science >> Wetenschap >  >> Biologie

Kunnen we onze organen klonen voor gebruik bij een transplantatie?

Kunnen we organen klonen die exacte genetische overeenkomsten zijn? Ben Edwards/Getty Images

Hoe zou je het vinden als een kloon van jezelf ergens wordt opgeborgen voor het geval je een nieuw hart of een nieuwe lever nodig hebt, als een reservewiel in de kofferbak van een auto? Dat, in een notendop, was de plot van de 2005 high-dollar, laagbezochte sci-fi-film, "Het eiland." Hollywood-hartenbrekers Scarlett Johansson en Ewan McGregor spelen een dubbele rol als de rich and famous - en hun genetisch identieke klonen. In een toepasselijke Orwelliaanse draai, artsen moeten de "reserve" klonen vermoorden om de benodigde lichaamsdelen te oogsten.

Kansen zijn, "The Island" is geen blik in de toekomst. Hoe dan ook, het brengt een relevant punt naar voren over de mogelijke toepassingen van reproductief klonen van mensen. Orgaantransplantaties zijn om twee belangrijke redenen een moeilijke onderneming. Eerst, je moet een donor vinden, en ten tweede, er is geen garantie dat je lichaam het nieuwe orgaan zal accepteren. statistisch, vraag naar organen is veel groter dan het huidige aanbod. Volgens het Organ Procurement and Transplantation Network, 28, 356 Amerikanen ontvingen in 2007 orgaantransplantaties - ongeveer 78 procent daarvan was afkomstig van overleden mensen. Maar vanaf augustus 2008 meer dan 99, 000 mensen in de Verenigde Staten stonden op de nationale wachtlijst voor organen [bron:OPTN].

Wat als u de wachttijd en risicovolle kansen met traditionele orgaantransplantaties zou kunnen elimineren door aangepaste, gekloonde organen uit je eigen cellen die je lichaam zou herkennen? Voorstanders van klonen hebben dit soort wetenschap aangeprezen als: therapeutisch klonen . Dit verschilt van reproductief klonen, aangezien therapeutisch klonen alleen betrekking heeft op embryo's, geen menselijke baby's die voldragen worden.

Embryo's bevatten pluripotente embryonale stamcellen , wat betekent dat ze kunnen differentiëren in meer dan 200 soorten cellen. Wetenschappers extraheren deze stamcellen wanneer embryo's zich in de blastocyst fase, het stadium waarin een embryo ongeveer 150 cellen bevat. De stamcellen komen uit het binnenste van de blastocyst. In november 2007, wetenschappers hebben met succes apenembryo's gekloond met het doel stamcellen te verwijderen - dit is het dichtst dat we ooit zijn gekomen om dezelfde procedure bij mensen uit te voeren. Maar het verwijderen van de stamcellen vernietigt effectief het embryo. Veel mensen binnen en buiten de wetenschappelijke gemeenschap zijn het niet eens met deze praktijk van klonen waarbij embryo's, het aanwakkeren van een voortdurend debat over de bio-ethiek van embryonaal stamcelonderzoek.

Controverse terzijde, hoe zouden gekloonde orgaantransplantaties werken? Als je wilde blijven leven, dokters konden je hart duidelijk niet verwijderen en een nieuw klonen, presto-chango. Jezelf klonen om de organen van de kloon te gebruiken zou ook niet vliegen. Hier komen stamcellen binnen, samen met recente wetenschappelijke doorbraken die klonen helemaal omzeilen.

Hoe het klonen van organen zou kunnen werken

Om te begrijpen hoe het klonen van organen zou kunnen werken, laten we het eerst hebben over het klonen zelf. De meest gebruikelijke methode voor therapeutisch en reproductief klonen is: somatische celkernoverdracht (SCNT) . SCNT omvat het verwijderen van de kern van een donorei, en het te vervangen door het DNA van het organisme dat moet worden gekloond. Wetenschappers kunnen mogelijk organen klonen met SCNT door embryo's te klonen, het extraheren van de stamcellen uit de blastocyst, en het stimuleren van de stamcellen om te differentiëren tot het gewenste orgaan. Een menselijke stamcel overhalen om een ​​lever te worden, bijvoorbeeld, zal verder onderzoek vergen. Wetenschappers kunnen celdifferentiatieprocessen reverse-engineeren om te begrijpen welke chemische of fysieke signalen stamcellen ontvangen om goed te differentiëren. Echter, die genetische informatie is niet bekend van alle meer dan 200 soorten lichaamscellen [bron:The National Academies].

Onderzoek naar therapeutisch klonen van mensen is grotendeels tot stilstand gekomen in de Verenigde Staten [bron:Singer]. Afgezien van bio-ethische kwesties, er is een gebrek aan beschikbare menselijke eieren voor onderzoek. Wetten en ethische voorschriften van de National Academy of Sciences en de International Society for Stem Cell Research verbieden geldelijke compensatie voor vrouwen die hun eieren doneren voor embryonaal stamcelonderzoek. In combinatie met de nieuwheid van de wetenschap en de mogelijke risico's van eiceldonatie, stamcelonderzoekers hebben het moeilijk gehad om donoren te vinden. En gezien het lage succespercentage van embryonaal klonen in het algemeen, onderzoekers hebben een overvloed aan eieren nodig als ze vooruitgang willen boeken. Om de menselijke eierschaarste te compenseren, Ian Wilmut, die Dolly het schaap heeft gekloond, heeft voorgesteld om in plaats daarvan menselijk DNA in dierlijke eieren te injecteren [bron:Singer].

Hoe dan ook, vooruitgang in therapeutisch klonen zijn gemaakt in dierstudies. In maart 2008 onderzoekers verwijderden huidcellen van muizen met de ziekte van Parkinson om een ​​manier te testen om stamcellen te gebruiken als een effectieve behandeling. Ze hebben het DNA van die huidcellen ingebracht in... ontkernde eieren (eieren met de kernen verwijderd) en creëerde gekloonde muizenembryo's, via SCNT [bron:ScienceDaily]. Na het extraheren van stamcellen uit de gekloonde embryo's, de onderzoekers ontwikkelden er autologe dopamine-neuronen van, dat zijn de zenuwcellen die worden aangetast door Parkinson. Na het implanteren van de nieuwe neuronen in de muizen, de proefdieren vertoonden tekenen van herstel [bron:ScienceDaily].

Xenotransplantatie , of het transplanteren van dierlijke organen in mensen, is ook onderzocht als een mogelijke bron voor orgaantransplantaties. Maar als ons lichaam soms getransplanteerde organen van andere mensen afstoot, hoe zouden ze reageren op dierlijke organen? In 2002, Wetenschappers van de Universiteit van Missouri hebben varkens gekloond die een van de twee genen, GATA1 genaamd, missen die in de eerste plaats verantwoordelijk zijn voor het induceren van die afwijzingsreactie bij mensen [bron:CNN]. Hoewel primaten genetisch meer geschikte kandidaten zouden zijn voor xenotransplantatie, varkens zijn het beste alternatief totdat het klonen van apen een meer haalbare optie is [bron:Human Genome Project].

Voor de toekomstige ontwikkeling van stamcellen voor groeiende vervangende organen is misschien niet eens klonen nodig. In februari 2008 een groep wetenschappers aan de Universiteit van Californië, Los Angeles afgeleide stamcellen van volwassen menselijke huidcellen. Ze waren in staat om dit te doen door vier regulatorgenen te controleren die de celdifferentiatie beïnvloeden [bron:ScienceDaily]. Door de cellen te herprogrammeren om als stamcellen te fungeren, de veranderde huidcellen werden pluripotent en werden genoemd geïnduceerde pluripotente stamcellen . Een paar maanden later, Nederlandse onderzoekers haalden volwassen stamcellen uit celmateriaal dat was overgebleven van openhartoperaties [bron:ScienceDaily]. Ze gebruikten die stamcellen om hartspiercellen te laten groeien, zonder het gebruik van embryonale stamcellen of klonen [bron:ScienceDaily].

Vanwege de ethische grijze gebieden rond embryonaal stamcelonderzoek, mensen hebben positiever gereageerd op alternatieve methoden zoals hierboven beschreven. In theorie, we zouden uiteindelijk in staat moeten zijn om nieuwe organen uit stamcellen te laten groeien. Maar de technologische vooruitgang die hierboven is besproken, geeft aan dat klonen misschien niet nodig is om die waardevolle cellen te benutten.

GezondheidModerne medische behandelingenHoe gezichtstransplantaties werkenGezondheidModerne medische behandelingenHoe orgaantransplantaties werkenGezondheidModerne medische technologieZullen we ooit in staat zijn om DNA te transplanteren?GezondheidModerne medische behandelingenHoe fecale transplantaties werkenGezondheidCosmetische behandelingenMenselijke gezichtstransplantatie:een van de meest controversiële proceduresGezondheidModerne medische behandelingenHoofdvliestransplantatieModerne medische risico's Medische technologieKunnen mensen beenmergtransplantaties krijgen van bavianen? Gezondheid Moderne medische behandelingen Chirurgen plannen om menselijk hoofd te transplanteren tegen 2018 cystische fibrose? GezondheidModerne medische behandelingenHoe een programma met cadeaubonnen een revolutie teweeg kan brengen in niertransplantatiesGezondheid Moderne medische technologieZullen we ooit neuronen kunnen transplanteren? Wetenschap Genetische wetenschap Kunnen we onze organen klonen voor gebruik bij een transplantatie? Wetenschap Biologische velden Eerste Amerikaanse vrouw bevalt van getransplanteerde baarmoeder

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe stamcellen werken
  • Hoe klonen werkt
  • Wat is het Missyplicity-project?
  • Hoe cellen werken
  • Wat eerst kwam, de kip of het ei?
  • Hoe kunnen twee kinderen van dezelfde ouders er zo verschillend uitzien?
  • Hoe kunnen er pitloze druiven zijn? Hoe kunnen ze zich voortplanten?
  • Wat zijn genetisch gemodificeerde (GM) voedingsmiddelen?
  • Kunnen wetenschappers dinosaurussen klonen?
  • Kun jij een paar haren van een renpaard stelen en je eigen haren klonen?

Meer geweldige links

  • De nationale academies:stamcellen begrijpen
  • Het netwerk voor de aankoop en transplantatie van organen
  • Projectinformatie menselijk genoom

Bron

  • "Klonen Factsheet." Projectinformatie over het menselijk genoom. (8 september, 2008) http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/elsi/cloning.shtml
  • "Huidige Amerikaanse wachtlijst - algemeen per orgel." Het Orgaanaankoop- en Transplantatienetwerk. Bijgewerkt op 29 augustus 2008. (8 september, 2008) http://www.optn.org/latestData/rptData.asp
  • "Van hart afgeleide stamcellen ontwikkelen zich tot hartspier." Universitair Medisch Centrum Utrecht. WetenschapDagelijks. 23 april 2008. (8 september, 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/2008/04/080423101822.htm
  • "Menselijke huidcellen geherprogrammeerd in embryonale stamcellen." Universiteit van Californië - Los Angeles. WetenschapDagelijks. 12 februari 2008. (8 september, 2008) http://www.sciencedaily.com /releases/2008/02/080211172631.htm
  • "Vooruitgang van het onderzoek:het klonen van varkens voor organen." CNN. 3 januari 2002. (8 september, 2008) http://archives.cnn.com/2002/HEALTH/01/03/pig.cloning/index.html
  • Zanger, Emily. "Mens-dier Cybriden." 5 oktober 2007. (8 september, 2008) http://www.technologyreview.com/Biotech/19485/page1/
  • Zanger, Emily. "Human Therapeutic Cloning in stilstand." 9 oktober 2007. (8 september, 2008) http://www.technologyreview.com/Biotech/19488/?a=f
  • "Therapeutisch klonen behandelt de ziekte van Parkinson bij muizen." Memorial Sloan-Kettering Cancer Center. WetenschapDagelijks. 24 maart 2008. (8 september, 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/2008/03/080323210229.htm
  • "Transplantaties op donortype." Het Orgaanaankoop- en Transplantatienetwerk. Bijgewerkt 5 september 2008. (8 september, 2008) http://www.optn.org/latestData/rptData.asp
  • "Stamcellen begrijpen." De Nationale Academies. (8 september, 2008) http://dels.nas.edu/dels/rpt_briefs/Understanding_Stem_Cells.pdf