzeba było pobierać z nich próbki do badań.

Metoda opracowana przez zespół Instytutu Zootechniki różni się od metody zastosowanej przy urodzeniu owcy Dolly. W przypadku NT 20 materiałem do klonowania były zarówno komórki somatyczne, jak i zarodkowe.

KLONOWANIE KLONOWANIU NIERÓWNE

Aby zrozumieć, na czym polega klonowanie zwierząt, konieczne jest rozróżnienie dwóch w żadnym razie nie tożsamych pojęć, klonowania zarodkowego i klonowania somatycznego, oraz połączenia tych metod, co nastąpiło w przypadku NT 20.

Klonowanie zarodkowe polega na uzyskaniu genetycznie identycznych osobników z jednego zarodka. Jest multiplikowaniem organizmu zwierzęcego w bardzo wczesnym stadium jego rozwoju, kiedy trudno jeszcze określić osobnicze cechy takiego klonu. Dzięki tej metodzie można uzyskać od dwu do kilkudziesięciu identycznych osobników. Naturalną metodą klonowania zarodkowego są jednojajowe bliźnięta. Pierwsze identyczne bliźnięta owiec i bydła urodziły się w Polsce po zastosowaniu tej techniki (dzielenia zarodka na połowę) kilkanaście lat temu, właśnie w Instytucie Zootechniki w podkrakowskich Balicach.

W przypadku klonowania somatycznego rzecz wygląda inaczej, gdyż jego istotą jest możliwość uzyskiwania identycznych osobników ze zwierząt w różnym wieku, od płodu poczynając, a na osobniku dorosłym kończąc. Mówiąc inaczej, dzięki klonowaniu somatycznemu możemy uzyskać zwierzę identyczne pod względem genetycznym ze zwierzęciem już istniejącym i dobrze znanym. Co, przynajmniej teoretycznie (niska efektywność wyklucza na razie stosowanie tej metody w praktyce hodowlanej), oznaczałoby, że w stosunkowo krótkim czasie możliwe jest uzyskanie nieograniczonej liczby wyjątkowo cennych lub wyjątkowo rzadkich zwierząt.

Do sklonowania królika NT 20 w Balicach została wykorzystana specyficzna i oryginalna metoda klonowania mieszanego. Zadziwiający rezultat jest udziałem czterech znakomitych uczonych: dr. Marka M. Pieńkowskiego z USA, prof. Zdzisława Smorąga, dr Marii Skrzyszowskiej z Instytutu Zootechniki w Balicach oraz prof. Ryszarda Słomskiego z Akademii Rolniczej i Instytutu Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu. Metoda „balicka” wydaje się być bardziej efektywna od dotychczas stosowanej (np. przy uzyskaniu owcy Dolly), ponieważ materiałem do klonowania były zarówno komórki somatyczne, jak i zarodkowe. Z dużym prawdopodobieństwem metoda ta pozwoli na wyeliminowanie licznych anomalii rozwojowych, które pojawiały się u zwierząt otrzymywanych w wyniku klasycznego klonowania somatycznego. Za przykład niech posłuży najsłynniejsza na świecie owieczka Dolly, którą z początkiem 2003 r. trzeba było uśpić, gdyż miała kłopoty z oddychaniem i starzała się znacznie szybciej niż jej naturalne rówieśnice.

W balickim Instytucie wszyscy pracownicy (a i pewnie opinia publiczna) liczą na to, że z NT 20 będzie inaczej. Trzeba jednak przyznać, że mimo zmodyfikowanej metody, która wydaje się być zdrowsza, wiele jeszcze pozostaje w sferze niepewności. Większość wynika niewątpliwie z faktu, że klonowanie jest procesem bardzo niefizjologicznym, bo dojrzała już komórka somatyczna musi zaczynać wszystko od nowa. Odbywa się tzw. reprogramming, czyli cofanie zegara biologicznego. Metoda mieszana, która pozwoliła na stworzenie NT 20, może być wykorzystywana również do uzyskiwania zwierząt wytwarzających w mleku białka do przemysłu farmaceutycznego i do modyfikowania narządów zwierząt z przeznaczeniem do wykorzystania u człowieka.

CYRKOWA SZTUCZKA

Posługując się żartem, nie pozbawionym bynajmniej trafności, można powiedzieć, że w Instytucie Zootechniki w Balicach, niczym w cyrku, naukowcy wyciągnęli królika z... ucha. I nie ma w tym przesady, bo baliccy zootechnicy pobrali materiał (komórkę) do klonowania z ucha rodzica NT 20, a następnie jądro takiej komórki wprowadzili do jednej z dwóch komórek, z których składał się zarodek samicy królika. Manipulacje odbywały się w obrębie komórki zarodkowej, która jest zdecydowanie mniejsza niż jajowa (dotąd wykorzystywana jako biorca). Zarodek taki ma wielkość ok. 100-110 mikronów, więc zabieg klonowania musi być przeprowadzany przy 200-krotnym, a nawet 400-krotnym powiększeniu. Ostatecznie królica urodziła ośmioro dzieci różnej płci. Jedno z nich, samiczka NT 20, jest klonem.

Klonowaniu, czy też transgenezie, od zawsze towarzyszyła (przypuszczam, że nic już tego nie zmieni, i dobrze) dyskusja nad etycznymi aspektami badań. Ale, żeby rozsądnie mówić na ten temat, należy prawidłowo zdefiniować to, o czym się mówi. Transgeneza czy klonowanie to tylko hasła. By je uściślić, należy wiedzieć, czego dotyczą, z jakimi organizmami ma się do czynienia i najważniejsze - co chce się osiągnąć w wyniku tych badań. Warto wiedzieć, że około 10 proc. ludzi jest uczulonych na laktozę w mleku. A jeśli uda się wyhodować krowy, które będą miały odpowiednio obniżony poziom laktozy w mleku, zostanie rozwiązany problem milionów ludzi na świecie. Jeśli zaś uda się stworzyć świnie, których organy będą mogły posłużyć do transplantacji, uratowane będzie życie setek tysięcy ludzi, którzy z braku dostępu do organów skazani są teraz na śmierć. Nadrzędną kwestią, jak sądzę, powinno być ustanowienie nieprzekraczalnej granicy, którą stanowi życie i godność człowieka. Jej przekroczeniem byłoby na pewno klonowanie człowieka. Dlatego też protesty i dyskusje, mimo że często przesadzone i niesłuszne, w ogólnym rozrachunku są jak najbardziej pożądane i wartościowe.