Методологические и этические аспекты клонирования

 
Введение
27 февраля 1997 года шотландские ученые Ян Вильмут и Кен Кемпбелл объявили миру о том, что им удалось экспериментально воссоздать живой организм, использовав технологию клонирования. Появление первой клонированной овечки Долли стало предпосылкой к клонированию человека. Трудно припомнить, чтобы какое-либо научное открытие вызвало столько споров, дискуссий, породило столько мифов, как клонирование. Даже ООН активно занимается рассмотрением этого вопроса. Проблема давно вышла из научных границ. Ее горячо обсуждают политики, государственные деятели, СМИ, представители религиозных конфессий. Каждый считает своим долгом высказаться «за» или «против» предполагаемого, пока только теоретически, клонирования человека. Однако, что мы действительно знаем о клонировании? Что мы можем говорить о возможных плюсах и минусах использования этой сенсационной технологии? И чем вызваны все эти горячие споры, запреты, «круглые столы», научные конференции и официальные заявления?
Идея клонирования состоит в том, что в экспериментальных условиях можно исключить ядро из яйцеклетки человека или животного и ввести в нее одно диплоидное ядро из соматической клетки другого организма-донора, обычно того же вида. В случае развития таких яйцеклеток должен получиться клон особей, которые по генотипу полностью повторяют друг друга.
Цели: познакомиться с существующей литературой на тему клонирования, посмотреть, как освещаются этические и технические проблемы этого вопроса, сделать собственные выводы, попытаться сформировать собственную позицию в отношении перспектив клонирования человека.


Основная часть
История
Термин "клон" происходит от греческого слова "klon", что означает - веточка, побег, черенок, и имеет отношение, прежде всего к вегетативному размножению. Клонирование растений черенками, почками или клубнями в сельском хозяйстве, в частности в садоводстве, известно уже более 4-х тыс. лет. При вегетативном размножении и при клонировании гены не распределяются по потомкам, как в случае полового размножения, а сохраняются в полном составе в течение многих поколений.
Однако у животных есть препятствие. По мере роста их клеток, они в ходе клеточной специализации - дифференцировки - теряют способность реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре.
Первые опыты на амфибиях
Возможность клонирования эмбрионов позвоночных впервые была показана в начале 50-х годов в опытах на амфибиях.
Бриггс и Кинг установили, что если брать ядра для пересадки из клеток зародыша на ранней стадии его развития - бластуле, то приблизительно в 80% случаев зародыш развивается до нормального головастика. Если ядро взято из клеток зародыша на стадии гаструлы, нормальное развитие происходит менее чем в 20% случаев.
Гердон (1962) в качестве донора ядер брал вполне специализированные клетки эпителия кишечника головастика. Только 1% эмбрионов развился в половозрелых особей. Модификация эксперимента методикой серийной пересадки ядер несколько увеличивает число зародышей с нормальным развитием до более поздних стадий.
Опыты с амфибиями показали, что ядра различных типов клеток одного и того же организма генетически идентичны и в процессе клеточной дифференцировки постепенно теряют способность обеспечивать развитие реконструированных яйцеклеток, однако серийные пересадки ядер и культивирование клеток in vitro в какой-то степени увеличивает эту способность.
Собственно, в этих экспериментах клонировали не взрослых животных, а эмбрионов амфибий.
Реконструированная яйцеклетка - яйцеклетка с удаленным ядром и перенесенным в нее ядром клетки другого организма.
Серийная пересадка ядер - извлечение ядра из реконструированных яйцеклеток на стадии бластулы и пересадка в новые энуклеированные яйцеклетки.
Неудачи экспериментов с мышами
Успешные опыты с амфибиями заставили ученых задуматься о клонировании эмбрионов млекопитающих, в частности мышей. К тому времени весьма основательно были изучены биология и генетика ранних этапов развития млекопитающих, и, в частности, мыши как модельного объекта. В конце 70-х годов опыты на мышах начались. Работа методически оказалась довольно трудной, прежде всего потому, что размер яйцеклетки у млекопитающих примерно в тысячу раз меньше, чем у амфибий. Эти трудности были успешно преодолены; однако все полученные разными способами зародыши мышей развивались лишь до стадии бластоцисты.
Опыты показали, что в эмбриогенезе у мышей клеточные ядра рано теряют тотипотентность (свойство клеток реализовывать генетическую информацию, обеспечивающую их дифференцировку и развитие до целого организма), что связано, очевидно, с очень ранней активацией генома зародыша - уже на стадии 2-х клеток. У других млекопитающих, в частности, у кроликов, овец и крупного рогатого скота, активация первой группы генов в эмбриогенезе происходит позднее, на 8-16-клеточной стадии. Возможно, поэтому первые значительные успехи в клонировании эмбрионов были достигнуты на других видах млекопитающих, а не на мышах. Тем не менее, работы с мышами значительно расширили наши представления о методологии клонирования млекопитающих.
Кролики, коровы
Американские исследователи Стик и Робл пересаживали ядра 8-клеточных эмбрионов одной породы кроликов в яйцеклетки кроликов другой породы. Из 164 реконструированных яйцеклеток только 6 развились в нормальных животных, фенотип которых полностью соответствовал фенотипу донора. Это, конечно, очень низкий выход, практически не позволяющий рассчитывать на получение таким методом клона генетически идентичных животных. Ценность этой работы, тем не менее, в том, что она показала возможность клонирования эмбрионов кроликов.
Бондиоли и соавторы, используя в качестве доноров ядер 16-64-клеточные зародыши коров, трансплантировали 463 реконструированных зародыша в матку синхронизированных реципиентов, и было получено 92 живых теленка. Семь из них были генетически идентичны, представляя собой клон, полученный в результате пересадки ядер клеток одного донорского эмбриона. Были и другие успешные работы, но только с ядрами зародышевых клеток.
Клеточные ядра зародышей крупного рогатого скота достаточно долго сохраняют тотипотентность и могут обеспечить полное развитие реконструированных яйцеклеток. Но остается основная задача - найти донорские ядра, обладающие тотипотентностью, из тканей взрослых животных.
Клонирование овец
В 1997 году человечество было потрясено появлением на свет шотландской овечки Долли. В процессе ее «создания» в 277 яйцеклеток были перенесены ядра, взятые из клеток вымени животного-донора (Finn Dorset) и некоторое время культивировавшиеся in vitro. Из них образовалось 29 эмбрионов, один из которых, Долли, выжил. Долли - первое млекопитающее, успешно клонированное из клетки другого взрослого существа.
У этого первого успешного эксперимента есть существенный недостаток - очень низкий коэффициент выхода живых особей (0,36%). Встает вопрос о причинах гибели зародышей. Все ли пересаженные донорские ядра обладали тотипотентностью? Сохранялся ли полностью их функциональный геном (набор генов, необходимых для развития), все ли нужные для развития гены были дерепрессированы? Это очень важные вопросы, и по одному животному нельзя сделать окончательные выводы. Тем более что результаты исследований на амфибиях говорят о необратимом характере инактивации, репрессии генов в ходе клеточной дифференцировки. Возможно, авторам крупно повезло, и они достаточно случайно в трех разных клеточных популяциях культивированных in vitro клеток донора отобрали за короткий срок стволовые клетки, для которых характерна низкая дифференцированность и способность к делению.
В 2002 году у Долли было отмечено развитие артрита, который как предполагается, мог стать результатом генных мутаций, инициированных процессом клонирования. Помимо артрита у животного наблюдался целый ряд отклонений от нормального развития, и 14 февраля 2003 года ученые усыпили знаменитую овечку из-за прогрессирующей болезни легких. Долли умерла в возрасте 6 лет.
Клонирование свиней
Вспомним, что наиболее близки к человеку по строению внутренних органов свиньи. Органы свиньи наиболее подходят к человеку по размерам. Но самой большой проблемой остается отторжение органа животного, который человеческий организм не принимает за свой. Ученые видят один из возможных путей решения этой проблемы в том, чтобы генетически "замаскировать" органы животного, для того, чтобы человеческий организм не мог распознать их как чужие. Внимание ученых сосредоточено на изучении гена, который ответственен за отторжение чужеродных тканей иммунной системой человека. Этот подход увенчался успехом 2 января 2002 года, когда биотехнологическая компания PPL Therapeutics сообщила о появлении на свет пяти клонированных поросят, органы которых идеально подходят для пересадки человеку.
Еще одной темой для исследования является попытка "очеловечить" генетическим путем органы свиньи, для того чтобы значительно снизить риск отторжения. Для этого предполагалось вводить человеческие гены в хромосомы клонируемых свиней.
Кошки и собаки
Сейчас успешно проводится клонирование кошек и собак, например компанией BioArts. При этом используется все та же технология переноса ядра соматической клетки в яйцеклетку, правда немного усовершенствованная.
Клонирование человека
Клонирование человека - этическая и научная проблема конца ХХ - го - начала XXI-го века, состоящая в технической возможности приступить к формированию и выращиванию принципиально новых человеческих существ, точно воспроизводящих не только внешне, но и на генетическом уровне того или иного индивида, ныне существующего или ранее существовавшего — вместе с полной этической неподготовленностью к этому общества.
Разновидности клонирования человека:
Репродуктивное клонирование предполагает, что индивид, родившийся в результате клонирования, получает имя, гражданские права, образование, воспитание, словом — ведёт такую же жизнь, как и все «обычные» люди. Репродуктивное клонирование встречается с множеством этических, религиозных, юридических проблем, которые сегодня ещё не имеют очевидного решения. В большинстве государств все работы по репродуктивному клонированию запрещены на законодательном уровне.
Терапевтическое клонирование предполагает, что развитие эмбриона останавливается в течение 14 дней, а сам эмбрион используется как продукт для получения стволовых клеток. Законодатели многих стран опасаются, что легализация терапевтического клонирования приведёт к его переходу в репродуктивное. Однако в некоторых странах (США, Великобритания) терапевтическое клонирование разрешено.
Появление первой клонированной овечки Долли стало предпосылкой к клонированию человека. Публично обсуждалась перспектива проведения работ в этой области.
Ещё в 1943 году было произведено успешное оплодотворение яйцеклетки «в пробирке», а 1973 году профессор Л.Шетлз из Колумбийского университета в Нью-Йорке заявил, что оно готов произвести на свет первого «бэби из пробирки», после чего последовали категорические запреты Ватикана и пресвитерианской церкви США. В 1978 году был рождён первый ребёнок «из пробирки». В 1981 году Шетлз получает три клонированных эмбриона человека, но приостанавливает их развитие. В ноябре 2001 года американской фирмой Advanced Cell Technology был создан человеческий эмбрион с помощью клонирования, но человеческая яйцеклетка, которой добавили генетический материал взрослой клетки, разделилась всего пару раз. Далее процесс не пошел.
В последние годы было несколько сообщений об успешном клонировании человека, например от компании Clonaid, но они не подтверждены.
Стволовые клетки
Одна из разновидностей клонирования человека - терапевтическое клонирование. Развитие эмбриона останавливается в течение 14 дней, а сам эмбрион используется как продукт для получения стволовых клеток.
Что же такое стволовые клетки?
Стволовые клетки — иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых способна впоследствии дифференцироваться особым образом, то есть получать специализацию и далее развиваться как обычная клетка.
Стволовые клетки могут давать начало любым клеткам организма - и кожным, и нервным, и клеткам крови. Сначала полагали, что во взрослом организме таких клеток нет, и существуют они лишь в самом раннем периоде эмбрионального развития.
Плюри - и мультипотентность стволовых клеток делает их идеальным материалом для трансплантационных методов клеточной терапии.
Стволовые клетки  используются при восстановлении сердечной мышцы после инфаркта, в ортопедии, в лечении неврологических и других заболеваний.
Группа американских ученых под руководством Е.Мизей показала, что стволовые клетки, куда бы их ни имплантировали, способны достигать поврежденного места, в частности мозга, и обеспечивать там восстановительные процессы.
В 70-е годы А.Я.Фриденштейн с соавторами обнаружили стволовые клетки в мезенхиме (строме) «взрослого» костного мозга. Тогда же появились работы, доказывающие наличие стволовых клеток практически во всех органах взрослых животных и человека.
Так что стволовые клетки можно получить не только из эмбриона на стадии бластоцисты. А при трансплантации человеку собственных стволовых клеток нет риска отторжения.
Методические аспекты
Вопрос о клонировании человека ставить еще рано, так как недостаточно методически или технически разработано клонирование взрослых млекопитающих. Для этого нужно расширить круг исследований, включив в него кроме овец представителей и других видов животных.
Такие работы необходимы, чтобы установить, не ограничивается ли возможность клонирования взрослых млекопитающих особенностями или спецификой какого-либо одного или нескольких видов. Также необходимо существенно повысить выход жизнеспособных реконструированных эмбрионов и взрослых клонированных животных, выяснить, не влияют ли  методические приемы на продолжительность жизни, функциональные характеристики, плодовитость животных. Для клонирования человека очень важно свести к минимуму риск дефектного развития реконструированной яйцеклетки, главной причиной которого может быть неполное репрограммирование генома донорского ядра.
Возможно, неудачи осуществленных попыток клонирования человека связаны с тем, что в процессе эволюции сформированы весьма различные структурные пути развития клеток и тканей высших эукариот для выполнения двух принципиально различных их функций: поддержания существования организма во всем многообразии его связей с внешней средой и полной, гарантированно сохранной передачи наследственной информации следующему поколению. Среди высших эукариот мы нигде не наблюдаем передачи репродуктивной функции соматическим системам; очевидно, что при попытках искусственного смешения этих функций мы можем столкнуться с рядом практически неодолимых препятствий.
В последнее время удалось, по всей видимости, понять причину неудач, связанных с клонированием. Дело в том, что для клонирования необходимо «изъять» ядро ооцита из цитоплазмы и на его место ввести ядро диплоидной соматической клетки. При этом через разрыв мембраны яйцеклетки вытекает до трети цитоплазмы с ее питательными и регуляторными веществами и протеинами. Из-за этого клоны и оказываются нежизнеспособными.
Уже относительно давно было предложено «делить» цитоплазму ооцита на две половинки – содержащую ядро и без него. Последняя получила название «цитопласт». Теперь Габор Байта из Сельскохозяйственного института в Копенгагене предложил вообще не изымать ядро соматической клетки, а просто «сливать» ее с одним или двумя цитопластами.
Метод уже опробовали австралийские ученые, которые с его помощью резко повысили «выход» клонированных телят: из 7 бластоцистов – «шариков» из эмбриональных клеток, – перенесенных в матки коров, шесть имплантировались в слизистой и привели к беременности, в результате которой родились бычки и телки. Напомню, что овечка Долли родилась в результате более чем 300 неудачных попыток.
Этические аспекты
За:
1. Клонирование постоянно происходит в естественных условиях, когда рождаются идентичные близнецы с одинаковым генотипом.
2. Появление возможности выращивания органов для пересадки их в организм, что позволит победить массу болезней таких как рак, спасти жизни людей пострадавших от катастроф и.т.д.
3. Возможность для бездетных людей иметь собственных детей (в России каждая седьмая семейная пара - бесплодна)
4. Клонирование поможет людям, страдающим тяжёлыми генетическими болезнями. Если гены, определяющие какую-либо болезнь, содержатся в хромосомах отца, то в яйцеклетку матери пересаживается её собственная соматическая клетка, и тогда появляется ребенок, лишённый опасных генов, точная копия матери, и наоборот.
Против:
1. Одна из целей клонирования – «копирование» великих людей. Но становление человека как личности, базируется не только на биологической наследственности, оно определяется также семейной, социальной и культурной средой. При клонировании индивида невозможно воссоздать все те условия воспитания и обучения, которые сформировали личность его прототипа (донора ядра).
2. При бесполом размножении изначально жесткая запрограммированность генотипа предопределяет меньшее разнообразие взаимодействий развивающегося организма с изменяющимися условиями среды (по сравнению с половым размножением, когда в формировании индивида участвуют два генома, сложным и непредсказуем им образом взаимодействующие между собой и с окружающей средой).
3. Практически все религиозные учения настаивают, что появление человека на свет - в "руках" высших сил, что зачатие и рождение должно происходить естественным путем.
4. При терапевтическом клонировании человека остановка развития 14-дневного эмбриона фактически является убийством, а для женщины, отдавшей свою яйцеклетку - абортом.
5. Путь клонирования был бы устлан «израсходованными» эмбрионами, для которых желаемое не свершилось. Неудавшиеся эксперименты, угрожающие деформации являются весьма серьезными аргументами против клонирования, даже если речь идет о том, чтобы только отважиться на «поделки», сопряженные с опасностью различного рода уродств.
6. Достоинство, на которое имеет право каждый человек независимо от его способностей и состояния здоровья, закреплено христианскими традициями и является одновременно основой любого гуманного общества. Право на это достоинство человек имеет по одной единственной причине – просто потому, что он является человеком. Это достоинство безусловно и не совместимо с какими либо требованиями целесообразности. Ребенок, который должен родиться, не является средством для какой либо цели, наличие которой давало бы ему право на жизнь и наделяло бы его жизнь смыслом.
7. Проблема клонирования человека находится в тесной связи с репродуктивной медициной. Если клонирование найдет применение как средство преодоления бесплодия, то это может привести к обострению тенденции превращения жизни в рыночный товар. Клонированный ребенок может стать жертвой современного отношения к вещам (вещи очень часто выбрасываются и заменяются новыми), если он не отвечает поставленным высоким требованиям, например, вместо желаемого второго Билла Гейтса вырастает совершенно средний ребенок или (в худшем случае), генетический несчастный случай ведет к появлению на свет ненормального ребенка. Тот, кто присваивает себе функции Бога и хочет производить людей, должен понимать, что обращение с людьми будет все более похожим на обращение с продуктами.
8. Каждый ребенок представляет собой результат совершенно новой, никогда ранее не существовавшей комбинации наследственных признаков его родителей. Негативная формулировка этого обстоятельства гласит: ни один человек не выбирает сам себе свою генетическую структуру. Он свободен лишь настолько, что может использовать предоставленные ему шансы или же упускает их, осознает свои границы или же пытается их преодолеть. С этой точки зрения клонирование не является вторжением в область самоопределения человека, в данном случае клонированного ребенка. Новыми, однако, являются возможности «другой стороны», а именно тот факт, что родители берут случай в свои руки и предопределяют для своего ребенка его генетическую структуру, т.е. необходимость жить с вполне определенными генами, а именно с генами одного из родителей.
9. Клонирование обостряет одну из тенденций репродуктивной медицины: взаимоотношения мужчины и женщины, объединяющихся чтобы зачать ребенка, выносить и родить его во все большей степени, превращаются в производственный акт, в котором личностные отношения перерождаются в отношения между дизайнером и продуктом. Мы можем рожать без зачатия и обрести собственного ребенка, не рожая. Осознание христианских корней нашей культуры помогает понять ситуацию. Наши культурные традиции рассматривают это как положительное явление, когда два человека – если они любят друг друга – объединяются, чтобы зачать ребенка, произвести его на свет, вырастить даже в том случае, если он вовсе не отвечает нашим лучшим ожиданиям, и заботится о нем до тех пор, пока он не будет в состоянии вести собственную жизнь.
На сегодняшний день эксперименты по клонированию человека запрещены (либо наложен мораторий) практически во всех развитых и развивающихся странах, кроме того существует специальная резолюция Совета безопасности ООН, вводящая мораторий на любые эксперименты по клонированию человека и зародышей старше двухнедельного срока развития. В настоящее время в мире активно развернулся процесс криминализации клонирования человека.


Мое мнение
В настоящее время недостаточно хорошо методологически разработан биотехнологический метод клонирования человека. Очевидно, что сегодня вероятность отрицательных последствий значительно перевешивает все выгоды. Работы по клонированию человека сейчас и в ближайшем будущем проводить нецелесообразно. Возможно, через некоторое время, когда технология клонирования будет разработано до 100%-ной надежности, люди смогут вернуться к обсуждению целесообразности клонирования человека.
Но я считаю – любой здравомыслящий человек должен понимать, исходя из приведенных выше аргументов: клонирование человека – нравственное преступление, и оно не должно осуществляться, ни под каким видом. Так, голод не может служить оправданием людоедства. Аргументы против клонирования человека перечеркивают на корню все возможные выгоды.
В то же время, работы с домашними животными важны с практической точки зрения. Клонирование ценных трансгенных животных может быстро и экономично обеспечить человечество новыми лекарственными препаратами, содержащимися в молоке, специально полученных для этого генноинженерными методами овец, коз или коров. Клонирование высокопродуктивных домашних животных, в частности молочных коров, может произвести буквально революцию в сельском хозяйстве, так как только этим методом можно создать не отдельные экземпляры, а целые стада элитных коров рекордисток. Это же относится к размножению выдающихся спортивных лошадей, ценных пушных зверей, сохранению редких и исчезающих животных в природных популяциях и т.д.
 
Список использованной литературы
1. Александр Карпов Овечный вопрос: попытка некролога http://offline.computerra.ru/offline/2003/481/24390/page2.html
2. Долли (овца) // Википедия. [2006 - 2010]. Дата обновления: 25.01.2010. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=21636284
3. Дубинин Н.П. Общая генетика. -  М.: Наука, 1986. -560 с.
4. Клонирование человека // Википедия. [2006 - 2010]. Дата обновления: 16.03.2010. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=23018649
5. Конюхов Б.В. Долли - случайность или закономерность? http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/MEN/CLONE_1.HTM
6. Корочкин Л.И. Что такое стволовые клетки // Природа. - 2005. - №6.
7. Лалаянц И.Э. Стволовые клетки и клонирование http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200303001
8. Назаренко Е.Ю. Клонирование человека: за и против
9. Хербст М. Совсем как мама
www.iguw.de/text.php?text=653&typ=doc