Klonen
Wat is er gekloond?
Dolly (5 juli 1996 – 14 februari 2003) was het eerste gekloonde schaap en ook 's werelds eerste kloon van een volwassen dier. Op 22 februari 1997 werd haar geboorte bekendgemaakt.
Dolly’s oorsprong lag in een cel uit het uierweefsel van een volwassen ooi. Reden voor de verantwoordelijke Schotse wetenschappers om haar naar de rondborstige country-zangeres Dolly Parton te vernoemen. Revolutionair in de 'Dolly-techniek' was dat een cel van een volwassen dier (die al gespecialiseerd is als bijvoorbeeld lever- of hersencel) als oorsprong werd gebruikt, en dus niet een ongespecialiseerde stamcel. Voor het eerst bleek dat cellen hun specialisatie kunnen 'vergeten' en een nieuwe kunnen aannemen.
Inslapen
Een dierenarts liet Dolly op zesjarige leeftijd inslapen
vanwege een longontsteking, die samenhing met voortijdige artritis. Mogelijk heeft Dolly deze ziekte zo vroeg gekregen omdat de cel waaruit ze gekloond was al bij haar geboorte beschadigd was. Dit heeft wetenschappers doen twijfelen of een gekloonde cel zichzelf naar zijn oorspronkelijke model kopieert of zijn huidige, al beschadigde, genen overdraagt.
Meer gekloonde dieren
Na Dolly werden ratten, muizen, geiten, koeien, varkens en apen gekloond. Veel van de gekloonde dieren bleken niet gezond te zijn. Ze leden onder andere aan defecten aan het afweersysteem, problemen met de vruchtbaarheid, overgewicht, ademhalings- en bloedcirculatieproblemen, nier- en hersenafwijkingen, diabetes, vergrote tongen, vervormde gezichten en poten, vroegtijdig sterven door longontsteking, leveraandoening en kanker.
Wat is klonen?
De horizon van de medische technologie wordt steeds ruimer. En aan het eind tekent zich het silhouet af van de gekloonde mens. De ontwikkelingen gaan zo snel dat we ons serieus op zijn komst moeten voorbereiden.
Vorig jaar beweerden Amerikaanse onderzoekers al een menselijk embryo te hebben gekloond. Met de kloontechniek willen zij mensen genezen van ziekten als Parkinson en diabetes. Maar niet iedereen heeft onbaatzuchtige motieven. De Amerikaanse organisatie Clonaid wil het klonen van mensen commercieel gaan exploiteren. Mark Hunt, de grootste geldschieter van Clonaid, stort zijn miljoenen in de hoop een kopie van zijn in 1999 overleden zoontje van tien weer in leven te zien. De initiatieven roepen het beeld op van dubbelgangers, monsters misschien. En vragen, veel vragen.
Het onderzoek naar klonen is in volle gang. Het gedijt. Er zijn initiatieven, er is geld, en er worden resultaten geboekt. Ook al zijn er tegenstanders, kennelijk bestaat er een goede voedingsbodem voor. Het klonen staat dan ook niet op zichzelf. Andere medische ontwikkelingen effenen de weg. De scheppers van het schaap Dolly hebben aangekondigd ook menselijke embryo's te gaan klonen. Dit klonen zal uitsluitend gebeuren voor medische doeleinden, zo zeggen de Britse wetenschappers.
Als er een organisme wordt gemaakt dat genetisch identiek is aan een ander organisme, heet dat klonen. De eenvoudigste vorm is het simpelweg splitsen. Dat wordt al eeuwen gedaan bij planten: het heet dan stekken. Snij een stukje steel van een plant en laat dat in aarde uitgroeien tot een nieuw plantje, daar komt het op neer. Het nieuwe plantje heeft hetzelfde erfelijke materiaal als de oorspronkelijke plant.
Aan het snijvlak van de gestekte plant ontstaan nieuwe, ongespecialiseerde cellen die gaan groeien, delen en zich alsnog specialiseren. Embryo's kunnen volgens hetzelfde principe gesplitst worden. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij eeneiige tweelingen.
Therapeutisch klonen
Die ongespecialiseerde cellen, daar draait het tegenwoordig om. Stamcellen heten ze. Stamcellen zijn eigenlijk de oercellen van het leven. Ze ontstaan als een eicel bevrucht is. Na een dag of vijf beginnen ze zich te specialiseren tot hartcellen, levercellen, zenuwcellen of andere soorten cellen.
Wetenschappers 'oogsten' stamcellen uit de embryo's die overblijven na elke reageerbuisbevruchting. Zij laten die dan in reageerbuizen uitgroeien tot gespecialiseerde cellen, bijvoorbeeld hartcellen. En die zouden op hun beurt ingespoten kunnen worden bij mensen met een verzwakte hartspier.
Een groot probleem is dat de ingespoten cellen afgestoten worden door het lichaam van de patiënt. Nu komt het therapeutische klonen om de hoek kijken. Daarbij worden geen anonieme stamcellen gebruikt, maar cellen van de patiënt zelf. De techniek die daarbij hoort, heet kerntransplantatie. In Schotland werd kerntransplantatie voor het eerst toegepast, bij een schaap.
Klonen; van planten tot mensen?
Klonen bestaat al eeuwen. Het begon allemaal met planten en kikkers, maar zullen er ooit mensen gekloond worden?
Klonen bestaat al heel lang. Er zijn zelfs simpele dieren en planten die zich door middel van klonen voortplanten. Het klonen van de eerste zoogdieren werd bedacht door de Duitse Hans Spemann.
In 1928 begon hij proever te doen met zygotes van salamanders. Deze zygotes bond hij af met behulp van een haar, op zo’n manier dat de celkern aan één kant zat en de beide helften slechts via een dun kanaal met elkaar in verbinding stonden. De helft met de kern begon zich dan al snel te delen, en ontwikkelde zich tot een embryo. Met de andere helft van de zygote gebeurde niets. Als hij de haar iets losser maakte, kon de gedeelde kern wel naar de andere helft en ontwikkelde zich daar tot een tweede embryo. Spemann ontdekte op deze manier dat de embryonale in staat zijn zelfstandig uit te groeien tot een embryo.
In de jaren 50 begonnen 2 Amerikanen, Robert Briggs en Thomas King zich af te vragen waarom een pas bevruchte eicel nog alle kanten op kan differentiëren .
Zij gingen experimenteren met kikkerembryo’s. Hier haalden ze een cel uit en spoten die in een kikkereicel waar ze de kern hadden uitgehaald. Ze kwamen erachter dat als ze zeer jonge embryo’s namen (dus die nog niet zo vaak hadden
gedeeld) dat deze in tachtig procent van de gevallen uitgroeide tot een kikkervisje.
Hierna werd nogmaals een experiment met kikkers uitgevoerd, door dr. Gurdon in 1975. Hij verwijderde de kern uit een eicel van een kikker. Hij haalde een gedifferentieerde cel uit de darmwand en stopte die in de lege cel. Hieruit kon ook een kikkervisje groeien. Hij had dus iets unieks uitgevonden. Want deze klonen waren ontstaan uit cellen die al gedifferentieerd waren en dus al een functie hadden. Maar deze kikkervisjes werden nooit kikkers.
In 1981 werden de eerste gekloonde muizen succesvol uitgevoerd door James McGrath en Davor Soltar.
Ze halen celkernen uit nog hele jonge embryo’s van muizen. Deze planten ze over in eicellen waaruit de kern is verwijderd. De resultaten vielen in het begin tegen, omdat de embryo’s al veel te oud waren. Ze hadden zich al veel te vaak gedeeld. Toen ze dit hadden ontdekt lukte dit experiment wel, er waren in Genève zo drie muisklonen gemaakt.
Na dit resultaat werd er een andere manier van klonen toegepast, namelijk met elektrofusie. Hierbij worden de eicel en de donorcel “gefuseerd” door een klein stroomstootje.
Dit wordt voor het eerst gebruikt in 1986 in Amerika bij een schapenembryo. Het lukte om dit te klonen. Hierna wilden ze verder met het klonen van schapen. Dat werd gedaan door dr. Ian Wilmut in 1995. Er werden schapen uit gedifferentieerde embryonale cellen geboren. Tot dan toe waren voor het klonen van zoogdieren alleen nog maar niet gedifferentieerde cellen gebruikt.
Keith Campbell had een manier gevonden om het probleem van gedifferentieerde cellen op te lossen. Hij wilde deze cellen verjongen. Hij deed dit door ze voedsel te onthouden tijdens de fase van de weefselkweek. Hierdoor bracht hij deze cellen als het ware in een slaaptoestand. De cel(kern) wordt teruggebracht tot een heel ‘primitief’ embryonaal stadium. Het succes van de kerntransplantatietechniek ligt waarschijnlijk in het feit dat, zodra de kern van de donor cel in de ‘lege’ eicel wordt gebracht het genoom als het ware weer terug bij af is, en weer alle kanten op kan gaan delen. De donorkern bevat weer DNA, zoals dat in een embryo aanwezig is.
In 1996 word Dolly, een schaap gekloond. Ze haalden een kern uit de lichaamscel van de uier van het schaap. Deze cel plaatsten ze in een lege eicel van deze ooi en na 148 dagen wordt op 5 juli 1996 het schaap Dolly geboren. Om zeker te zijn dat Dolly precies hetzelfde DNA als haar moeder had, werd er een DNA-fingerprinting gemaakt. Deze kwam overeen. Hierna zijn er nog vele proeven gedaan met het klonen van verschillende dieren, zoals ratten, muizen, geiten, koeien, varkens en apen. Veel van de gekloonde dieren hadden een of andere afwijking en waren dus niet helemaal gezond.
- http://members.lycos.nl/allesoverklonen/
- http://proto2.thinkquest.nl/
- http://stellajelle4a.tripod.com
- www.wikipedia.nl
- www.memory-alpha.org
- www.z.nu.nl
- http://library.thinkquest.org
- http://home.hawaii.rr.com
- http://encarta.msn.com
- www.genesage.com
- earthops.org
- www.arts.arizona.edu
- http://www.britannica.com
- http://www.godandscience.org/
Het klonen van nu
Voor 1990 was er veel gekloond. Ratten, muizen en een schaap, Dolly. Maar daar is het niet bijgebleven.
Vlak na de geboorte van Dolly maakte het Oregon Regional Primate Research Center bekend dat er twee gekloonde resusaapjes waren geboren. Het was voor het eerst dat een diersoort zo dicht bij de mens werd gekloond. De Amerikanen lieten daartoe een eicel uitgroeien tot een beginnend embryo van zes tot twaalf stamcellen. Vervolgens werden deze stamcellen van elkaar gescheiden en met lege eicellen versmolten. Negen draagmoeders kregen de zo ontstane bevruchte eicellen ingeplant in de baarmoeder en drie daarvan raakten zwanger. Uiteindelijk brachten twee van de drie een gezonde baby ter wereld.
Op 24 juli 1997 vond een nieuwe doorbraak plaats bij het Schotse PPL Therapeutics en het Roslin Institute: de geboorte van Polly. De onderzoekers hadden niet alleen een schaap ter wereld gebracht op basis van het erfelijke materiaal van een stamcel, maar dit erfelijke materiaal ook gemodificeerd. Ze hadden een menselijk gen aan het erfelijke materiaal toegevoegd. Het doel van zulke genetische modificatie kan bijv. zijn koeien in hun melk eiwitten te laten uitscheiden die van nut kunnen zijn voor mensen. Ook ontwikkelden wetenschappers methoden om efficiënter
bevruchte eicellen met gemodificeerd erfelijk materiaal te verkrijgen. Ze selecteren de productiviteit van cellen, al voordat ze de kern van de cel inbrengen in de eicel. Hierdoor worden alleen dieren geboren met een maximale opbrengst van het gewenste eiwit.
Begin aug. 1997 maakte het Amerikaanse ABS Global Inc. bekend dat het met succes de stier Gene had gekloond uit stamcellen van een dertig dagen oud runderembryo. Het kalf heeft twee identieke broers, Gene 2 en Gene 3. De Amerikanen kloonden in feite twee keer: ze plaatsten erfelijk materiaal in een lege eicel en zetten deze met een elektrisch stroompje aan tot delen. Uit de kweek haalden ze identieke cellen, die ze opnieuw met een lege eicel lieten versmelten en aanzetten tot delen. Na zeven dagen konden deze 'tweede generatie'-embryo's in een draagmoeder worden geplaatst. Met deze techniek is het mogelijk geworden genetisch identieke dieren massaal ter wereld te brengen.
Op 15 februari 2002 werd in opdracht van de rijke Amerikaan John Sperling de eerste kloon van een kat gemaakt. Het katje werd gekweekt uit volwassen cumuluscellen in de eierstok van een donorkat. Uiteindelijk redde slechts één van de 87 in draagmoeders geïmplanteerde bevruchte cellen het. De vacht van de kloon is niet hetzelfde als die van de donorkat. Het vlekkenpatroon wordt niet uitsluitend door genen bepaald. Sperling streeft naar het commercieel kloneren van huisdieren, zodat geliefde honden en katten tijdig kunnen worden vervangen.
In mei 2003 werd een veulen, genaamd Promotea, geboren die genetisch een kopie was van de Haflinger-merrie die haar baarde. Dit toonde aan dat het lichaam van een moeder geen immuunreactie tegen een genetisch identiek embryo ontwikkelt, zoals sommige wetenschappers tot dan toe aannamen.
Mensen op bestelling
-Het klonen van dieren en mensen wordt steeds populairder. Maar met welke cellen wordt een kloon eigenlijk ‘gemaakt’?
Bij het klonen wordt DNA uit een volwassen cel genomen, zoals een huidcel, dat in een onbevruchte eicel wordt geplaatst waaruit het DNA is verwijderd. Vervolgens worden de cellen samengesmolten met behulp van een elektrische schok. Hiermee word de voortplanting nagebootst.
De cellen moeten zich vrij kunnen delen. De meeste cellen in ons lichaam zijn al voorgeprogrammeerd. Daarom maken we overal in ons lichaam de juiste nieuwe cellen aan die we nodig hebben. Snijden we in ons vel, dan weten de cellen van ons vel dat ze nieuwe huidcellen moeten maken en bijvoorbeeld geen nieuwe darmcellen.
Er zijn in ons lichaam echter cellen die nog niet voorgeprogrammeerd zijn. We noemen dat ‘stamcellen’ zoals ‘stamvader’. Dit zijn cellen die nog alles kunnen orden. Het hangt er maar vanaf waar je de cellen naartoe stuurt of wat je ermee doet.
Voorbeelden van dergelijke stamcellen zijn terug te vinden in het beenmerg en in de levermassa. Zo’n stamcel kan dus ingebracht worden in een lege eicel en zal een baby vormen
Zodra er een klooncel in de eierschaal zit, heeft men eigenlijk een embryo ‘gemaakt’. Binnen de dag begint de klooncel zich telkens in twee te delen. Dus de klooncel wordt twee cellen, dan vier, dan 8, dan 16 en zoverder tot het met miljoenen cellen een volledige baby heeft gevormd.
Een embryootje kan de eerste paar dagen
overleven in het laboratorium in een schaaltje met speciale voedingsstoffen. Daarna heeft het echter een baarmoeder nodig en zal het stilaan een moederkoek met navelstreng gaan vormen om zich zo te voeden. Hiervoor is een vrouw nodig die zwanger zal zijn van de baby.
Zodra het embryo zich heeft gedeeld tot 8, 16 of 32 cellen plaatst men het met een buisje via de vagina in de baarmoeder van een vrouw. In haar buik zal de baby groeien en zij zal van de kloonbaby bevallen.
Het belangrijkste middel voor klonen, de stamcel
- Deze wetenschappelijke krant is geheel gericht op klonen. Met klonen hangt het begrip stamcel samen. Maar wat is een stamcel nou precies?
Stamcel
Een stamcel is een cel die in staat is om naar een of meer andere celtypes te veranderen (differentiëren). Een embryo bestaat in eerste instantie alleen uit stamcellen. Later gaan deze zich specialiseren en vormen ze cellen met elk een eigen functie. Deze gespecialiseerde cellen kunnen daarna geen andere functies meer vervullen, en ze kunnen ook nooit meer teruggaan in hun ontwikkeling om weer stamcellen te vormen. Als de celfunctie deling toestaat, worden door deling alleen soortgelijke of nog sterker gespecialiseerde cellen gevormd. We kunnen verschillende differentiatie graden onderscheiden van stamcellen namelijk totipotente stamcellen, pluripotente stamcellen, multipotente stamcellen en unipotente stamcellen.
Totipotente stamcellen.
Wanneer een zaadcel versmelt met een eicel, ontstaat de zygote. Een zygote is een totipotente stamcel, deze cel is namelijk in staat om (in het juiste milieu) uit te groeien tot een compleet organisme. De blastomeren* die ontstaan door klievingdelingen van de zygote zijn ook totipotent. Bij splitsing van deze cellen ontstaan er ééneiige tweelingen.
* blastomeren: de eerste cellen
Pluripotente stamcellen
Na de bevruchting begint de zygote zich te delen, die eerste delingen zijn klievingen*. Na drie dagen bestaat de celklomp uit acht niet-gedifferentieerde cellen; het morulastadium. Deze cellen delen echter verder wanneer ze het 32-cellig morulastadium bereikt, wijken de cellen uiteen waardoor een holte ontstaat, de blastula. De buitenste cellaag rondom de blastulaholte noemt men de trofoblast. Het geheel noemen we de blastocyst. De trofoblast ontwikkelt zicht later tot de ondersteunde weefsels zoals de placenta. Later kunnen we in die celmassa de kiemschijf met het ectodermaal, mesodermaal en het endodermaal kiemblad onderscheiden (Figuur 2), hier start de orgaanvorming of de organogenese. Cellen ontstaan uit de eerste klievingen van de zygote, differentiëren en eens ze het blastula stadium bereikt hebben, zijn ze hun totipotent karakter verloren.
* klievingen: de eerste delingen
In 1998 isoleerde Dr. Thomson (University of Wisconson) voor het eerst embryonale stamcellen uit de binnenste celmassa van menselijke embryo’s in het blastocyst stadium. Dr. Thomson werkte met restembryo’s afkomstig van IVF -klinieken en cultiveerde hiermee de eerste pluripotente stamcellijn. Sindsdien zijn er wereldwijd meer dan 200 verschillende stamcellijnen geisoleerd. Deze embryonale stamcel lijnen (embryonic stem cells of ES) hebben twee bijzonder eigenschappen. Afhankelijk van de kweekcondities kunnen de cellen zich vernieuwen (proliferatie) of specialiseren (differentiatie). ES beschikken over een enzym, telomerase, waardoor ze onbeperkt kunnen delen. In een gewone cel worden de telomeersequenties bij elke deling een stukje korter aangezien het enzyme polymerase er niet in slaagt het laatste stukje van de chromosomen over te schrijven (Figuur 4). De telomeersequentie worden alsmaar korter en wanneer er uiteindelijk niets meer van overblijft gaat de cel in delingsrust of sterft ze af (celdood). ES beschikken echter over telomerase dat in staat is na elke deling het verloren stukje DNA terug bij te maken. Daarnaast hebben de cellen de unieke mogelijkheid om te differentiëren (specialiseren) tot alle cellen van het organisme. Dit kan in het laboratorium getest te worden door de stamcellen op een andere manier te kweken. Daarnaast kunnen de cellen in de testes (teelbal) van laboratoriummuizen worden geplaatst waar ze uitgroeien tot grote tumoren; teratoma’s of teratocarcinoma’s. Teratoma’s bevatten cellen van de drie kiembladen, georganiseerde weefsels (zoals haar en tand) en cellen die erg gelijken op embryonale cellen. Wanneer ES in de baarmoeder worden geplaatst kan er geen nieuw organisme ontstaan. Deze cellen beschikken namelijk niet over de genetische informatie om alle celtypen te ontwikkelen die nodig zijn voor de ontwikkeling van de foetus.
Het gebruik van humane ES cellen voor onderzoek is in bepaalde landen (o.a Amerika en Duitsland) sterk gelimiteerd door ethische bezwaren van een kleine groep mensen.
In 2002 vond Dr. Gearhart van de John Hopkins University een tweede bron van pluripotente stamcellen. Hij nam primordiale kiemcellen (voorlopers van de geslachtscellen) weg uit foetaal weefsel van afgebroken zwangerschappen. Deze EG of embryonic germ cells kunnen zich ook differentiëren tot cellen uit de drie kiembladen (website stamcellen). Hun proliferatie is echter wel beperkt, ze verdubbelen zich maximaal tachtig keer. EC, EG en ES hebben dezelfde eigenschappen: ze zijn morfologisch gelijkaardig, ze brengen veel dezelfde genen tot expressie, vereisen gelijkaardige groeicondities en ze kunnen differentiëren tot cellen van alle drie de kiembladen (Bottenstein, 2003). Een derde bron om pluripotente cellen te isoleren is het gebruik van de somatische celkerntransplantatie of therapeutisch klonen (zie verder).
Multipotente stamcellen
Multipotente stamcellen zijn cellen die tot een beperkt aantal celtypes kunnen differentiëren. Hun differentiatie en proliferatiemogelijkheden zijn nog meer beperkt daar ze niet tot cellen afkomstig van alle drie de kiembladen kunnen differentiëren. In het lichaam zijn ze nodig om bepaalde onderhoudscellen met een korte levensduur te verversen. De meeste multipotente stamcellen zijn volwassen stamcellen. Een volwassen stamcel is een nog niet gedifferentieerde of een niet-gespecialiseerde cel die voorkomt in een gedifferentieerd en gespecialiseerd weefsel of orgaan van een organisme na de geboorte. Ze kan aanleiding geven tot alle rijpe cellen van het betrokken weefsel. Voorbeelden van AS zijn de hematopoietische* stamcellen, neurale stamcellen uit hersenweefsel, stamcellen in huid- en vetweefsel. Aanvankelijk was men er vast van overtuigd dat de AS zeer geringe differentiatie- en proliferatiemogelijkheden had. Maar recent onderzoek van de Belgische onderzoekster Catherine Verfaillie bewees het tegendeel. Ze slaagde erin AS toch te laten differentiëren tot cellen van een ander
kiemblad.
Navelstrengbloed vormt ook een bron van multipotente stamcellen. Ze bieden talrijke voordelen namelijk dat er geen risico is voor de donor bij het oogsten. Navelstrengbloed kan gemakkelijk ingevroren worden . Een nadeel is het lage aantal aanwezige hematopoietische stamcellen. Ook is er geen tweede transplantatie mogelijk. Navelstrengbloed heeft vooral zijn toepassing bij
hematologische ziekten (zoals acute leukemie).
* hematopoietische; bloedvormende
Unipotente stamcellen
Unipotente stamcellen of ook volwassen stamcellen genoemd zijn in staat welbepaald één type gedifferentieerde cel te maken.
- http://www.webmd.com
- http://www.godandscience.org
- http://www.infoforyou.org
- www.liebertpupb.com
- http://www.reproductivecloning.net
- http://www.stamcel.org
- http://www.biomedisch.nl
- http://noorderlicht.vpro.nl
- www.discoverychannel.nl
- www.wikibooks.nl
- www.natuurinformatie.nl
- www.proto.thinkquest.nl
- www.kuleuven.be
- www.vwo-campus.net
- www.noorderlicht.vpro.nl
- www.bio-ned.nl/Kloon.html
Klonen, recept voor de maakbare mens en dier
In de afgelopen jaren hebben onderzoekers van over de hele wereld verschillende methodes van klonen gevonden. Kerntransplantatie, de Twinning, Roslin en de Honolulu techniek...
Kerntransplantatie
Iedere cel waaruit een mens, een plant of een dier bestaat, bevat een celkern. Hierin bevindt zich de totale verzameling van erfelijke eigenschappen. Deze verzameling wordt DNA genoemd. Uit een willekeurige lichaamscel wordt de kern verwijderd en overgebracht (getransplanteerd) naar een (onbevruchte) eicel waaruit de kern is weggenomen. Door een elektroshock
versmelt de kern met de eicel en hierdoor ontstaat er een kunstmatig bevruchte eicel, die tot deling kan worden aangezet. Men laat dan de eicel in een schaaltje uitgroeien tot het 32-cellige stadium en vervolgens wordt dit embryo in de baarmoeder van een zogenaamde draagmoeder ingebracht om verder te kunnen uitgroeien. Dieren die op deze manier gekloond zijn, hebben dus eigenlijk 3 moeders; een draagmoeder, een
donormoeder voor de eicel en een donormoeder voor de lichaamscel waaruit de celkern is gehaald. Het gekloonde dier heeft dus dezelfde eigenschappen als de donor van de lichaamscel.
Roslin techniek
De Roslin techniek maakt het mogelijk een groot volwassen zoogdier nucleair te klonen. Deze techniek is dan ook vernoemd naar het instituut dat er het eerst is slaagde (Dolly). Bij deze techniek wordt eerst de kern van de bevruchte eicel, die het DNA en dus alle erfelijke eigenschappen van de eicel bevat, verwijderd. Vervolgens wordt er aan de donorcel een stof toegediend die de groei van de cel bevordert. Hierna wordt de donorcel op een kunstmatige wijze in een soort slaaptoestand gebracht, waardoor de cel zich niet kan delen en waardoor de cel naar een ‘onbeschreven blad’ terugkeert. Met dit ‘onbeschreven blad’ wordt bedoeld dat de cel, die eerst geschreven was als de functie te vervullen van bijvoorbeeld een levercel, weer naar het punt teruggaat waar hij was op het moment van bevruchting, toen niemand nog wist waartoe de cel uit zou kunnen groeien. In deze fase wordt het een stamcel genoemd. Daarna worden aan de eicel en aan de donorcel bepaalde stoffen toegevoegd die zich aan het celmembraan hechten. De eicel en de donorcel worden samen gebracht, waardoor de toegevoegde stoffen zich gaan binden. Vervolgens worden de cellen in een elektrisch veld gebracht, waar ze een kleine stroomstoot krijgen. Door deze stroomstoot raken de celmembranen van de cellen beschadigd op de plaats waar ze elkaar aanraken. De celmembranen herstellen zich automatisch, maar vormen hierdoor één cel. Door deze stroomstoot wordt de cel ook geactiveerd tot verdere groei. Zes dagen nadat dit proces is gestart, wordt het klompje cellen uit een reageerbuis in de draagmoeder ingebracht. Dit klompje cellen gaat daarna automatisch naar de baarmoeder van de draagmoeder
Honolulu techniek
Deze techniek lijkt veel op de Roslin techniek, behalve dan dat met de Roslin techniek bijvoorbeeld muizen niet gekloond kunnen worden, omdat na de bevruchting de samengesmolten zaadcel en eicel van een muis zich direct beginnen te delen en die van een schaap pas na 6 uur. Bij bevruchting van een eicel van een muis krijg je dus niet de kans om de bevruchte eicel apart te nemen, in de rustfase te brengen, de chemische stoffen toe te voegen en de stroomstoot toe te dienen, omdat hij al gelijk gaat delen. De Honolulu techniek maakt het mogelijk om met een onbevruchte eicel te werken. Bij de Honolulu techniek wordt gebruik gemaakt van het overbrengen van kern. Dat wil zeggen dat uit een onbevruchte eicel de kern wordt gehaald en uit de donorcel wordt ook de kern gehaald. Als de kern uit de donorcel gehaald is, wordt vervolgens met een hele fijne naald in de eicel gezet. Ongeveer een uur nadat dit is gebeurd, heeft de eicel haar nieuwe kern geaccepteerd en nog eens vier uur hierna wordt de cel in een chemisch mengsel gedaan om hem te gaan laten delen. In dit mengsel ziet een bepaalde stof die de groei van poollichaampjes stopt. Poollichaampjes zijn dochtercellen van een eicel, die de helft van de chromosomen van de eicel opnemen, zodat de eicel de andere helft van de chromosomen van een zaadcel kan ontvangen. Deze groei van de poollichaampjes moet gestopt worden, omdat er namelijk helemaal geen sperma te pas komt bij deze manier van klonen. Bovendien zou de eicel anders maar de helft van alle benodigde chromosomen bevatten, die nodig zijn om een mens te laten ontwikkelen. Als alles goed gaat, zal de cel zich een aantal keren gaan delen en daarna gewoon in de baarmoeder van een andere muis geplaatst kunnen worden. Daar zal de zygote gewoon verder groeien en na een normale draagtijd op natuurlijke wijze ter wereld gebracht worden. Tot nu toe is nog geen enkele muis ‘serieuze defecten’ gaan vertonen, zoals het schaap Dolly kortgeleden wel begon te doen. Er is ook aangetoond dat deze gekloonde muizen zich gewoon kunnen voortplanten.
Twinning techniek
Bij de Twinning techniek worden de cellen gesplitst door middel van chemisch mengsel dat wordt toegevoegd aan de zygote (bevruchte eicel). Het beschermlaagje dat om de zygote zit (het zona pellucida), lost hierdoor op. Daarna voegen ze weer een ander stof toe die een nieuw kunstmatig beschermlaagje om de twee cellen apart maakt, waardoor een eeneiige tweeling ontstaat. Deze techniek wordt al langer tijd toegepast voor het klonen van runderen, maar is ook al gebruikt van mensen, al is het wel onbekend of deze cellen kunnen volgroeien
tot baby’s, omdat er expres ‘zieke’ cellen zijn gebruikt, die als het ware zichzelf vernietigen na 5 delingen, dus bij het 32-cellige stadium. De cellen gedroegen zich wel gewoon tot het 32-cellige stadium.
http://proto2.thinkquest.nl/
http://nl.msnusers.com/
www.nrc.nl
http://www.katholieknieuwsblad.nl/
http://www.knaw.nl/
Welke ethische grenzen denkt de wetenschap over klonen te trekken en hoe denkt zij die te bewaken?
Bij de beantwoording van deze vraag, moet uitdrukkelijk onderscheid gemaakt worden tussen mens en dier.
Dier
Een ethische discussie over het kloneren van dieren handelt over de vraag of en in welke mate schade wordt berokkend aan de belangen van het dier, alsmede over de vraag in hoeverre mogelijke schade aanvaardbaar is. De ethische discussie over het al dan niet schaden van de belangen van het dier in het geval van kloneren, kan gevoerd worden aan de hand van de principes die toegepast worden bij het gebruik van proefdieren in het wetenschappelijk onderzoek. Deze principes betreffen de gezondheid, het welzijn en de integriteit van het dier en meer specifiek, in het geval van het kloneren, de onnatuurlijkheid van het voortplantingsproces. Dit laatste principe, dat door ethici wel het onnatuurlijkheidsargument wordt genoemd, is nog te weinig uitgewerkt om op dit moment in de publieke discussie een rol te kunnen spelen.
Vanuit het principe van gezondheid en welzijn van het dier komen in het geval van het kloneren geen nieuwe gezichtspunten naar voren die de ethische discussie een andere wending geven dan bij het gebruik van (transgene) proefdieren. Tijdens het wetenschappelijk debat is duidelijk geworden dat kloneren uit een oogpunt van 'gezondheid en welzijn' voordelen kan opleveren door een vermindering van het aantal te gebruiken proefdieren en door een verhoogde veiligheid en efficiëntie in vergelijking met micro-injectie met DNA. Daartegenover kunnen als mogelijke nadelen gesteld worden de gevolgen van het gebruik van verouderde chromosomen, een geringere genetische variatie waardoor bijvoorbeeld de resistentie tegen ziekten kan verminderen, en een stijging van het aantal abortussen.
In een debat over de ethiek van het gebruik van dieren neemt het begrip 'integriteit' van het dier een prominente plaats in. Hoewel bij kloneren dit begrip zich meer richt op de soort als geheel dan op het individu, geeft dat geen aanleiding tot een andere invulling van dit begrip. De integriteit van een dierlijke kloon wordt slechts in geringe mate aangetast wanneer het kern-DNA en het mitochondriële DNA verschillende voorouders hebben.
Hoewel het experiment waaruit het schaap Dolly is voortgekomen nog niet kon worden gereproduceerd, opent de voorlopige conclusie uit dat experiment dat cellen van volwassen dieren opnieuw geprogrammeerd kunnen worden, nieuwe perspectieven voor de ontwikkelingsbiologie en de biomedische wetenschappen. De fundamenteel-wetenschappelijke inzichten die daaruit voortkomen zullen zonder twijfel hun weg vinden naar de geneeskundige praktijk. Het wetenschappelijk onderzoek naar het kloneren van dieren en de verdere ontwikkeling van de daarbij te gebruiken technieken dient onderworpen te blijven aan de bestaande Nederlandse regelgeving op het terrein van dierproeven en biotechnologie bij dieren. Men dient zich er daarbij van bewust te zijn dat iedere verdere ontwikkeling van het kloneren bij dieren nieuwe vragen zal oproepen vanuit de samenleving, die aanleiding kunnen geven tot herziening van de regels binnen de thans aanwezige wetgeving. Er is echter geen reden principiële wijzigingen aan te brengen in de wettelijke kaders.
Mens
Vanzelfsprekend konden tijdens het wetenschappelijk debat de ethische aspecten van het kloneren van de mens niet volledig en uitputtend worden behandeld. Volstaan moest worden met een voorlopige inventarisatie van argumenten die in zo een discussie in ieder geval aan de orde dienen te komen. Voor de discussie over het kloneren bij de mens is het van belang het zogenaamde 'reproductief' kloneren – gericht op het produceren van genetisch identieke individuen – te onderscheiden van het 'wetenschappelijk en therapeutisch' kloneren. De argumenten die in een discussie over 'reproductief kloneren' aan de orde moeten komen, zijn tijdens het wetenschappelijk debat onderscheiden in argumenten die betrekking hebben op de gevolgen voor de kloon, voor het genetisch te kopiëren individu en voor de 'opvoeders', en in argumenten die te maken hebben met de gevolgen voor de samenleving.
Tot de eerstgenoemde groep van argumenten behoren kwesties als het recht van het te kopiëren individu om genetisch uniek te blijven; de waardigheid van het menselijk individu; fysieke gezondheid, functioneren en reproductief vermogen van een kloon; de relatie tussen kloon en zijn/haar opvoeders; het recht op voortplanting. Bij een ethische discussie over de gevolgen van 'reproductief kloneren' voor de samenleving dienen argumenten aan bod te komen met betrekking tot het verworden van de voortplanting tot een technologie; het gevaar van eugenetica; de kwaliteit van het ouderschap; misbruik voor commerciële doeleinden.
In het wetenschappelijk debat is vervolgens vastgesteld dat de voor het 'reproductief kloneren' van een mens benodigde technieken nog verre van ontwikkeld zijn. De (draag)moeder en het zich ontwikkelende kind zouden worden blootgesteld aan niet in te schatten en derhalve onaanvaardbare risico's. Bovendien zal de efficiëntie van het proces bij de mens vanwege de bijzondere voortplantingsaspecten voor extra problemen zorgen. De verwachting dat het kloneren van een mens derhalve op afzienbare termijn met voldoende succes kan worden verwezenlijkt, is niet gewettigd. Niettemin is het van belang dat de wetenschap een niet voor tweeërlei uitleg vatbaar standpunt inneemt: op basis van de huidige kennis en inzichten dient het reproductief kloneren van de mens, gericht op het voortbrengen van genetisch identieke individuen, te worden afgewezen. Daarnaast dient echter het wetenschappelijk onderzoek met pré-implantatie embryo's en de therapeutische toepassing van kerntransplantatietechnieken doorgang te kunnen vinden.
Deze uitspraak sluit nauw aan bij het standpunt dat de Nederlandse regering heeft ingenomen met betrekking tot het 'Additioneel Protocol inzake het verbod op het kloneren van mensen' van de Raad van Europa. Blijkens de brief d.d. 28 januari 1998 van de minister van Volksgezondheid, Welzijn en Sport aan de Tweede Kamer zal de ondertekening door Nederland van dat Protocol vergezeld gaan van een interpretatieve verklaring. Bedoelde verklaring zal inhouden dat toepassing van kloneringtechnieken op zeer vroege stadia van ontwikkeling van menselijke embryo's niet onder het verbod dient te vallen.
Het is van groot belang dat uit internationale verdragen voortvloeiende Nederlandse wetgeving, die beoogt het reproduceren van een humane kloon te verbieden, niet het onderzoek treft dat zich richt op verbetering van kloneringstechnieken, zoals celkerntransplantatie voor biomedische toepassingen. Van dit type kloneringsonderzoek, waarbij niet tot implantatie wordt overgegaan, mogen belangrijke nieuwe inzichten voor de eerste embryonale ontwikkeling van de mens worden verwacht.
Het kan onder meer leiden tot het verkrijgen van weefsels voor celtherapeutische- en transplantatiedoeleinden.
Dit betekent dat een verbod op het produceren van een humane kloon niet moet leiden tot onnodige belemmeringen voor het beschikbaar stellen van pré-implantatie embryo's tot veertien dagen oud voor wetenschappelijk onderzoek. Dergelijke embryo's mogen echter in geen geval worden getransplanteerd naar de baarmoeder.
Kloneren zal de komende jaren een onderwerp zijn dat op veel aandacht kan blijven rekenen. Samenleving en wetenschap dienen daarover een dialoog te blijven voeren, teneinde te voorkomen dat enerzijds snelle wetenschappelijke ontwikkelingen leiden tot toepassingen waarop de samenleving haar greep verliest en anderzijds zich in de samenleving ongefundeerde meningen ontwikkelen die een negatieve invloed kunnen uitoefenen op de (medische) wetenschap.
www.knaw.nl/thema/kloneren01.html
www.ethiek.nl/links/klonen.htm
www.chemieforum.nl
www.kuleuven.be
www.vanmaanen.org
scholieren.nrc.nl/weekkrant/2000/37/2.shtml
www.allaboutpopularissues.org
www.trouw.nl
www.ethics.be
www.biopolitiek.nl
Wat is er gekloond?
Dolly (5 juli 1996 – 14 februari 2003) was het eerste gekloonde schaap en ook 's werelds eerste kloon van een volwassen dier. Op 22 februari 1997 werd haar geboorte bekendgemaakt.
Dolly’s oorsprong lag in een cel uit het uierweefsel van een volwassen ooi. Reden voor de verantwoordelijke Schotse wetenschappers om haar naar de rondborstige country-zangeres Dolly Parton te vernoemen. Revolutionair in de 'Dolly-techniek' was dat een cel van een volwassen dier (die al gespecialiseerd is als bijvoorbeeld lever- of hersencel) als oorsprong werd gebruikt, en dus niet een ongespecialiseerde stamcel. Voor het eerst bleek dat cellen hun specialisatie kunnen 'vergeten' en een nieuwe kunnen aannemen.
Inslapen
vanwege een longontsteking, die samenhing met voortijdige artritis. Mogelijk heeft Dolly deze ziekte zo vroeg gekregen omdat de cel waaruit ze gekloond was al bij haar geboorte beschadigd was. Dit heeft wetenschappers doen twijfelen of een gekloonde cel zichzelf naar zijn oorspronkelijke model kopieert of zijn huidige, al beschadigde, genen overdraagt.
Meer gekloonde dieren
Na Dolly werden ratten, muizen, geiten, koeien, varkens en apen gekloond. Veel van de gekloonde dieren bleken niet gezond te zijn. Ze leden onder andere aan defecten aan het afweersysteem, problemen met de vruchtbaarheid, overgewicht, ademhalings- en bloedcirculatieproblemen, nier- en hersenafwijkingen, diabetes, vergrote tongen, vervormde gezichten en poten, vroegtijdig sterven door longontsteking, leveraandoening en kanker.
Wat is klonen?
De horizon van de medische technologie wordt steeds ruimer. En aan het eind tekent zich het silhouet af van de gekloonde mens. De ontwikkelingen gaan zo snel dat we ons serieus op zijn komst moeten voorbereiden.
Vorig jaar beweerden Amerikaanse onderzoekers al een menselijk embryo te hebben gekloond. Met de kloontechniek willen zij mensen genezen van ziekten als Parkinson en diabetes. Maar niet iedereen heeft onbaatzuchtige motieven. De Amerikaanse organisatie Clonaid wil het klonen van mensen commercieel gaan exploiteren. Mark Hunt, de grootste geldschieter van Clonaid, stort zijn miljoenen in de hoop een kopie van zijn in 1999 overleden zoontje van tien weer in leven te zien. De initiatieven roepen het beeld op van dubbelgangers, monsters misschien. En vragen, veel vragen.
Het onderzoek naar klonen is in volle gang. Het gedijt. Er zijn initiatieven, er is geld, en er worden resultaten geboekt. Ook al zijn er tegenstanders, kennelijk bestaat er een goede voedingsbodem voor. Het klonen staat dan ook niet op zichzelf. Andere medische ontwikkelingen effenen de weg. De scheppers van het schaap Dolly hebben aangekondigd ook menselijke embryo's te gaan klonen. Dit klonen zal uitsluitend gebeuren voor medische doeleinden, zo zeggen de Britse wetenschappers.
Als er een organisme wordt gemaakt dat genetisch identiek is aan een ander organisme, heet dat klonen. De eenvoudigste vorm is het simpelweg splitsen. Dat wordt al eeuwen gedaan bij planten: het heet dan stekken. Snij een stukje steel van een plant en laat dat in aarde uitgroeien tot een nieuw plantje, daar komt het op neer. Het nieuwe plantje heeft hetzelfde erfelijke materiaal als de oorspronkelijke plant.
Therapeutisch klonen
Die ongespecialiseerde cellen, daar draait het tegenwoordig om. Stamcellen heten ze. Stamcellen zijn eigenlijk de oercellen van het leven. Ze ontstaan als een eicel bevrucht is. Na een dag of vijf beginnen ze zich te specialiseren tot hartcellen, levercellen, zenuwcellen of andere soorten cellen.
Wetenschappers 'oogsten' stamcellen uit de embryo's die overblijven na elke reageerbuisbevruchting. Zij laten die dan in reageerbuizen uitgroeien tot gespecialiseerde cellen, bijvoorbeeld hartcellen. En die zouden op hun beurt ingespoten kunnen worden bij mensen met een verzwakte hartspier.
Een groot probleem is dat de ingespoten cellen afgestoten worden door het lichaam van de patiënt. Nu komt het therapeutische klonen om de hoek kijken. Daarbij worden geen anonieme stamcellen gebruikt, maar cellen van de patiënt zelf. De techniek die daarbij hoort, heet kerntransplantatie. In Schotland werd kerntransplantatie voor het eerst toegepast, bij een schaap.
Klonen; van planten tot mensen?
Klonen bestaat al eeuwen. Het begon allemaal met planten en kikkers, maar zullen er ooit mensen gekloond worden?
Klonen bestaat al heel lang. Er zijn zelfs simpele dieren en planten die zich door middel van klonen voortplanten. Het klonen van de eerste zoogdieren werd bedacht door de Duitse Hans Spemann.
In 1928 begon hij proever te doen met zygotes van salamanders. Deze zygotes bond hij af met behulp van een haar, op zo’n manier dat de celkern aan één kant zat en de beide helften slechts via een dun kanaal met elkaar in verbinding stonden. De helft met de kern begon zich dan al snel te delen, en ontwikkelde zich tot een embryo. Met de andere helft van de zygote gebeurde niets. Als hij de haar iets losser maakte, kon de gedeelde kern wel naar de andere helft en ontwikkelde zich daar tot een tweede embryo. Spemann ontdekte op deze manier dat de embryonale in staat zijn zelfstandig uit te groeien tot een embryo.
In de jaren 50 begonnen 2 Amerikanen, Robert Briggs en Thomas King zich af te vragen waarom een pas bevruchte eicel nog alle kanten op kan differentiëren .
gedeeld) dat deze in tachtig procent van de gevallen uitgroeide tot een kikkervisje.
Hierna werd nogmaals een experiment met kikkers uitgevoerd, door dr. Gurdon in 1975. Hij verwijderde de kern uit een eicel van een kikker. Hij haalde een gedifferentieerde cel uit de darmwand en stopte die in de lege cel. Hieruit kon ook een kikkervisje groeien. Hij had dus iets unieks uitgevonden. Want deze klonen waren ontstaan uit cellen die al gedifferentieerd waren en dus al een functie hadden. Maar deze kikkervisjes werden nooit kikkers.
In 1981 werden de eerste gekloonde muizen succesvol uitgevoerd door James McGrath en Davor Soltar.
Ze halen celkernen uit nog hele jonge embryo’s van muizen. Deze planten ze over in eicellen waaruit de kern is verwijderd. De resultaten vielen in het begin tegen, omdat de embryo’s al veel te oud waren. Ze hadden zich al veel te vaak gedeeld. Toen ze dit hadden ontdekt lukte dit experiment wel, er waren in Genève zo drie muisklonen gemaakt.
Na dit resultaat werd er een andere manier van klonen toegepast, namelijk met elektrofusie. Hierbij worden de eicel en de donorcel “gefuseerd” door een klein stroomstootje.
Dit wordt voor het eerst gebruikt in 1986 in Amerika bij een schapenembryo. Het lukte om dit te klonen. Hierna wilden ze verder met het klonen van schapen. Dat werd gedaan door dr. Ian Wilmut in 1995. Er werden schapen uit gedifferentieerde embryonale cellen geboren. Tot dan toe waren voor het klonen van zoogdieren alleen nog maar niet gedifferentieerde cellen gebruikt.
Keith Campbell had een manier gevonden om het probleem van gedifferentieerde cellen op te lossen. Hij wilde deze cellen verjongen. Hij deed dit door ze voedsel te onthouden tijdens de fase van de weefselkweek. Hierdoor bracht hij deze cellen als het ware in een slaaptoestand. De cel(kern) wordt teruggebracht tot een heel ‘primitief’ embryonaal stadium. Het succes van de kerntransplantatietechniek ligt waarschijnlijk in het feit dat, zodra de kern van de donor cel in de ‘lege’ eicel wordt gebracht het genoom als het ware weer terug bij af is, en weer alle kanten op kan gaan delen. De donorkern bevat weer DNA, zoals dat in een embryo aanwezig is.
In 1996 word Dolly, een schaap gekloond. Ze haalden een kern uit de lichaamscel van de uier van het schaap. Deze cel plaatsten ze in een lege eicel van deze ooi en na 148 dagen wordt op 5 juli 1996 het schaap Dolly geboren. Om zeker te zijn dat Dolly precies hetzelfde DNA als haar moeder had, werd er een DNA-fingerprinting gemaakt. Deze kwam overeen. Hierna zijn er nog vele proeven gedaan met het klonen van verschillende dieren, zoals ratten, muizen, geiten, koeien, varkens en apen. Veel van de gekloonde dieren hadden een of andere afwijking en waren dus niet helemaal gezond.
- http://proto2.thinkquest.nl/
- http://stellajelle4a.tripod.com
- www.wikipedia.nl
- www.memory-alpha.org
- www.z.nu.nl
- http://library.thinkquest.org
- http://home.hawaii.rr.com
- http://encarta.msn.com
- www.genesage.com
- earthops.org
- www.arts.arizona.edu
- http://www.britannica.com
- http://www.godandscience.org/
Het klonen van nu
Voor 1990 was er veel gekloond. Ratten, muizen en een schaap, Dolly. Maar daar is het niet bijgebleven.
Vlak na de geboorte van Dolly maakte het Oregon Regional Primate Research Center bekend dat er twee gekloonde resusaapjes waren geboren. Het was voor het eerst dat een diersoort zo dicht bij de mens werd gekloond. De Amerikanen lieten daartoe een eicel uitgroeien tot een beginnend embryo van zes tot twaalf stamcellen. Vervolgens werden deze stamcellen van elkaar gescheiden en met lege eicellen versmolten. Negen draagmoeders kregen de zo ontstane bevruchte eicellen ingeplant in de baarmoeder en drie daarvan raakten zwanger. Uiteindelijk brachten twee van de drie een gezonde baby ter wereld.
Op 24 juli 1997 vond een nieuwe doorbraak plaats bij het Schotse PPL Therapeutics en het Roslin Institute: de geboorte van Polly. De onderzoekers hadden niet alleen een schaap ter wereld gebracht op basis van het erfelijke materiaal van een stamcel, maar dit erfelijke materiaal ook gemodificeerd. Ze hadden een menselijk gen aan het erfelijke materiaal toegevoegd. Het doel van zulke genetische modificatie kan bijv. zijn koeien in hun melk eiwitten te laten uitscheiden die van nut kunnen zijn voor mensen. Ook ontwikkelden wetenschappers methoden om efficiënter
Begin aug. 1997 maakte het Amerikaanse ABS Global Inc. bekend dat het met succes de stier Gene had gekloond uit stamcellen van een dertig dagen oud runderembryo. Het kalf heeft twee identieke broers, Gene 2 en Gene 3. De Amerikanen kloonden in feite twee keer: ze plaatsten erfelijk materiaal in een lege eicel en zetten deze met een elektrisch stroompje aan tot delen. Uit de kweek haalden ze identieke cellen, die ze opnieuw met een lege eicel lieten versmelten en aanzetten tot delen. Na zeven dagen konden deze 'tweede generatie'-embryo's in een draagmoeder worden geplaatst. Met deze techniek is het mogelijk geworden genetisch identieke dieren massaal ter wereld te brengen.
Op 15 februari 2002 werd in opdracht van de rijke Amerikaan John Sperling de eerste kloon van een kat gemaakt. Het katje werd gekweekt uit volwassen cumuluscellen in de eierstok van een donorkat. Uiteindelijk redde slechts één van de 87 in draagmoeders geïmplanteerde bevruchte cellen het. De vacht van de kloon is niet hetzelfde als die van de donorkat. Het vlekkenpatroon wordt niet uitsluitend door genen bepaald. Sperling streeft naar het commercieel kloneren van huisdieren, zodat geliefde honden en katten tijdig kunnen worden vervangen.
In mei 2003 werd een veulen, genaamd Promotea, geboren die genetisch een kopie was van de Haflinger-merrie die haar baarde. Dit toonde aan dat het lichaam van een moeder geen immuunreactie tegen een genetisch identiek embryo ontwikkelt, zoals sommige wetenschappers tot dan toe aannamen.
Mensen op bestelling
-Het klonen van dieren en mensen wordt steeds populairder. Maar met welke cellen wordt een kloon eigenlijk ‘gemaakt’?
Bij het klonen wordt DNA uit een volwassen cel genomen, zoals een huidcel, dat in een onbevruchte eicel wordt geplaatst waaruit het DNA is verwijderd. Vervolgens worden de cellen samengesmolten met behulp van een elektrische schok. Hiermee word de voortplanting nagebootst.
De cellen moeten zich vrij kunnen delen. De meeste cellen in ons lichaam zijn al voorgeprogrammeerd. Daarom maken we overal in ons lichaam de juiste nieuwe cellen aan die we nodig hebben. Snijden we in ons vel, dan weten de cellen van ons vel dat ze nieuwe huidcellen moeten maken en bijvoorbeeld geen nieuwe darmcellen.
Er zijn in ons lichaam echter cellen die nog niet voorgeprogrammeerd zijn. We noemen dat ‘stamcellen’ zoals ‘stamvader’. Dit zijn cellen die nog alles kunnen orden. Het hangt er maar vanaf waar je de cellen naartoe stuurt of wat je ermee doet.
Voorbeelden van dergelijke stamcellen zijn terug te vinden in het beenmerg en in de levermassa. Zo’n stamcel kan dus ingebracht worden in een lege eicel en zal een baby vormen
Een embryootje kan de eerste paar dagen
overleven in het laboratorium in een schaaltje met speciale voedingsstoffen. Daarna heeft het echter een baarmoeder nodig en zal het stilaan een moederkoek met navelstreng gaan vormen om zich zo te voeden. Hiervoor is een vrouw nodig die zwanger zal zijn van de baby.
Zodra het embryo zich heeft gedeeld tot 8, 16 of 32 cellen plaatst men het met een buisje via de vagina in de baarmoeder van een vrouw. In haar buik zal de baby groeien en zij zal van de kloonbaby bevallen.
Het belangrijkste middel voor klonen, de stamcel
- Deze wetenschappelijke krant is geheel gericht op klonen. Met klonen hangt het begrip stamcel samen. Maar wat is een stamcel nou precies?
Stamcel
Een stamcel is een cel die in staat is om naar een of meer andere celtypes te veranderen (differentiëren). Een embryo bestaat in eerste instantie alleen uit stamcellen. Later gaan deze zich specialiseren en vormen ze cellen met elk een eigen functie. Deze gespecialiseerde cellen kunnen daarna geen andere functies meer vervullen, en ze kunnen ook nooit meer teruggaan in hun ontwikkeling om weer stamcellen te vormen. Als de celfunctie deling toestaat, worden door deling alleen soortgelijke of nog sterker gespecialiseerde cellen gevormd. We kunnen verschillende differentiatie graden onderscheiden van stamcellen namelijk totipotente stamcellen, pluripotente stamcellen, multipotente stamcellen en unipotente stamcellen.
Totipotente stamcellen.
* blastomeren: de eerste cellen
Pluripotente stamcellen
Na de bevruchting begint de zygote zich te delen, die eerste delingen zijn klievingen*. Na drie dagen bestaat de celklomp uit acht niet-gedifferentieerde cellen; het morulastadium. Deze cellen delen echter verder wanneer ze het 32-cellig morulastadium bereikt, wijken de cellen uiteen waardoor een holte ontstaat, de blastula. De buitenste cellaag rondom de blastulaholte noemt men de trofoblast. Het geheel noemen we de blastocyst. De trofoblast ontwikkelt zicht later tot de ondersteunde weefsels zoals de placenta. Later kunnen we in die celmassa de kiemschijf met het ectodermaal, mesodermaal en het endodermaal kiemblad onderscheiden (Figuur 2), hier start de orgaanvorming of de organogenese. Cellen ontstaan uit de eerste klievingen van de zygote, differentiëren en eens ze het blastula stadium bereikt hebben, zijn ze hun totipotent karakter verloren.
* klievingen: de eerste delingen
In 1998 isoleerde Dr. Thomson (University of Wisconson) voor het eerst embryonale stamcellen uit de binnenste celmassa van menselijke embryo’s in het blastocyst stadium. Dr. Thomson werkte met restembryo’s afkomstig van IVF -klinieken en cultiveerde hiermee de eerste pluripotente stamcellijn. Sindsdien zijn er wereldwijd meer dan 200 verschillende stamcellijnen geisoleerd. Deze embryonale stamcel lijnen (embryonic stem cells of ES) hebben twee bijzonder eigenschappen. Afhankelijk van de kweekcondities kunnen de cellen zich vernieuwen (proliferatie) of specialiseren (differentiatie). ES beschikken over een enzym, telomerase, waardoor ze onbeperkt kunnen delen. In een gewone cel worden de telomeersequenties bij elke deling een stukje korter aangezien het enzyme polymerase er niet in slaagt het laatste stukje van de chromosomen over te schrijven (Figuur 4). De telomeersequentie worden alsmaar korter en wanneer er uiteindelijk niets meer van overblijft gaat de cel in delingsrust of sterft ze af (celdood). ES beschikken echter over telomerase dat in staat is na elke deling het verloren stukje DNA terug bij te maken. Daarnaast hebben de cellen de unieke mogelijkheid om te differentiëren (specialiseren) tot alle cellen van het organisme. Dit kan in het laboratorium getest te worden door de stamcellen op een andere manier te kweken. Daarnaast kunnen de cellen in de testes (teelbal) van laboratoriummuizen worden geplaatst waar ze uitgroeien tot grote tumoren; teratoma’s of teratocarcinoma’s. Teratoma’s bevatten cellen van de drie kiembladen, georganiseerde weefsels (zoals haar en tand) en cellen die erg gelijken op embryonale cellen. Wanneer ES in de baarmoeder worden geplaatst kan er geen nieuw organisme ontstaan. Deze cellen beschikken namelijk niet over de genetische informatie om alle celtypen te ontwikkelen die nodig zijn voor de ontwikkeling van de foetus.
Het gebruik van humane ES cellen voor onderzoek is in bepaalde landen (o.a Amerika en Duitsland) sterk gelimiteerd door ethische bezwaren van een kleine groep mensen.
In 2002 vond Dr. Gearhart van de John Hopkins University een tweede bron van pluripotente stamcellen. Hij nam primordiale kiemcellen (voorlopers van de geslachtscellen) weg uit foetaal weefsel van afgebroken zwangerschappen. Deze EG of embryonic germ cells kunnen zich ook differentiëren tot cellen uit de drie kiembladen (website stamcellen). Hun proliferatie is echter wel beperkt, ze verdubbelen zich maximaal tachtig keer. EC, EG en ES hebben dezelfde eigenschappen: ze zijn morfologisch gelijkaardig, ze brengen veel dezelfde genen tot expressie, vereisen gelijkaardige groeicondities en ze kunnen differentiëren tot cellen van alle drie de kiembladen (Bottenstein, 2003). Een derde bron om pluripotente cellen te isoleren is het gebruik van de somatische celkerntransplantatie of therapeutisch klonen (zie verder).
Multipotente stamcellen
Multipotente stamcellen zijn cellen die tot een beperkt aantal celtypes kunnen differentiëren. Hun differentiatie en proliferatiemogelijkheden zijn nog meer beperkt daar ze niet tot cellen afkomstig van alle drie de kiembladen kunnen differentiëren. In het lichaam zijn ze nodig om bepaalde onderhoudscellen met een korte levensduur te verversen. De meeste multipotente stamcellen zijn volwassen stamcellen. Een volwassen stamcel is een nog niet gedifferentieerde of een niet-gespecialiseerde cel die voorkomt in een gedifferentieerd en gespecialiseerd weefsel of orgaan van een organisme na de geboorte. Ze kan aanleiding geven tot alle rijpe cellen van het betrokken weefsel. Voorbeelden van AS zijn de hematopoietische* stamcellen, neurale stamcellen uit hersenweefsel, stamcellen in huid- en vetweefsel. Aanvankelijk was men er vast van overtuigd dat de AS zeer geringe differentiatie- en proliferatiemogelijkheden had. Maar recent onderzoek van de Belgische onderzoekster Catherine Verfaillie bewees het tegendeel. Ze slaagde erin AS toch te laten differentiëren tot cellen van een ander
Navelstrengbloed vormt ook een bron van multipotente stamcellen. Ze bieden talrijke voordelen namelijk dat er geen risico is voor de donor bij het oogsten. Navelstrengbloed kan gemakkelijk ingevroren worden . Een nadeel is het lage aantal aanwezige hematopoietische stamcellen. Ook is er geen tweede transplantatie mogelijk. Navelstrengbloed heeft vooral zijn toepassing bij
hematologische ziekten (zoals acute leukemie).
* hematopoietische; bloedvormende
Unipotente stamcellen
Unipotente stamcellen of ook volwassen stamcellen genoemd zijn in staat welbepaald één type gedifferentieerde cel te maken.
- http://www.webmd.com
- http://www.godandscience.org
- http://www.infoforyou.org
- www.liebertpupb.com
- http://www.reproductivecloning.net
- http://www.stamcel.org
- http://www.biomedisch.nl
- http://noorderlicht.vpro.nl
- www.discoverychannel.nl
- www.wikibooks.nl
- www.natuurinformatie.nl
- www.proto.thinkquest.nl
- www.kuleuven.be
- www.vwo-campus.net
- www.noorderlicht.vpro.nl
- www.bio-ned.nl/Kloon.html
Klonen, recept voor de maakbare mens en dier
In de afgelopen jaren hebben onderzoekers van over de hele wereld verschillende methodes van klonen gevonden. Kerntransplantatie, de Twinning, Roslin en de Honolulu techniek...
Iedere cel waaruit een mens, een plant of een dier bestaat, bevat een celkern. Hierin bevindt zich de totale verzameling van erfelijke eigenschappen. Deze verzameling wordt DNA genoemd. Uit een willekeurige lichaamscel wordt de kern verwijderd en overgebracht (getransplanteerd) naar een (onbevruchte) eicel waaruit de kern is weggenomen. Door een elektroshock
versmelt de kern met de eicel en hierdoor ontstaat er een kunstmatig bevruchte eicel, die tot deling kan worden aangezet. Men laat dan de eicel in een schaaltje uitgroeien tot het 32-cellige stadium en vervolgens wordt dit embryo in de baarmoeder van een zogenaamde draagmoeder ingebracht om verder te kunnen uitgroeien. Dieren die op deze manier gekloond zijn, hebben dus eigenlijk 3 moeders; een draagmoeder, een
donormoeder voor de eicel en een donormoeder voor de lichaamscel waaruit de celkern is gehaald. Het gekloonde dier heeft dus dezelfde eigenschappen als de donor van de lichaamscel.
Roslin techniek
De Roslin techniek maakt het mogelijk een groot volwassen zoogdier nucleair te klonen. Deze techniek is dan ook vernoemd naar het instituut dat er het eerst is slaagde (Dolly). Bij deze techniek wordt eerst de kern van de bevruchte eicel, die het DNA en dus alle erfelijke eigenschappen van de eicel bevat, verwijderd. Vervolgens wordt er aan de donorcel een stof toegediend die de groei van de cel bevordert. Hierna wordt de donorcel op een kunstmatige wijze in een soort slaaptoestand gebracht, waardoor de cel zich niet kan delen en waardoor de cel naar een ‘onbeschreven blad’ terugkeert. Met dit ‘onbeschreven blad’ wordt bedoeld dat de cel, die eerst geschreven was als de functie te vervullen van bijvoorbeeld een levercel, weer naar het punt teruggaat waar hij was op het moment van bevruchting, toen niemand nog wist waartoe de cel uit zou kunnen groeien. In deze fase wordt het een stamcel genoemd. Daarna worden aan de eicel en aan de donorcel bepaalde stoffen toegevoegd die zich aan het celmembraan hechten. De eicel en de donorcel worden samen gebracht, waardoor de toegevoegde stoffen zich gaan binden. Vervolgens worden de cellen in een elektrisch veld gebracht, waar ze een kleine stroomstoot krijgen. Door deze stroomstoot raken de celmembranen van de cellen beschadigd op de plaats waar ze elkaar aanraken. De celmembranen herstellen zich automatisch, maar vormen hierdoor één cel. Door deze stroomstoot wordt de cel ook geactiveerd tot verdere groei. Zes dagen nadat dit proces is gestart, wordt het klompje cellen uit een reageerbuis in de draagmoeder ingebracht. Dit klompje cellen gaat daarna automatisch naar de baarmoeder van de draagmoeder
Honolulu techniek
Deze techniek lijkt veel op de Roslin techniek, behalve dan dat met de Roslin techniek bijvoorbeeld muizen niet gekloond kunnen worden, omdat na de bevruchting de samengesmolten zaadcel en eicel van een muis zich direct beginnen te delen en die van een schaap pas na 6 uur. Bij bevruchting van een eicel van een muis krijg je dus niet de kans om de bevruchte eicel apart te nemen, in de rustfase te brengen, de chemische stoffen toe te voegen en de stroomstoot toe te dienen, omdat hij al gelijk gaat delen. De Honolulu techniek maakt het mogelijk om met een onbevruchte eicel te werken. Bij de Honolulu techniek wordt gebruik gemaakt van het overbrengen van kern. Dat wil zeggen dat uit een onbevruchte eicel de kern wordt gehaald en uit de donorcel wordt ook de kern gehaald. Als de kern uit de donorcel gehaald is, wordt vervolgens met een hele fijne naald in de eicel gezet. Ongeveer een uur nadat dit is gebeurd, heeft de eicel haar nieuwe kern geaccepteerd en nog eens vier uur hierna wordt de cel in een chemisch mengsel gedaan om hem te gaan laten delen. In dit mengsel ziet een bepaalde stof die de groei van poollichaampjes stopt. Poollichaampjes zijn dochtercellen van een eicel, die de helft van de chromosomen van de eicel opnemen, zodat de eicel de andere helft van de chromosomen van een zaadcel kan ontvangen. Deze groei van de poollichaampjes moet gestopt worden, omdat er namelijk helemaal geen sperma te pas komt bij deze manier van klonen. Bovendien zou de eicel anders maar de helft van alle benodigde chromosomen bevatten, die nodig zijn om een mens te laten ontwikkelen. Als alles goed gaat, zal de cel zich een aantal keren gaan delen en daarna gewoon in de baarmoeder van een andere muis geplaatst kunnen worden. Daar zal de zygote gewoon verder groeien en na een normale draagtijd op natuurlijke wijze ter wereld gebracht worden. Tot nu toe is nog geen enkele muis ‘serieuze defecten’ gaan vertonen, zoals het schaap Dolly kortgeleden wel begon te doen. Er is ook aangetoond dat deze gekloonde muizen zich gewoon kunnen voortplanten.
Twinning techniek
Bij de Twinning techniek worden de cellen gesplitst door middel van chemisch mengsel dat wordt toegevoegd aan de zygote (bevruchte eicel). Het beschermlaagje dat om de zygote zit (het zona pellucida), lost hierdoor op. Daarna voegen ze weer een ander stof toe die een nieuw kunstmatig beschermlaagje om de twee cellen apart maakt, waardoor een eeneiige tweeling ontstaat. Deze techniek wordt al langer tijd toegepast voor het klonen van runderen, maar is ook al gebruikt van mensen, al is het wel onbekend of deze cellen kunnen volgroeien
http://proto2.thinkquest.nl/
http://nl.msnusers.com/
www.nrc.nl
http://www.katholieknieuwsblad.nl/
http://www.knaw.nl/
Welke ethische grenzen denkt de wetenschap over klonen te trekken en hoe denkt zij die te bewaken?
Bij de beantwoording van deze vraag, moet uitdrukkelijk onderscheid gemaakt worden tussen mens en dier.
Dier
Een ethische discussie over het kloneren van dieren handelt over de vraag of en in welke mate schade wordt berokkend aan de belangen van het dier, alsmede over de vraag in hoeverre mogelijke schade aanvaardbaar is. De ethische discussie over het al dan niet schaden van de belangen van het dier in het geval van kloneren, kan gevoerd worden aan de hand van de principes die toegepast worden bij het gebruik van proefdieren in het wetenschappelijk onderzoek. Deze principes betreffen de gezondheid, het welzijn en de integriteit van het dier en meer specifiek, in het geval van het kloneren, de onnatuurlijkheid van het voortplantingsproces. Dit laatste principe, dat door ethici wel het onnatuurlijkheidsargument wordt genoemd, is nog te weinig uitgewerkt om op dit moment in de publieke discussie een rol te kunnen spelen.
Vanuit het principe van gezondheid en welzijn van het dier komen in het geval van het kloneren geen nieuwe gezichtspunten naar voren die de ethische discussie een andere wending geven dan bij het gebruik van (transgene) proefdieren. Tijdens het wetenschappelijk debat is duidelijk geworden dat kloneren uit een oogpunt van 'gezondheid en welzijn' voordelen kan opleveren door een vermindering van het aantal te gebruiken proefdieren en door een verhoogde veiligheid en efficiëntie in vergelijking met micro-injectie met DNA. Daartegenover kunnen als mogelijke nadelen gesteld worden de gevolgen van het gebruik van verouderde chromosomen, een geringere genetische variatie waardoor bijvoorbeeld de resistentie tegen ziekten kan verminderen, en een stijging van het aantal abortussen.
Hoewel het experiment waaruit het schaap Dolly is voortgekomen nog niet kon worden gereproduceerd, opent de voorlopige conclusie uit dat experiment dat cellen van volwassen dieren opnieuw geprogrammeerd kunnen worden, nieuwe perspectieven voor de ontwikkelingsbiologie en de biomedische wetenschappen. De fundamenteel-wetenschappelijke inzichten die daaruit voortkomen zullen zonder twijfel hun weg vinden naar de geneeskundige praktijk. Het wetenschappelijk onderzoek naar het kloneren van dieren en de verdere ontwikkeling van de daarbij te gebruiken technieken dient onderworpen te blijven aan de bestaande Nederlandse regelgeving op het terrein van dierproeven en biotechnologie bij dieren. Men dient zich er daarbij van bewust te zijn dat iedere verdere ontwikkeling van het kloneren bij dieren nieuwe vragen zal oproepen vanuit de samenleving, die aanleiding kunnen geven tot herziening van de regels binnen de thans aanwezige wetgeving. Er is echter geen reden principiële wijzigingen aan te brengen in de wettelijke kaders.
Mens
Vanzelfsprekend konden tijdens het wetenschappelijk debat de ethische aspecten van het kloneren van de mens niet volledig en uitputtend worden behandeld. Volstaan moest worden met een voorlopige inventarisatie van argumenten die in zo een discussie in ieder geval aan de orde dienen te komen. Voor de discussie over het kloneren bij de mens is het van belang het zogenaamde 'reproductief' kloneren – gericht op het produceren van genetisch identieke individuen – te onderscheiden van het 'wetenschappelijk en therapeutisch' kloneren. De argumenten die in een discussie over 'reproductief kloneren' aan de orde moeten komen, zijn tijdens het wetenschappelijk debat onderscheiden in argumenten die betrekking hebben op de gevolgen voor de kloon, voor het genetisch te kopiëren individu en voor de 'opvoeders', en in argumenten die te maken hebben met de gevolgen voor de samenleving.
Tot de eerstgenoemde groep van argumenten behoren kwesties als het recht van het te kopiëren individu om genetisch uniek te blijven; de waardigheid van het menselijk individu; fysieke gezondheid, functioneren en reproductief vermogen van een kloon; de relatie tussen kloon en zijn/haar opvoeders; het recht op voortplanting. Bij een ethische discussie over de gevolgen van 'reproductief kloneren' voor de samenleving dienen argumenten aan bod te komen met betrekking tot het verworden van de voortplanting tot een technologie; het gevaar van eugenetica; de kwaliteit van het ouderschap; misbruik voor commerciële doeleinden.
In het wetenschappelijk debat is vervolgens vastgesteld dat de voor het 'reproductief kloneren' van een mens benodigde technieken nog verre van ontwikkeld zijn. De (draag)moeder en het zich ontwikkelende kind zouden worden blootgesteld aan niet in te schatten en derhalve onaanvaardbare risico's. Bovendien zal de efficiëntie van het proces bij de mens vanwege de bijzondere voortplantingsaspecten voor extra problemen zorgen. De verwachting dat het kloneren van een mens derhalve op afzienbare termijn met voldoende succes kan worden verwezenlijkt, is niet gewettigd. Niettemin is het van belang dat de wetenschap een niet voor tweeërlei uitleg vatbaar standpunt inneemt: op basis van de huidige kennis en inzichten dient het reproductief kloneren van de mens, gericht op het voortbrengen van genetisch identieke individuen, te worden afgewezen. Daarnaast dient echter het wetenschappelijk onderzoek met pré-implantatie embryo's en de therapeutische toepassing van kerntransplantatietechnieken doorgang te kunnen vinden.
Deze uitspraak sluit nauw aan bij het standpunt dat de Nederlandse regering heeft ingenomen met betrekking tot het 'Additioneel Protocol inzake het verbod op het kloneren van mensen' van de Raad van Europa. Blijkens de brief d.d. 28 januari 1998 van de minister van Volksgezondheid, Welzijn en Sport aan de Tweede Kamer zal de ondertekening door Nederland van dat Protocol vergezeld gaan van een interpretatieve verklaring. Bedoelde verklaring zal inhouden dat toepassing van kloneringtechnieken op zeer vroege stadia van ontwikkeling van menselijke embryo's niet onder het verbod dient te vallen.
Het is van groot belang dat uit internationale verdragen voortvloeiende Nederlandse wetgeving, die beoogt het reproduceren van een humane kloon te verbieden, niet het onderzoek treft dat zich richt op verbetering van kloneringstechnieken, zoals celkerntransplantatie voor biomedische toepassingen. Van dit type kloneringsonderzoek, waarbij niet tot implantatie wordt overgegaan, mogen belangrijke nieuwe inzichten voor de eerste embryonale ontwikkeling van de mens worden verwacht.
Het kan onder meer leiden tot het verkrijgen van weefsels voor celtherapeutische- en transplantatiedoeleinden.
Kloneren zal de komende jaren een onderwerp zijn dat op veel aandacht kan blijven rekenen. Samenleving en wetenschap dienen daarover een dialoog te blijven voeren, teneinde te voorkomen dat enerzijds snelle wetenschappelijke ontwikkelingen leiden tot toepassingen waarop de samenleving haar greep verliest en anderzijds zich in de samenleving ongefundeerde meningen ontwikkelen die een negatieve invloed kunnen uitoefenen op de (medische) wetenschap.
www.knaw.nl/thema/kloneren01.html
www.ethiek.nl/links/klonen.htm
www.chemieforum.nl
www.kuleuven.be
www.vanmaanen.org
scholieren.nrc.nl/weekkrant/2000/37/2.shtml
www.allaboutpopularissues.org
www.trouw.nl
www.ethics.be
www.biopolitiek.nl
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden