O.V. SABLINA,
Candidat en sciences biologiques, SUSC NSU
CLONAGE D'ANIMAUX
Peut-être qu'aucune des réalisations Biologie n'a pas suscité de passions aussi intenses dans la société que le clonage de mammifères. Si certaines personnes, biologistes et non liées aux « sciences de la vie », ont accepté avec enthousiasme la possibilité émergente, au moins théorique, du clonage humain et sont prêtes à cloner demain, alors la plupart des non-spécialistes ont réagi à cette possibilité, pour ne pas dire plus. , très méfiant.
Un débat houleux dans les médias a conduit à une croyance largement répandue parmi la population selon laquelle de telles recherches sont extrêmement dangereuses. Cela a été grandement facilité par les « clones » qui ont « peuplé » fiction et le cinéma. Il y a plusieurs années, l'un des groupes pseudo-scientifiques a annoncé son intention de cloner Hitler afin de le pendre pour ses crimes. Ceci, à son tour, a fait craindre que des dictateurs comme Hitler puissent perpétuer leur pouvoir en le transférant à leurs clones. Dans la plupart de ces idées, les clones humains sont de « fausses personnes », stupides et maléfiques, et les animaux et plantes clonés menacent de détruire la biosphère entière. Il faut surtout noter ici que l’on confond souvent clonage et transgenèse, alors que ce sont des choses complètement différentes. En effet, le clonage sert à obtenir des animaux multicellulaires transgéniques, mais dans ce cas le clonage n'est pas un but, mais un moyen. Le clonage sans transgenèse est une technique largement utilisée dans des projets aux objectifs variés.
Dans quelle mesure ces craintes et ces espoirs sont-ils justifiés ? Il semble très important de porter un jugement serein et équilibré sur les perspectives et les conséquences possibles de ces études. Pour ce faire, vous devez répondre à plusieurs questions fondamentales, c'est ce que nous allons essayer de faire.
Alors, qu’est-ce que le clonage ? Comment les animaux sont-ils clonés ? Pourquoi les scientifiques font-ils cela ? A quoi peut servir la technique du clonage animal ? Le clonage humain est-il acceptable ?
QU'EST-CE QU'UN CLONE ?
mot grec κλ w n
signifie tirer, tirer. Désormais, les clones sont appelés individus d'animaux ou de plantes obtenus par reproduction asexuée et ayant des génotypes complètement identiques. Les clones sont très répandus parmi les plantes - toutes les variétés de plantes cultivées à multiplication végétative (pommes de terre, plantes fruitières et à baies, glaïeuls, tulipes, etc.) sont des clones. La technique de propagation microclonale actuellement développée permet d'obtenir en peu de temps un grand nombre de spécimens génétiquement identiques, même de plantes qui ne se reproduisent pas végétativement dans des conditions naturelles.Chez les animaux, ce type de reproduction est beaucoup moins courant. Néanmoins, on connaît plus de 10 000 espèces d'animaux multicellulaires qui se reproduisent en divisant un organisme en deux, voire en plusieurs parties (autofragmentation), qui se transforment en organismes à part entière. Ces nouveaux organismes sont également des clones. Les clones naturels, qui naissent de la séparation d’une partie des cellules du corps et du développement d’un individu à part entière, ne sont pas seulement caractéristiques d’animaux primitifs tels que les éponges ou l’hydre des manuels. Même ceux-ci suffisent Il est certain que les animaux très organisés, comme les étoiles de mer et les vers, peuvent se reproduire par division. Mais les vertébrés ou les insectes n’ont pas cette capacité. Cependant, les clones apparus naturellement, se retrouvent même chez les mammifères.
Les clones naturels sont des jumeaux dits monozygotes, issus du même œuf fécondé. Cela se produit lorsque l'embryon, dès les premiers stades du clivage, se divise en blastomères distincts et se développe à partir de chaque blastomère. organisme indépendant. Par exemple, le tatou américain à neuf lignes donne toujours naissance à quatre jumeaux monozygotes. La division de l'embryon au stade des quatre blastomères en embryons indépendants est un phénomène normal chez ce mammifère.
Ces jumeaux sont comme des parties distinctes d’un même organisme et ont le même génotype, c’est-à-dire qu’ils sont des clones.
Les jumeaux monozygotes (ou identiques) chez l'homme sont également des clones. Le plus grand nombre connu de jumeaux monozygotes nés chez l’homme est de cinq. La probabilité d'avoir des jumeaux chez une personne est faible - parmi la population blanche d'Europe et d'Amérique du Nord, elle est en moyenne d'environ 1 %. Le taux de natalité des jumeaux le plus rare se trouve au Japon. DANS tribu africaine En Yoruba, l'incidence des jumeaux est de 4,5 % de toutes les naissances, et dans certaines régions du Brésil jusqu'à 10 %, mais seule une petite proportion d'entre eux sont monozygotes. Il existe également des familles avec une prédisposition génétique à la naissance de jumeaux, mais aussi uniquement des familles dizygotes.
L'ovulation simultanée est causée par un certain dysfonctionnement du système hormonal, qui peut être de nature génétique. La raison pour laquelle l’embryon se divise et se forme des jumeaux monozygotes chez l’homme est inconnue. La fréquence de ce phénomène est d'environ 0,3 % dans l'ensemble des populations humaines.
Il arrive très rarement que, pour une raison inconnue, l'embryon ne soit pas complètement divisé. C'est alors que naissent les soi-disant jumeaux siamois fusionnés (ou plutôt indivis). Environ un quart de tous les vrais jumeaux sont des jumeaux « miroir », par exemple, l'un des jumeaux est gaucher, l'autre est droitier, l'un a les cheveux sur le dessus de la tête bouclés dans le sens des aiguilles d'une montre, l'autre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, un a le cœur à gauche et le foie à droite, l'autre a le contraire. Les scientifiques pensent que la « mise en miroir » des jumeaux est une conséquence de la division de l'embryon en suffisamment stade avancé développement.
Ainsi, les clones animaux et humains sont normaux un phénomène naturel. Ce fait permet immédiatement de répondre à quelques questions liées au clonage humain : les clones sont des personnes tout à fait normales, à part entière, différentes de tout le monde.d'autres uniquement parce qu'ils ont un double génétique. Ce sont des organismes indépendants et autonomes, bien qu’ils possèdent des génotypes identiques. Par conséquent, tout espoir d’atteindre l’immortalité grâce au clonage est totalement infondé. Pour la même raison, les clones ne peuvent assumer aucune responsabilité pour les actes commis par leur « original génétique ».
CLONAGE EXPÉRIMENTAL D'ANIMAUX
Le clonage est la production artificielle de clones d'animaux (dans le cas du clonage végétal, les termes « multiplication végétative » et « culture de méristèmes » sont souvent utilisés). Les animaux supérieurs ne pouvant pas se reproduire par voie végétative, trois méthodes peuvent en principe être utilisées pour obtenir un clone :
doubler l'ensemble des chromosomes dans un œuf non fécondé, obtenant ainsi un œuf diploïde, et le forcer à se développer sans fécondation ;
obtenir artificiellement des jumeaux monozygotes en divisant un embryon qui a commencé à se développer ;
retirez le noyau de l'œuf, en le remplaçant par le noyau diploïde d'une cellule somatique, et forcez également un tel « zygote » à se développer.
Les scientifiques ont utilisé ces trois possibilités pour cloner des animaux.
La première méthode ne peut pas être appliquée à tous les animaux. Retour dans les années 30. XXe siècle B.L. Astaurov a réussi, grâce aux effets thermiques, à activer un œuf de ver à soie non fécondé pour le développement, tout en bloquant le passage de la première division méiotique. Naturellement, le noyau est resté diploïde. Le développement d’un tel œuf diploïde se termine par l’éclosion de larves qui répètent exactement le génotype de la mère. Naturellement, seules des femelles ont été obtenues. Malheureusement, il n'est pas économiquement rentable d'élever des femelles, car avec une consommation alimentaire plus élevée, elles produisent des cocons de moins bonne qualité. VIRGINIE. Strunnikov a amélioré cette méthode en développant une méthode permettant d'obtenir des clones de vers à soie composés uniquement d'individus mâles. Pour ce faire, le noyau de l’œuf a été exposé aux rayons gamma et à des températures élevées. Cela rendait les noyaux incapables de fécondation. Le noyau du sperme qui a pénétré dans un tel ovule a doublé et a commencé à se diviser. Cela a conduit au développement d’un mâle répétant le génotype du père. Certes, les clones obtenus ne conviennent pas à la sériciculture industrielle, mais ils sont utilisés en sélection pour obtenir l'effet d'hétérosis. Cela permet d’accélérer et de faciliter considérablement la production d’une progéniture exceptionnellement productive. Aujourd’hui, ces méthodes sont largement utilisées en sériciculture en Chine et en Ouzbékistan.
Malheureusement, le succès avec le ver à soie est une exception : il n'est pas possible d'obtenir de cette manière des clones d'autres animaux. Les chercheurs ont essayé de retirer l'un des pronoyaux d'un œuf fécondé et de doubler le nombre de chromosomes de l'autre en les traitant avec des substances qui détruisent les microtubules du fuseau. Les cellules diploïdes résultantes étaient homozygotes pour tous les gènes (contenant deux génomes maternels ou deux génomes paternels). Ces zygotes ont commencé à se fragmenter, mais leur développement s'est arrêté à stade précoce et il s'est avéré impossible d'obtenir des clones de mammifères de cette manière. Des tentatives ont été faites pour transplanter des pronoyaux d'un œuf fécondé à un autre. Il s'est avéré que les embryons ainsi obtenus ne se développaient normalement que si un pronoyau était le noyau de l'ovule et l'autre le spermatozoïde. Ces expériences ont montré que le développement normal des embryons de mammifères nécessite deux génomes différents : maternel et paternel. Le fait est que lors de la formation des cellules germinales, une empreinte génomique a lieu - la méthylation des sections d'ADN, ce qui conduit à la désactivation des gènes méthylés. Cet arrêt reste à vie. Étant donné que différents gènes sont désactivés dans les cellules germinales mâles et femelles, les deux génomes sont nécessaires au développement normal du corps - il doit y avoir une copie de travail du gène.
La deuxième méthode - diviser l'embryon dès les premiers stades du clivage - est utilisée depuis très longtemps enembryologie, bien que principalement pour oursins et des grenouilles. C'est ainsi que furent obtenues des données sur la capacité des blastomères isolés d'un embryon à donner naissance à un organisme à part entière. Des clones de jumeaux monozygotes de mammifères ont été obtenus beaucoup plus tard, mais la séparation artificielle des embryons et leur implantation ultérieure dans des « mères porteuses » sont déjà utilisées dans la sélection des animaux de ferme pour obtenir un grand nombre de descendants de parents particulièrement précieux. En 1999, un singe a été cloné selon cette méthode. La fécondation a été réalisée in vitro. L’embryon au stade huit cellules a été divisé en quatre parties et chaque partie à deux cellules a été implantée dans l’utérus d’un singe différent. Trois embryons ne se sont pas développés, mais du quatrième est né un singe, nommé Tetra (Quartier).
L'animal cloné le plus célèbre, Dolly la brebis, a été cloné en utilisant une troisième méthode : transférer le matériel génétique d'une cellule somatique dans un ovule dépourvu de son propre noyau.
La méthode de transfert nucléaire a été développée dans les années 40. XXe siècle L'embryologiste russe G.V. Lopashov, qui travaillait avec des œufs de grenouille. Certes, il n'a pas reçu de grenouilles adultes. Plus tard, l'Anglais J. Gurdon a réussi à forcer des œufs de grenouilles à noyau étranger à se développer en individus adultes. Ce fut une réalisation exceptionnelle : après tout, il a transplanté les noyaux de cellules différenciées d'un organisme adulte dans un œuf. Il a utilisé des cellules membranaires natatoires et des cellules épithéliales intestinales. Mais pas plus de 2 % de ces œufs se sont développés jusqu'à l'âge adulte, et les grenouilles qui en sont issues différaient petites tailles et une vitalité réduite par rapport à leurs pairs normaux.
Transplanter un noyau dans un œuf de mammifère est beaucoup plus difficile, car il est environ 1 000 fois plus petit qu'un œuf de grenouille. Dans les années 1970 dans notre pays, à l'Institut de cytologie et de génétique de Novossibirsk, le merveilleux scientifique L.I. Korochkine. Malheureusement, son travail n'a pas pu se poursuivre en raison de difficultés de financement. Des scientifiques étrangers ont poursuivi leurs recherches, mais l'opération de transplantation nucléaire s'est avérée trop traumatisante pour les œufs de souris. Par conséquent, les expérimentateurs ont emprunté une voie différente: ils ont simplement commencé à fusionner un œuf dépourvu de son propre noyau avec une cellule somatique entière et intacte.
Un groupe de chercheurs du Rosslyn Institute en Écosse, dirigé par J. Wilmut, qui a cloné Dolly, a utilisé une impulsion électrique pour fusionner les cellules. Ils ont retiré les noyaux des œufs matures, puis à l'aide de micro des pipettes introduisaient une cellule somatique isolée de la glande mammaire d'un mouton sous la membrane de l'œuf. À l’aide d’un choc électrique, les cellules ont fusionné et leur division a été stimulée. Ensuite, après 6 jours de culture dans des conditions artificielles, l'embryon, qui a commencé à se développer au stade morula, a été implanté dans l'utérus d'un mouton spécialement préparé d'une race différente (bien phénotypiquement différente du donneur de matériel génétique). La naissance de la brebis Dolly a fait sensation et certains scientifiques doutaient qu'elle soit effectivement un clone. Cependant, des études ADN spéciales ont montré que Dolly est un véritable clone.
Par la suite, la technique de clonage des mammifères a été améliorée. Un groupe de scientifiques de l'Université d'Honolulu, dirigé par Riuzo Yanagimachi, a réussi à transférer le noyau d'une cellule somatique directement dans un œuf à l'aide d'une micropipette qu'ils ont inventée. Cela leur a permis de se passer d’une impulsion électrique, loin d’être sans danger pour les cellules vivantes. De plus, ils utilisaient des cellules moins différenciées - c'étaient des cellules cumulus (cellules somatiques entourant l'œuf et l'accompagner lors de ses déplacements dans l'oviducte). À ce jour, d'autres mammifères ont été clonés selon cette méthode : vache, cochon, souris, chat, chien, cheval, mulet, singe.
POURQUOI CLONER DES ANIMAUX ?
Malgré d’énormes progrès, le clonage de mammifères reste une procédure complexe et coûteuse. Pourquoi les scientifiques n’arrêtent-ils pas ces expériences ? D'abord parce que c'est... intéressant. Et ce n’est pas seulement curieux de savoir si cela fonctionnera ou non, ce qui va se passer est déjà clair. Le clonage des mammifères est extrêmement important pour la science fondamentale. Il s'agit d'un outil unique qui vous permet d'explorer l'une des questions les plus complexes et les plus intrigantes de la biologie : comment et de quelles manières les informations enregistrées par la séquence de nucléotides dans l'ADN sont mises en œuvre dans un organisme adulte unique, comment l'interaction précise de milliers de gènes est réalisé, dont chacun est « activé » et « désactivé » « exactement au moment et dans la cellule où cela est nécessaire. On sait que certains gènes opérant dès les premiers stades de l'embryogenèse sont irréversiblement désactivés au cours du développement ultérieur et de la différenciation des cellules.
Comment cela peut-il arriver? Est-il possible de forcer une cellule différenciée à subir une différenciation inverse ? Il est généralement impossible de répondre à la dernière question sans clonage. Le fait même que le clonage de mammifères réussisse semble indiquer que la différenciation inverse est possible. Cependant, tout n’est pas si simple. Les animaux sont souvent clonés à partir de cellules souches embryonnaires indifférenciées ou de cellules cumulus. Dans d’autres cas, des cellules souches peuvent également avoir été utilisées. En particulier, Dolly la brebis a été clonée à partir des cellules de la glande mammaire d'une brebis gestante, et pendant la grossesse, sous l'influence des hormones, les cellules souches de la glande mammaire commencent à se multiplier, il est donc probable que les expérimentateurs prendront exactement cellule souche, se lève. On pense que c'est exactement ce qui s'est passé avec Dolly. Cela peut également expliquer la très faible efficacité du clonage : après tout, il y a peu de cellules souches dans les tissus.
Mais bien sûr, si la méthode du clonage n’avait pas eu des résultats pratiques clairement visibles, la recherche ne serait pas aussi intense. Quel genre utilisation pratique peut-être à partir d'animaux clonés ? Tout d’abord, le clonage d’animaux domestiques hautement productifs peut permettre d’obtenir de grandes quantités de vaches d’élite, d’animaux à fourrure de valeur, de chevaux de sport, etc. en peu de temps. Certains scientifiques estiment que le clonage ne sera jamais largement utilisé en élevage en raison du coût élevé de la procédure. De plus, la condition de sélection a toujours été la diversité génétique, alors que le clonage, en répliquant un génotype, réduit cette diversité. Cependant, puisque reproduction sexuée Nécessairement associé à la recombinaison, qui détruit les combinaisons d'allèles, le clonage peut contribuer à préserver des génotypes uniques. Le clonage par division d'embryons ayant commencé à se fragmenter est déjà utilisé dans la sélection de gros bétail.
Les scientifiques placent des espoirs particuliers dans le clonage d’animaux sauvages menacés d’extinction. Des « zoos congelés » sont déjà en cours de création - des échantillons de cellules de ces animaux, conservés congelés à la température de l'azote liquide (-196°C). Deux veaux sauvages banteng sont déjà nés en Amérique, clonés à partir des cellules d'un animal décédé en 1980. Ses cellules ont été congelées et conservées dans de l'azote liquide pendant plus de 20 ans. Une autre espèce de taureau sauvage, le gaur, le mouton sauvage européen et le chat sauvage des steppes africaines, a également été clonée.
Le clonage de chats est une expérience particulièrement intéressante et importante menée à l'Audubon Institute of Nature (USA). Là, deux clones femelles ont été obtenus à partir d'un chat donneur et un clone mâle d'un chat nommé Jazz. Jazz, à son tour, est issu d’un embryon conservé congelé dans de l’azote liquide pendant 20 ans, puis porté jusqu’à terme et né normalement. chat domestique. En 2005, les deux chats clones ont donné naissance ensemble à huit chatons. Le père des huit était le chat clone Jazz. Cette expérience a montré que les clones étaient capables de se reproduire normalement. Cependant, il faut comprendre qu’il est peu probable que le clonage « ressuscite » une espèce disparue. Cependant, cela peut aider à préserver le patrimoine génétique si les clones obtenus sont utilisés dans des croisements avec des animaux élevés dans des zoos. Cette utilisation de clones peut contribuer à éviter conséquences négatives la consanguinité, inévitable lorsque le nombre d'espèces est faible.
Ici, il faut parler des espoirs de cloner des animaux déjà disparus - le mammouth, le loup marsupial de Tasmanie, le zèbre quagga. Les optimistes suggèrent qu'il est possible d'utiliser l'ADN de ces animaux, conservé soit dans le pergélisol, soit dans des tissus préservés. Cependant, une tentative de clonage du loup marsupial de Tasmanie, dont le dernier spécimen est mort dans un zoo en 1936, a échoué. Cela n’est pas surprenant puisque les scientifiques ne disposaient pas de cellules vivantes, mais uniquement d’échantillons de tissus conservés dans de l’alcool. L'ADN en a été isolé, mais il s'est avéré trop endommagé et les méthodes actuellement existantes ne permettent pas de cloner des animaux sans un nombre suffisant de cellules vivantes. Pour la même raison, il est peu probable qu’un mammouth soit un jour cloné. Quoi qu’il en soit, toutes les tentatives faites pour cultiver des cellules de mammouth restées des millénaires dans le permafrost ont échoué. En outre, il convient de garder à l’esprit que même s’il était possible d’obtenir et de cultiver un clone de mammouth ou de quagga, cela ne constituerait pas une résurrection de l’espèce. Il est impossible d'obtenir une espèce à partir d'un ou même de plusieurs spécimens. On estime qu’au moins plusieurs centaines d’individus sont nécessaires à l’existence et à la reproduction durables de l’espèce. Ainsi, l’ADN fossile ou l’ADN de tissus conservés dans l’alcool sont suffisants pour l’analyse, voire la transgénèse, mais pas pour le clonage. Bien qu’il existe des cas connus d’espèces survivant après un déclin catastrophique de leur nombre. L'une de ces espèces est le guépard. L'analyse génétique montre qu'il fut un moment dans son histoire où sa population comptait entre 7 et 10 individus. Bien que les guépards aient survécu, les conséquences de la consanguinité sont restées : infertilité fréquente, mortinaissances et autres difficultés de reproduction. Une autre espèce de ce type est l’homme. Dans l'histoire évolutive de l'homme, il y a eu au moins deux épisodes de passage forte baisse le nombre d'espèces, et pour les Indiens d'Amérique - encore plus (la colonisation de l'Amérique est venue de Sibérie orientale le long de l'isthme de Béringie en très petits groupes - 7 à 10 personnes). C'est pourquoi la diversité génétique humaine est faible, ce qui entraîne une diversité phénotypique : de nombreux gènes sont dans un état homozygote.
Bien entendu, le clonage est une méthode indispensable pour obtenir des animaux transgéniques. Bien que d'autres méthodes de production d'animaux transgéniques soient également utilisées, c'est le clonage qui permet d'obtenir des animaux possédant les propriétés souhaitées pour des besoins pratiques. Au même institut Roslin à Édimbourg, où Dolly est née, les brebis clonées Polly et Molly ont été obtenues. Pour les cloner, des cellules génétiquement modifiées ont été utilisées, cultivées dans conditions artificielles. Ces cellules, en plus des gènes habituels du mouton, portaient le gène humain du facteur IX de la coagulation sanguine.
La construction génétique contenait un promoteur exprimé dans les cellules de la glande mammaire. Par conséquent, la protéine codée par ce gène était excrétée dans le lait. Polly a été le premier mammifère transgénique à être cloné. Sa naissance a ouvert de nouvelles perspectives dans le traitement de certaines maladies humaines. Après tout, de nombreuses maladies sont associées à un manque d'une certaine protéine - un facteur de coagulation ou une hormone. Jusqu’à présent, ces médicaments ne pouvaient être obtenus qu’à partir du sang d’un donneur. Mais la quantité d’hormones dans le sang est très faible ! De plus, l'utilisation de produits sanguins est lourde de maladies infectieuses - non seulement le SIDA, mais aussi les hépatites virales, qui ne sont pas moins dangereuses. Et les animaux transgéniques peuvent être soigneusement sélectionnés et testés, et élevés dans les alpages les plus purs. Les scientifiques ont calculé que pour fournir des protéines médicinales à tous (!) patients hémophiles sur Terre, il faudra un troupeau pas trop grand d'animaux transgéniques - 35 à 40 vaches. Dans le même temps, il est nécessaire de procéder à la transgenèse et au clonage de seulement deux animaux - une femelle et un mâle, et ceux-ci, se reproduisant naturellement, transmettront le gène souhaité à leur progéniture. De plus, comme chez les mâles, le gène de la glande mammaire ne fonctionne pas du tout et que chez les femelles, il ne fonctionne que pendant la lactation et que le produit est immédiatement excrété par le corps avec le lait, ce gène étranger ne pose aucun inconvénient ni aucune conséquence indésirable pour les animaux. . Aujourd'hui, des moutons, des chèvres, des lapins et même des souris sont utilisés comme bioréacteurs. Certes, les vaches produisent beaucoup plus de lait, mais elles se reproduisent également beaucoup plus lentement et commencent à allaiter plus tard. Il existe d’autres possibilités d’utilisation de clones transgéniques à des fins scientifiques et pratiques, mais nous n’en parlerons pas ici.
DIFFICULTÉS ET PROBLÈMES SURVENANT LORS DU CLONAGE DE MAMMIFÈRES
Malgré des succès impressionnants, on ne peut pas encore affirmer que le clonage soit devenu une technique courante en laboratoire. Il s’agit d’une procédure encore très complexe qui n’aboutit pas très souvent au résultat escompté. Quelles difficultés surviennent lors du clonage d’animaux ?
Tout d’abord, c’est la faible efficacité du clonage. Les procédures utilisées pour cloner les mammifères sont très traumatisantes pour les cellules. Toutes les cellules ne parviennent pas à y survivre en toute sécurité. Tous les embryons qui commencent à se développer ne survivent pas jusqu’à la naissance. Ainsi, pour obtenir Dolly, 40 moutons ont dû être opérés pour en extraire les œufs (voir Fig. 5). À partir de 430 œufs, 277 « zygotes » diploïdes ont été obtenus, dont seulement 29 ont commencé à se développer et ont été implantés dans des mères « porteuses ». Parmi eux, un seul embryon a survécu jusqu'à la naissance : Dolly. Pour obtenir le cheval cloné Promethea, il a fallu Environ 840 embryons ont été « conçus », parmi lesquels seulement 17 se sont suffisamment développés pour être implantés dans des « mères ». Quatre d'entre eux ont commencé à se développer, mais un seul Prométhée a survécu jusqu'à la naissance.
Une autre préoccupation majeure est la santé des clones nés. En règle générale, lorsqu'on annonce la naissance d'un autre clone, on souligne son excellente santé. En effet, de nombreux animaux clonés en parfaite santé à la naissance ont survécu jusqu’à l’âge adulte et ont donné naissance à des petits normaux. Cependant, ils ont ensuite montré des violations de la part de différents systèmes organes. Ainsi, Dolly est née en bonne santé et a donné naissance à plusieurs agneaux en bonne santé, mais elle a ensuite commencé à vieillir rapidement et a vécu deux fois moins longtemps qu'un mouton ordinaire. Polly et Molly transgéniques, également clonées au Roslyn Institute, ont vécu encore moins longtemps. Les chats des steppes clonés se sont reproduits avec succès. Certes, il n'existe pas encore de données sur leur espérance de vie. Mais le taureau gaur, qui semblait également en bonne santé à la naissance, n'a vécu que deux jours à cause d'une maladie intestinale. La question de la santé des clones ne peut pas encore être considérée comme définitivement résolue : les résultats des différents chercheurs sont contradictoires. Selon certaines données, de nombreux clones ont une faible immunité, sont sensibles au rhume et aux maladies gastro-intestinales et vieillissent 2 à 3 fois plus vite que leurs parents génétiques. Des recherches menées par des scientifiques japonais ont montré que le fonctionnement d'environ 4 % des gènes des souris clonées est sérieusement altéré.
Mais le plus déconcertant est peut-être que les clones peuvent être très différents de l’original. Aussi V.A. Strunnikov sur ver à soie il a été constaté que, malgré les mêmes génotypes, les membres d'un même clone se révèlent différents par un certain nombre de caractéristiques. Dans certains clones, cette diversité s'est avérée encore plus grande que dans les populations ordinaires génétiquement hétérogènes. Il y a quelques années, un autre chat cloné est né aux États-Unis, nommé Sisi (Cs, CopyCat). Sa mère génétique était chat calicot Arc-en-ciel (arc-en-ciel). Sissi s'est avérée différente de sa mère - bicolore. Mais l'analyse ADN a montré qu'elle est bien un clone de Rainbow. Les différences sont dues au fait que le gène de la couleur rouge est situé sur le chromosome X. Chez les femelles, l’un des chromosomes X devient inactivé au début de l’embryogenèse. Les chromosomes X sont inactivés de manière aléatoire ; l’état d’inactivation dans la cellule et les cellules descendantes persiste à vie. Chez un chat hétérozygote, les cellules où le chromosome X « non rouge » est inactivé sont rouges. Le clone a été obtenu à partir d’une seule cellule somatique dans laquelle l’un des chromosomes X avait déjà été inactivé. Le chromosome X « rouge » de Sissi s’est avéré inactivé. Chez les mammifères, le chromosome X contient environ 5 % de tous les gènes et les clones peuvent être différents les uns des autres par un assez grand nombre de caractéristiques. À propos, ce phénomène est également connu pour les clones naturels - les jumeaux monozygotes. Deux sœurs ont été décrites - des jumelles monozygotes, dont l'une était en bonne santé et l'autre hémophile. On sait que l'hémophilie survient extrêmement rarement chez les femmes, uniquement dans le cas des homozygotes™. Chez les hétérozygotes, environ la moitié des chromosomes X « sains » sont inactivés, mais la moitié restante est suffisante pour une coagulation sanguine normale. Les jumeaux mentionnés sont apparemment apparus à la suite de la division de l'embryon à un stade où les chromosomes X étaient déjà inactivés et chez l'une des sœurs, le chromosome normal était inactivé dans toutes les cellules du corps. Le résultat fut le développement de la maladie chez un hétérozygote.
Il peut y avoir d'autres raisons à la dissemblance des clones. Tous les embryons clonés produits artificiellement ne se développent pas dans les mêmes conditions que l’original. Autres est l'âge de la mère porteuse, son statut hormonal, la nutrition, etc. Et ces facteurs sont très importants lors de l’embryogenèse. Les raisons des différences entre le clone et l'original peuvent également être des variations dans la manifestation phénotypique des gènes (expressivité et pénétrance), des différences dans le génome des mitochondries (les clones n'ont pas les mêmes mitochondries que l'original), des différences dans le modèle d'inactivation (empreinte) de certains gènes dans l'embryogenèse, de différences inamovibles dans les noyaux des cellules somatiques et germinales (par exemple, dédifférenciation incomplète du noyau des cellules somatiques placé dans l'œuf).
LE PROBLÈME DU CLONAGE HUMAIN
C’est la possibilité d’un clonage humain artificiel qui a suscité de vives émotions dans la société. Le nombre des affirmations les plus polaires (allant de « d’ici la fin du siècle prochain, la population de la planète sera composée de clones » à « une sorte de roman de science-fiction intéressant, mais absolument irréaliste ») est incalculable. Certaines personnes ont déjà fait le testament de conserver leurs cellules dans un état de congélation afin que, une fois la technique de clonage mise au point, elles puissent ressusciter sous forme de clone, s'assurant ainsi l'immortalité. D’autres envisagent de vaincre l’infertilité en clonant ou en cultivant des « pièces de rechange » pour eux-mêmes – des organes destinés à la transplantation. D’autres encore veulent profiter à l’humanité en la peuplant de clones de génies. Dans quelle mesure ces évaluations et aspirations sont-elles justifiées ? Essayons de répondre sereinement, « sans colère ni parti pris », à certaines questions qui se posent à propos du concept de « clonage humain ».
Première question : le clonage humain est-il possible ? La réponse est claire : oui, bien sûr, c’est techniquement possible.
Deuxième question : pourquoi cloner une personne ? Il existe plusieurs réponses, avec plus ou moins de réalisme :
1. Atteindre l’immortalité personnelle. Il n’est pas nécessaire de discuter sérieusement de cette perspective ; l’absurdité de ces espoirs a été évoquée plus haut.
2. Cultiver des individus brillants. Le principal doute est : seront-ils brillants ? Ce trait est trop complexe et, bien que la composante génétique de sa formation ne fasse aucun doute, l'ampleur de cette composante peut varier et l'influence des facteurs environnementaux peut être grande et imprévisible. ET - question importante- seront-ils reconnaissants envers ceux qui ont créé leurs doubles, violant le droit naturel de l'homme à sa propre unicité ? Après tout, les jumeaux monozygotes ont parfois des problèmes liés à cet aspect.
3. Recherche scientifique. Il est douteux qu’il existe des problèmes scientifiques qui pourraient être résolus uniquement avec l’aide de clones humains (nous reviendrons sur les aspects éthiques un peu plus tard).
4. Utilisation du clonage à des fins médicales. C’est précisément la question qui devrait être discutée sérieusement.
On suppose que le clonage peut être utilisé pour vaincre l’infertilité – c’est ce qu’on appelle le clonage reproductif. L'infertilité est en effet un problème extrêmement important ; de nombreuses familles sans enfants acceptent les procédures les plus coûteuses pour pouvoir avoir un enfant.
Mais la question se pose : que peut apporter de fondamentalement nouveau le clonage par rapport, par exemple, à la fécondation in vitro en utilisant des cellules germinales de donneurs ? La réponse honnête serait rien. L’enfant cloné n’aura pas de génotype combinant les génotypes du mari et de la femme. Génétiquement, une telle fille sera sa sœur monozygote Elle n'aura ni les gènes de sa mère ni ceux de son père. De la même manière, un garçon cloné sera génétiquement étranger à sa mère. En d’autres termes, une famille sans enfant ne pourra pas obtenir un enfant entièrement « propre » génétiquement par clonage, tout comme en utilisant des cellules germinales d’un donneur (« les enfants éprouvettes » obtenus à partir des propres cellules germinales du mari et de sa femme ne sont pas génétiquement différents des "enfants" "ordinaires"). Et dans ce cas, pourquoi une procédure aussi complexe et surtout très risquée ? Et si vous vous souvenez de l'efficacité du clonage, imaginez combien d'ovules doivent être obtenus pour qu'un clone naisse, qui, de plus, peut être malade, avec une espérance de vie raccourcie, combien d'embryons ont déjà commencé à naître. vivant mourra, alors la perspective du clonage reproductif humain devient terrifiante. Dans la plupart des pays où le clonage humain est techniquement possible, le clonage reproductif est interdit par la loi.
Le clonage thérapeutique consiste à obtenir un embryon, à le faire croître jusqu'à l'âge de 14 jours, puis à utiliser des cellules souches embryonnaires pour à des fins médicinales. Les perspectives du traitement à l'aide de cellules souches sont stupéfiantes : guérison de nombreuses maladies neurodégénératives (par exemple les maladies d'Alzheimer et de Parkinson), restauration d'organes perdus et, avec le clonage de cellules transgéniques, traitement de nombreuses maladies héréditaires. Mais soyons réalistes : cela signifie en réalité élever un frère ou une sœur, puis le tuer pour utiliser ses cellules comme médicament. Et si ce n’est pas un nouveau-né qui est tué, mais un embryon de deux semaines, cela ne change rien à la situation. Et même si l’utilisation limitée du clonage thérapeutique n’est pas interdite dans la plupart des pays, il est évident qu’il est peu probable que l’humanité suive cette voie. Les scientifiques recherchent donc d’autres moyens d’obtenir des cellules souches.
Afin d'obtenir des cellules souches embryonnaires humaines, des scientifiques chinois ont créé des embryons hybrides en clonant les noyaux de cellules cutanées humaines dans des œufs de lapin. Plus de 100 embryons de ce type ont été obtenus, qui se sont développés dans des conditions artificielles pendant plusieurs jours, puis des cellules souches ont été obtenues à partir d'eux. La question se pose inévitablement de savoir ce qui se passerait si un tel embryon était implanté dans l’utérus d’une mère porteuse et avait la possibilité de se développer. Des expériences avec d'autres espèces animales suggèrent qu'il est peu probable qu'un fœtus viable se développe. Les scientifiques espèrent que cette méthode d’obtention de cellules souches sera plus acceptable sur le plan éthique que le clonage d’embryons humains.
Mais heureusement, il s’avère que les cellules souches embryonnaires peuvent être obtenues beaucoup plus facilement, sans recourir à des manipulations éthiquement discutables. Chaque nouveau-né a le sien sang de cordon contient beaucoup de cellules souches. Si ces cellules sont isolées puis conservées congelées, elles peuvent être utilisées si le besoin s’en fait sentir. Il est désormais possible de créer de telles banques de cellules souches. Cependant, il ne faut pas oublier que les cellules souches peuvent encore présenter des surprises, voire des désagréables. En particulier, il est prouvé que les cellules souches peuvent facilement acquérir des propriétés malignes. Très probablement, cela est dû au fait que, dans des conditions artificielles, ils sont soustraits au contrôle strict du corps. Mais le contrôle du « comportement social » des cellules du corps est non seulement strict, mais très complexe et à plusieurs niveaux. Mais bien entendu, les possibilités d’utilisation des cellules souches sont si impressionnantes que la recherche dans ce domaine et recherches source disponible les cellules souches continueront.
Et enfin, dernière question : le clonage humain est-il acceptable ?
Bien entendu, le clonage humain est certainement inacceptable tant que les difficultés techniques et la faible efficacité du clonage ne sont pas surmontées et que la viabilité normale des clones n'est pas garantie. Malgré le fait qu'il y ait de temps à autre des rapports selon lesquels des enfants clonés seraient nés quelque part, à ce jour, il n'y a pas eu un seul cas documenté et fiable de clonage humain réussi. Le rapport sensationnel sur le clonage d'embryons humains avec une très haute efficacité par le scientifique sud-coréen Woo-Suk Hwan n'a pas été confirmé ; Il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que le clonage devienne une procédure courante et sûre. Le sens de la question est différent : le clonage humain est-il en principe autorisé ? Quelles conséquences pourrait avoir le recours à ce mode de reproduction ?
L’une des conséquences très réelles du clonage pourrait être une violation du sex-ratio chez la progéniture. Ce n’est un secret pour personne : de très nombreuses familles dans de nombreux pays aimeraient avoir un garçon plutôt qu’une fille. Déjà en Chine, la possibilité d'un diagnostic prénatal du genre et de mesures de contrôle des naissances a conduit à une situation où, dans certaines régions, il existe une prédominance significative des garçons parmi les enfants. Que feront ces garçons quand viendra le temps de fonder une famille ?
Une autre conséquence négative large application clonage - réduisant la diversité génétique humaine. Il est déjà petit - nettement moins que, par exemple, même chez des espèces aussi petites que les grands singes. La raison de cela - une forte baisse taille de la population de l'espèce, qui s'est produite au moins deux fois au cours des 200 000 dernières années. La conséquence est un grand nombre de maladies et de défauts héréditaires causés par la transition d'allèles mutants vers un état homozygote. Un nouveau déclin de la diversité pourrait menacer l’existence de l’espèce humaine. Il est vrai qu’en toute honnêteté, il convient de dire qu’il ne faut guère s’attendre à une telle diffusion du clonage, même dans un avenir lointain.
Enfin, il ne faut pas oublier les conséquences que nous ne sommes pas encore en mesure de prévoir.
En conclusion, je dois dire ceci. Le développement rapide de la biologie et de la médecine a soulevé pour l'homme de nombreuses nouvelles questions qui ne se sont jamais posées auparavant et ne pourraient pas se poser : l'admissibilité du clonage ou de l'euthanasie ; les possibilités de réanimation posaient la question de la frontière entre la vie et la mort ; la menace de surpopulation de la Terre nécessite le contrôle des naissances. L’humanité n’a jamais rencontré de tels problèmes et n’a donc développé aucune directive éthique à leur sujet. C’est pourquoi il est désormais impossible de donner des réponses claires et précises sur ce qui est possible et ce qui ne l’est pas. Il faut encore être conscient d'une chose : vous pouvez légalement interdire certaines œuvres, mais la nature humaine est telle que si quelque chose (le clonage humain, par exemple) est techniquement possible, tôt ou tard, cela sera réalisé malgré les interdictions. C'est pourquoi une large discussion sur ces questions est nécessaire afin de développer une attitude consciente face à des problèmes auxquels il est actuellement impossible de donner une réponse sans ambiguïté.
"La biologie pour les écoliers". - 2014. - N°1. - p. 18-29.
I. LE CLONAGE - UN PROBLÈME ÉTHIQUE
Le mécanisme de clonage en tant que procédure de génie génétique n'est généralement pas très compliqué. Une cellule ordinaire d'un organisme vivant, sans entrer dans les détails, est ce qu'on appelle le cytoplasme dans lequel flotte le noyau. Le noyau contient le programme de développement du corps – un ensemble de gènes reçus des parents. Les cellules germinales, contrairement aux autres cellules du corps, ne sont qu’à moitié complètes. Ainsi, un ovule femelle, capable de produire un embryon, contient avant la fécondation un ensemble incomplet de gènes ; dans son noyau, il n'y a pas d'ensemble de gènes mâles, ou, plus précisément, de chromosomes. Cette circonstance a suggéré aux généticiens un schéma expérimental assez simple
Le noyau est retiré de l'œuf reproducteur d'un animal et un noyau est introduit à partir de n'importe quelle cellule ordinaire (non sexuelle) de l'organisme donneur. Un tel noyau contient des informations génétiques complètes sur son corps, et maintenant, s'il s'agit d'une cellule créée artificiellement. (le cytoplasme d'un organisme et le noyau d'un autre) est planté dans l'organe reproducteur de la mère adoptive, alors l'organisme né d'elle sera une copie génétique (clone) de celui dont le noyau a été prélevé. Un tel produit de mains humaines était le mouton Dolly, sur lequel beaucoup de choses ont déjà été écrites et dites. Ses créateurs sont un groupe de biologistes dirigé par Ian Wilmut du Roslyn Institute d'Édimbourg (Écosse).
Bien entendu, il s’agit d’une grande réussite scientifique. L'intérêt de la méthodologie développée est qu'elle a ouvert la possibilité d'évaluer dans un premier temps l'originalité et l'utilité d'un organisme déjà formé, puis de décider de l'opportunité de créer une copie identique. Auparavant, cette technique n’était applicable qu’à la création de copies d’embryons, c’est-à-dire au développement d’organismes de valeur ; ce qui n'était pas clair. Cependant, la première publication dans la revue Nature ne donne pas de réponse définitive à la question : est-il possible d'obtenir des copies basées sur les cellules (noyaux) d'un organisme adulte. Premièrement, le seul résultat positif est décrit, qui n'a encore été confirmé ni par les auteurs eux-mêmes ni par quiconque. Deuxièmement, l’article ne répond pas à un certain nombre d’autres questions. Et surtout : les auteurs de l'ouvrage ne peuvent pas dire avec certitude à partir du noyau de quelle cellule Dolly a été obtenue. Pour le clonage, nous avons prélevé des cellules de l'épithélium de la glande mammaire, c'est-à-dire le pis d'une brebis adulte en gestation. Il peut s’agir d’une cellule très spécifique et rare du corps qui apparaît dans la glande mammaire pendant la grossesse. Il convient également de garder à l'esprit que la production de Dolly à partir du noyau d'une cellule somatique (si cela a réellement eu lieu) modifie considérablement notre compréhension des mécanismes de développement des organismes et des modifications du matériel génétique accompagnant ce processus. Au moins jusqu'à récemment, on pensait que divers types de mutations s'accumulant dans le génome devraient interférer avec le processus de clonage.
La reconstruction, techniquement non opération complexe, le plus souvent réalisé avec des outils mécaniques ordinaires, uniquement de très petite taille. Cependant, cela demande beaucoup d’expérience et de compétences. Après tout, la taille de la cellule est assez petite - moins de 1 020 microns, et le noyau est encore plus petit. Les expérimentateurs écossais ont notamment utilisé une décharge électrique pour fusionner le noyau et l'œuf. Il existe certaines subtilités à d'autres étapes de l'expérience. Mais ils sont techniquement surmontables.
Il est encore impossible de dire avec certitude quelle est la fiabilité de l’approche proposée. Wilmut a effectué environ 300 transplantations nucléaires à partir de cellules épithéliales, mais un seul mouton adulte normal a été obtenu, génétiquement similaire au donneur nucléaire. Il ne peut être exclu qu’en suivant cette voie, avec les prochaines centaines de greffes, il ne soit pas possible d’obtenir un seul exemplaire. Il est alarmant de constater qu'il y a trop de battage médiatique autour de ce travail. Il est possible qu'il contienne un élément d'auto-promotion.
L'expérience avec Dolly a montré que dans un organisme adulte, des cellules individuelles peuvent être préservées et se développer en un organisme vivant complet. Et l’essentiel sera la recherche de ces cellules spécifiques. Lors de l’évaluation des perspectives d’avenir du clonage, il convient de garder à l’esprit un autre problème : les copies de gènes ne peuvent être sevrées que de manière asexuelle. Il ne peut pas non plus être exclu que la copie génétique résultante ne soit pas du tout capable de produire une progéniture. On peut cependant imaginer qu’à l’avenir, grâce à une technologie de clonage bien établie et peu coûteuse, il sera possible d’obtenir des troupeaux de moutons et de vaches d’élite. Il sera probablement ainsi possible de corriger la situation des espèces animales menacées répertoriées dans le Livre rouge, par exemple en transplantant le noyau d'une cellule de mammouth congelée dans l'œuf d'un éléphant d'un zoo. En Russie, il existe depuis longtemps des spécialistes potentiellement capables de résoudre les problèmes de l'embryogénétique. Malheureusement, ces dernières années, beaucoup d’entre eux ont travaillé à l’étranger et y sont d’ailleurs très appréciés. Et pourtant, nous avons certains succès dans cette direction, qui sont tout d'abord associés au transfert de gènes dans les noyaux des zygotes et des cellules embryonnaires et à la production ultérieure d'organismes entiers à partir de ceux-ci. De telles expériences sont menées à la fois à l'Académie russe des sciences agricoles et à l'Académie russe des sciences. Par exemple, notre institut a récemment réussi, pour la première fois en Russie, à obtenir une souris dont l'un des gènes avait été volontairement détruit (c'est ce qu'on appelle le knock-out génétique). Une telle expérience n’est fondamentalement pas moins complexe que le clonage d’une souris à l’aide de cellules embryonnaires. Dans un premier temps, nous avons obtenu une chimère, c'est-à-dire un organisme dans lequel certaines cellules proviennent d'une paire de parents et d'autres de l'autre paire.
Obtention de chimères - moutons chèvres - oui fait réel. Dans ce cas, la technique suivante est utilisée : le transfert de cellules embryonnaires entières d'une espèce d'organisme dans les premiers embryons d'une autre espèce. Le développement embryonnaire partiel d'un hybride constitué d'un noyau de porc transféré dans un œuf de vache a été récemment rapporté. Il est donc difficile aujourd’hui d’imaginer pleinement les possibilités fantastiques qu’apportent la génétique moléculaire et l’embryogénétique modernes.
La principale intrigue du problème est le clonage humain ? Mais ici, nous ne devons pas vraiment garder à l'esprit problèmes techniques, autant qu’éthique, psychologique. Premièrement : il peut y avoir des défauts dans le processus de clonage, ce qui est acceptable dans le cas des animaux et inacceptable dans le cas du clonage humain. En outre, il convient de garder à l'esprit que seulement 50 pour cent de l'individu en tant qu'individu se forme sous l'influence des gènes. Le reste est largement déterminé par les conditions de vie. Reproduire entièrement le matériel et conditions sociales le développement dans lequel l'original génétique s'est formé est impossible. Au lieu d’un génie, vous pourriez vous retrouver avec un récidiviste à succès ; au lieu d’un scientifique talentueux, vous pourriez vous retrouver avec un homme d’affaires incapable. Et même si tous les aspects négatifs sont évidents, il est impossible d’interdire le travail de clonage humain. Beaucoup d’argent peut tout résoudre. Nécessaire analyse détaillée situations et une réglementation juridique claire.
Par conséquent, sans attendre de réels succès des scientifiques dans ce sens, il faut penser à développer documents le'gaux réglementer ces activités. Le président Clinton, comme vous le savez, immédiatement après la publication d'un article sur ce sujet, a interdit de telles expériences. Cela est également discuté à notre Douma, à la Commission européenne d’éthique.
En Angleterre, il existe depuis 6 ans une loi selon laquelle il est interdit de travailler avec les noyaux et les cellules des embryons humains. Toutefois, les travaux des scientifiques écossais ne sont pas couverts par cette loi car ils ont utilisé des noyaux cellulaires provenant de moutons adultes. Le fait est qu’au moment de l’élaboration de la loi d’interdiction, personne n’aurait pu imaginer qu’une telle chose était possible. Il y a maintenant une agitation en Angleterre, à laquelle même organisations religieuses. Il y avait des avertissements contre la publication d'un article sur Dolly dans le magazine. Lorsque nous discutons théoriquement des avantages de la création de copies de gènes, nous pensons à des perspectives humaines telles que le recours au clonage pour créer des organes génétiques en double à des fins de transplantation sans risquer leur rejet.
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Embryon humain (6 jours après la fécondation) |
Cellules germinales pluripotentes dérivées du sang de cordon ombilical humain |
Cellules souches de moelle osseuse humaine (micrographie électronique) |
Les globules rouges sont les premières cellules spécialisées dérivées de cellules souches humaines |
Colonies de cellules souches embryonnaires humaines indifférenciées au grossissement x20 |
En octobre 2001, la société Technologie cellulaire avancée(AST, USA) ont réussi pour la première fois à obtenir un embryon humain cloné composé de 6 cellules. Cela signifie que le clonage d’embryons à des fins médicales (appelé clonage thérapeutique) est à nos portes.
Le but d'un tel clonage est d'obtenir des blastocystes humains (structures sphériques creuses constituées d'environ 100 cellules) contenant une masse cellulaire interne. Après extraction des blastocystes, les cellules internes peuvent se développer en culture, se transformant en cellules souches, qui, à leur tour, peuvent se transformer en toutes cellules humaines différenciées : cellules nerveuses, musculaires, hématopoïétiques, glandulaires, etc.
Les applications médicales des cellules souches sont très prometteuses et extrêmement diverses. Ils peuvent être utilisés, par exemple, pour traiter le diabète en rétablissant la population de cellules pancréatiques mortes ou endommagées qui produisent de l'insuline. Ils peuvent également être utilisés pour remplacer cellules nerveuses avec des blessures au cerveau ou à la moelle épinière. Dans ce cas, il n’y a aucun risque de rejet de greffe ni d’autres complications indésirables qui accompagnent les opérations conventionnelles de transplantation de cellules, de tissus et d’organes.
Récemment, le terme « clonage thérapeutique » a également été utilisé pour désigner le clonage d'embryons destinés à être implantés dans l'utérus d'une femme, qui pourra ensuite donner naissance à un enfant cloné. Cela se justifie par le fait qu'un tel clonage permettra à des couples infertiles d'avoir des enfants. Toutefois, cela n’a rien à voir avec le traitement en tant que tel. Par conséquent, la plupart des scientifiques impliqués dans le clonage à des fins médicales estiment que le moment du clonage « reproductif » n'est pas encore arrivé : de nombreux problèmes biologiques, médicaux et éthiques complexes doivent encore être résolus.
Le clonage désigne la production d'un embryon soit par remplacement du noyau d'un ovule par le noyau d'une cellule somatique, soit par parthénogenèse, c'est-à-dire lors de la division d'un œuf non fécondé. Dans les deux cas, le clonage nécessite des ovules viables, qui ne peuvent être obtenus que auprès de donneurs.
A une annonce de la société AST avec une demande de fourniture de matériel pour recherche scientifique De nombreuses femmes ont répondu présentes dans le domaine du clonage, parmi lesquelles 12 donneuses ont été sélectionnées après un examen médical et mental approfondi. Il est intéressant de noter que la majorité des donneurs potentiels ont déclaré qu’ils refuseraient de participer aux expériences de clonage reproductif.
Les donneuses ont reçu des injections spéciales d'hormones afin qu'au moment de l'ovulation, non pas un, mais environ 10 ovules soient libérés. Les fibroblastes ont été utilisés comme source de noyaux pour la transplantation dans les œufs. Les fibroblastes ont été obtenus à partir de biopsies cutanées de donneurs anonymes, y compris des patients diabète sucré, ainsi que les patients souffrant de lésions de la moelle épinière. Après avoir isolé les fibroblastes, des cultures cellulaires en ont été obtenues.
Dans les premières expériences, des noyaux de fibroblastes ont été utilisés. Cependant, après la transplantation du noyau, bien que l’ovule ait commencé à se diviser, le processus s’est rapidement terminé et même deux cellules distinctes ne se sont pas formées. Après une série d'échecs, des chercheurs américains ont décidé d'utiliser l'approche de T. Wakayama et R. Yanagimachi (la méthode dite hawaïenne), avec laquelle la première souris clonée a été obtenue.
Cette méthode consiste à transplanter une cellule ovarienne entière dans un ovule au lieu du noyau d'une cellule somatique (fibroblaste). Les cellules ovariennes nourrissent l’ovule en développement et y sont si étroitement liées qu’elles restent à sa surface même après l’ovulation. Ces cellules sont si petites qu’une cellule entière peut être utilisée à la place du noyau.
Cependant, dans ce cas, des difficultés importantes sont apparues. Il a fallu plus de 70 expériences avant d’obtenir un œuf en division. Sur les 8 ovules dans lesquels des cellules ovariennes ont été introduites, deux ont formé un embryon à quatre cellules et un a formé un embryon à six cellules. Après cela, leur division s'est arrêtée.
L'approche parthénogénétique repose sur le fait que l'œuf ne devient pas haploïde immédiatement, mais à un stade de maturation assez tardif. Si un œuf aussi presque mature pouvait être activé, c'est-à-dire stimulés pour se diviser, des blastocystes et des cellules souches ont pu être obtenus. L’inconvénient de cette approche est que les cellules souches obtenues ne seront génétiquement liées qu’à la donneuse d’ovules. Il est impossible d'obtenir des cellules souches pour d'autres personnes de cette manière - une transplantation de noyaux dans l'ovule sera nécessaire.
Auparavant, des tentatives réussies ont été réalisées pour activer les œufs de souris et de lapins à l'aide de diverses substances ou courant électrique. En 1983, E. Robertson a obtenu des cellules souches d'un embryon de souris parthénogénétique et a montré qu'elles pouvaient former divers tissus, y compris musculaire et nerveux.
Avec l’embryon humain, tout s’est avéré plus compliqué. Sur les 22 œufs chimiquement activés, seuls 6 ont formé après cinq jours quelque chose qui ressemble à des blastocystes. Cependant, il n’y avait aucune masse cellulaire interne dans ces blastocystes…
Il existe trois types de clonage de mammifères : le clonage embryonnaire, le clonage d'ADN mature (clonage reproductif, méthode Roslin) et le clonage thérapeutique (biomédical).
À clonage embryonnaire les cellules issues de la division d'un œuf fécondé se divisent et continuent de se développer en embryons indépendants. De cette façon, vous pouvez avoir des jumeaux monozygotes, des triplés, etc. jusqu'à 8 embryons se développant dans des organismes normaux. Cette méthode est utilisée depuis longtemps pour cloner des animaux. divers types, mais son applicabilité aux humains n’a pas été suffisamment étudiée.
Le clonage d'ADN consiste à transférer le noyau d'une cellule somatique dans un ovule non fécondé dont son propre noyau a été préalablement retiré. Une telle opération cellulaire a été réalisée pour la première fois par le généticien G. Spemann dans les années 1920.
Après retrait du noyau, l'œuf différentes façons obligé d’entrer dans l’étape G0 du cycle cellulaire. Dans cet état, la cellule est au repos, ce qui est très important lors de sa préparation à la transplantation d'un nouveau noyau. Le transfert nucléaire s'effectue soit par transplantation, comme décrit ci-dessus, soit par fusion de l'ovule avec une autre cellule contenant un noyau.
Chaque laboratoire utilise ses propres modifications de ces approches communes. La plus célèbre est la méthode de Roslin, à l'aide de laquelle Dolly la brebis a été obtenue.
Pour le succès de la chirurgie de transfert nucléaire, il est important de synchroniser les cycles cellulaires des cellules donneuses et de l’ovule. Cette méthode a été développée et utilisée par I. Wilmut et K. Campbell. Tout d'abord, les cellules du donneur (lors du clonage du mouton, à partir du pis) ont été placées dans un milieu de culture, où elles ont commencé à se diviser. Ensuite, l’un d’eux a été sélectionné et placé dans un milieu appauvri, ce qui a permis à la cellule affamée d’entrer dans le stade G0 du cycle cellulaire. Après avoir retiré le noyau de l’ovule, celui-ci a été immédiatement placé à côté de la cellule donneuse et, après 1 à 8 heures, la fusion cellulaire et l’activation du développement embryonnaire ont été induites à l’aide d’une impulsion électrique.
Cependant, seules quelques cellules survivent à cette procédure. La cellule survivante a été placée dans l'oviducte d'un mouton et laissée se développer pendant environ 6 jours, après quoi elle a été transférée dans l'utérus, où le développement embryonnaire s'est poursuivi. Si tout se passait bien, un mouton cloné finirait par naître – une copie génétique exacte du mouton dont la cellule donneuse a été prélevée.
En raison du risque élevé de développer des anomalies génétiques et un cancer, de nombreux scientifiques et personnalités publiques s'opposent à l'utilisation de cette méthode pour le clonage humain. La plupart des pays interdisent le clonage reproductif humain.
La méthode hawaïenne de clonage reproductif mentionnée ci-dessus est nouvelle et la plus efficace. En juin 1998, un groupe de scientifiques de l'Université d'Hawaï a réussi pour la première fois à cloner une souris et trois générations de clones génétiquement identiques ont été obtenues. Malgré le fait que la génétique et la structure des cellules de souris soient mieux étudiées que celles d'autres animaux, le clonage d'une souris était une tâche difficile. Cela est dû au fait que l'œuf de souris commence à se diviser presque immédiatement après la fécondation. Ce n'est donc pas un hasard si Roslin a utilisé un mouton pour le clonage : son œuf commence à se diviser seulement quelques heures après la fécondation.
Wakayama et Yanagimuchi ont su surmonter cette difficulté et ont obtenu des clones de souris avec un rendement encore plus élevé (3 tentatives sur 100) que Wilmut (1 tentative sur 277). Wakayama a abordé le problème de la synchronisation cellulaire différemment de Wilmut. Les cellules du pis utilisées par Wilmut ont dû être artificiellement forcées à passer en phase G0. Wakayama, dès le début, a utilisé trois types de cellules - les cellules de Sertoli, les cellules cérébrales et les cellules ovariennes - qui sont elles-mêmes soit toujours en phase G0 (les deux premiers types de cellules), soit presque toujours en phase G0 ou G1. De plus, les cellules du donneur ont été utilisées quelques minutes après avoir été isolées de la souris plutôt que d’être conservées en culture.
Une fois le noyau retiré de l’ovule, le noyau d’une cellule donneuse y a été injecté. Après environ 1 heure, la cellule a commencé à fonctionner normalement avec un nouveau noyau. Après 5 heures supplémentaires, la cellule a été placée dans un milieu spécial qui a stimulé la division cellulaire similaire à la façon dont cela se produit lors de la fécondation naturelle. En même temps, le milieu contenait une substance spéciale - la cytochalasine B - qui empêchait le développement des globules polaires. En conséquence, un embryon s'est développé à partir de l'ovule, qui a ensuite pu être transplanté dans l'utérus de la future mère.
Pour assurer la viabilité des clones, Wakayama a obtenu des clones des clones, ainsi que des descendants normaux des parents clones, et au moment de la publication, il avait obtenu plus de 50 clones.
Clonage biomédical décrit ci-dessus. Il diffère du clonage reproductif uniquement en ce que l'ovule avec le noyau transplanté se développe dans un environnement artificiel, puis les cellules souches sont retirées du blastocyste et le pré-embryon lui-même meurt. Les cellules souches peuvent être utilisées dans de nombreux cas pour régénérer des organes et des tissus endommagés ou manquants, mais la procédure pour les obtenir soulève de nombreux problèmes moraux et éthiques et, dans de nombreux pays, les législateurs discutent de la possibilité d'interdire le clonage biomédical. Néanmoins, les recherches dans ce domaine se poursuivent et des milliers de patients en phase terminale (maladies de Parkinson et d'Alzheimer, diabète, sclérose en plaques, polyarthrite rhumatoïde, le cancer, ainsi que les personnes souffrant de lésions de la moelle épinière) attendent avec impatience leurs résultats positifs.
Aux États-Unis, des scientifiques ont conclu que le clonage humain n’est probablement pas réalisable. Après avoir mené plusieurs centaines d'expériences sur des singes, il a été constaté que la structure des œufs de primates, dont font partie les humains, rend leur clonage presque impossible. Jusqu’à présent, aucun singe n’a été cloné. Le clonage humain pourrait ne pas être réalisable, rapporte la BBC. Les raisons en sont biologiques.
SUR CE SUJET
Les scientifiques américains sont arrivés à la conclusion que le clonage est impossible. Selon eux, des centaines de tentatives visant à créer un clone du singe ont échoué. Le fait est que la structure des œufs des primates, y compris les humains, rend leur clonage presque impossible, affirment les scientifiques.
Certains animaux, comme les souris et les moutons, ont été clonés avec succès, mais de plus en plus signes évidents le fait que toutes les espèces ne peuvent pas être reproduites artificiellement.
L'étude, publiée dans la revue Science, renforce l'argumentation de ceux qui ne croient pas aux affirmations de Clonaid selon lesquelles il aurait créé les premiers clones humains.
Rappelons que cette société, créée par des adeptes du culte ufologique des Raélites, a fait état de clonage humain, mais n'en a pas apporté de preuves convaincantes.
La plupart des scientifiques conviennent que les tentatives visant à créer un clone humain sont dangereuses et moralement discutables. De nombreux clones d'animaux sont nés avec l'une ou l'autre anomalie. Ils naissaient rarement en bonne santé.
Des chercheurs de la faculté de médecine de l'Université de Pittsburgh ont tenté de cloner un singe rhésus en utilisant la technologie utilisée pour créer un clone de la célèbre brebis Dolly.
Après des centaines de tentatives, ils n’ont jamais réussi à mettre enceinte la porteuse du clone. D’autres groupes de scientifiques n’ont pas non plus réussi à cloner des singes.
Chez les primates, il semble que lorsque les cellules clonées se divisent, l’ADN n’est pas transféré correctement aux nouvelles cellules. Certaines cellules se retrouvent avec trop ou pas assez d’ADN et ne sont pas viables.
Les scientifiques estiment que les tentatives de clonage d’autres primates, y compris les humains, semblent vouées à l’échec.
"Cela confirme le fait que les charlatans qui ont parlé du clonage humain n'ont jamais suffisamment bien compris la biologie cellulaire pour réussir", a déclaré le chef de l'équipe, le Dr Gerald Schatten, au magazine Sceince.
Clonage
Clonage commercial
Au cours des dernières décennies du siècle dernier, l’une des branches les plus intéressantes de la science biologique a connu un développement rapide : la génétique moléculaire. Déjà au début des années 1970, une nouvelle direction de la génétique est apparue : le génie génétique. Sur la base de sa méthodologie, divers types de biotechnologies ont commencé à être développés et des organismes génétiquement modifiés ont été créés. Avoir une opportunité thérapie génique certaines maladies humaines. À ce jour, les scientifiques ont fait de nombreuses découvertes dans le domaine du clonage d'animaux à partir de cellules somatiques, qui sont utilisées avec succès dans la pratique.
L’idée de cloner Homo sapiens pose à l’humanité des problèmes auxquels elle n’a jamais été confrontée auparavant. La science évolue de telle manière que chaque nouvelle étape entraîne non seulement de nouvelles opportunités jusqu'alors inconnues, mais aussi de nouveaux dangers.
Qu’est-ce que le clonage en tant que tel ? En biologie, méthode d'obtention de plusieurs organismes identiques par reproduction asexuée (y compris végétative), nous dit l'encyclopédie Krugosvet. C’est exactement ainsi que de nombreuses espèces de plantes et certains animaux se reproduisent dans la nature sur des millions d’années. Cependant, le terme « clonage » est désormais généralement utilisé dans un sens plus étroit et signifie copier des cellules, des gènes, des anticorps et même des organismes multicellulaires dans conditions de laboratoire. Les spécimens résultant de la reproduction asexuée sont, par définition, génétiquement identiques, mais on peut y observer une variabilité héréditaire, provoquée par des mutations aléatoires ou créée artificiellement par des méthodes de laboratoire. Le terme « clone » en tant que tel vient du mot grec « klon », qui signifie brindille, pousse, bouture, et concerne principalement la multiplication végétative. Le clonage de plantes à partir de boutures, de bourgeons ou de tubercules en agriculture est connu depuis des milliers d'années. À multiplication végétative et lors du clonage, les gènes ne sont pas distribués entre les descendants, comme dans le cas de la reproduction sexuée, mais sont conservés dans leur intégralité. Seulement chez les animaux, tout se passe différemment. À mesure que les cellules animales se développent, leur spécialisation se produit, c'est-à-dire qu'elles perdent la capacité de mettre en œuvre toute l'information génétique intégrée dans le noyau de nombreuses générations.
Il s'agit du schéma de clonage proposé par le docteur Eddie Lawrence (basé sur des documents de l'armée de l'air russe).
Qu’entend-on par clonage reproductif ? Il s'agit d'une reproduction artificielle en laboratoire d'une copie génétiquement précise de toute créature vivante. Le clonage thérapeutique, quant à lui, signifie le même clonage reproductif, mais avec une période de croissance de l'embryon limitée ou, comme disent les experts, un « blastocyste » à 14 jours. Après deux semaines, le processus de reproduction cellulaire est interrompu. Ces cellules des futurs organes sont appelées « cellules souches embryonnaires ».
Il y a environ un demi-siècle, des brins d'ADN ont été découverts. L'étude de l'ADN a conduit à la découverte du processus de clonage artificiel des animaux.
La possibilité de cloner des embryons de vertébrés a été démontrée pour la première fois au début des années 1950 lors d’expériences sur des amphibiens. Des expériences avec eux ont montré que les transplantations nucléaires en série et la culture cellulaire in vitro augmentent cette capacité dans une certaine mesure. Après avoir obtenu un brevet en 1981, le premier animal cloné est apparu : une souris. Au début des années 1990, les recherches des scientifiques se sont tournées vers les grands mammifères. Les œufs reconstitués provenant de gros animaux domestiques, de vaches ou de moutons, ne sont pas d'abord cultivés. in vitro, un in vivo- dans l'oviducte lié d'un mouton - le receveur intermédiaire (premier). Ils sont ensuite lavés à partir de là et transplantés dans l'utérus du receveur final (deuxième) - respectivement une vache ou un mouton, où leur développement se produit jusqu'à la naissance du bébé. Il y a quelque temps, les médias ont été choqués par l'apparition de Dolly, une brebis écossaise qui, selon ses créateurs, représente une copie exacte de son patrimoine génétique. Plus tard, le gobie américain Jefferson et un deuxième gobie élevé par des biologistes français sont apparus.
Soudain, un groupe de scientifiques de la Rockefeller et de l'Université d'Hawaï a été confronté au problème du clonage de souris à la sixième génération. Selon les résultats de la recherche, il est prouvé que les animaux de laboratoire développent un certain vice caché, clairement acquis lors du processus de clonage. Deux versions de ce phénomène ont été avancées. La première est que l’extrémité du chromosome devrait « s’user » à chaque génération, devenant plus courte, ce qui pourrait conduire à une dégénérescence, c’est-à-dire à l’impossibilité de procréer davantage, et à un vieillissement prématuré des clones. La deuxième version est une détérioration de l’état de santé général des souris clones à chaque nouveau clonage. Mais cette version n'a pas encore été confirmée. Toutes ces données sont alarmantes et attirent l’attention sur le fait que d’autres mammifères (y compris les humains) pourraient ne pas échapper au même « sort ».
Cependant, beaucoup de gens considèrent le clonage comme quelque chose aspects positifs, et autant de personnes l'utilisent. Selon Genoterra.ru, la société de biotechnologie Genetic Savings & Clone, qui a quatre ans d'expérience dans le clonage de chats, travaille déjà sur les commandes de six clients qui souhaiteraient voir des clones de leurs animaux de compagnie après leur décès. Ce plaisir leur coûtera 50 000 $. Cette semaine, la société a dévoilé au public son quatrième chat cloné à l'International Cat Show de Houston, aux États-Unis. Ce chat a été surnommé Peaches, dont le donneur nucléaire est le chat Mango. Ils sont généralement similaires, mais le clone a une tache claire sur le dos. De telles différences entre les clones sont inévitables, puisque l'ADN mitochondrial reste dans l'ovule receveur énucléé, qui diffère de celui du donneur. Divers facteurs environnementaux jouent également un rôle important dans le développement des animaux. L'entreprise prévoit de commencer à cloner des chiens en 2005.
De plus, Genetic Savings & Clone a récemment autorisé une nouvelle version améliorée du processus de clonage et a démontré le résultat : deux chatons clones nommés Tabouli et Baba Ganoush. Le nouveau processus, appelé transfert de chromatine, transfère le matériel génétique de manière beaucoup plus minutieuse et complète de la cellule donneuse à l'ovule, qui devrait devenir un clone. La clé consiste à ouvrir la membrane nucléaire et à éliminer les protéines des cellules cutanées qui ne sont pas nécessaires à ce processus (qui est généralement utilisé dans le clonage). Ce type de clonage entraîne un taux de réussite de plus de 8 pour cent, selon un article sur Genoterra.ru. La chromatine « purifiée » semble produire des embryons clonés plus semblables à l'organisme d'origine, comme le montrent les chatons qui ressemblent au prototype non seulement en apparence, mais, semble-t-il, en caractère.
Mais le retour d'un animal bien-aimé à la maison est une illusion, car la définition de « exactement le même » se réfère uniquement à l'ensemble génétique, sinon ce sera toujours une créature différente.
En 2002, une carte génétique humaine presque complète a été dressée. Au même moment, la société Clonaid (qui fait partie de la secte religieuse Mouvement Raëlien) annonçait avoir cloné une personne pour la première fois au monde. Pendant cette période, selon l'entreprise, trois enfants clonés sont nés, mais aucune preuve sérieuse n'a été présentée à ce sujet. Clonaid demande à quiconque de payer 200 000 $ pour avoir le droit de faire sa propre copie.
Quels sont les avantages pratiques du clonage ?
Développement de la biotechnologie pour l'obtention grandes quantités Les cellules souches lors du clonage thérapeutique permettront aux médecins de corriger et de traiter de nombreux problèmes. maladies incurables, comme le diabète (insulino-dépendant), la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer (démence sénile), les maladies du muscle cardiaque (infarctus du myocarde), les maladies rénales, les maladies du foie, les maladies osseuses, les maladies du sang et autres.
La nouvelle médecine reposera sur deux processus principaux : la culture de tissus sains à partir de cellules souches et la transplantation de ces tissus sur le site de tissus endommagés ou malades. La méthode de création de tissus sains repose sur deux processus biologiques complexes - le clonage initial d'embryons humains jusqu'au stade de l'apparition de cellules « souches » et la culture ultérieure des cellules résultantes, et la culture des tissus nécessaires et, éventuellement , organes dans les milieux nutritifs.
Pendant longtemps, les gens ont rêvé de cultiver uniquement des légumes et des fruits savoureux et de haute qualité, d'élever des vaches avec de bons rendements laitiers, des moutons avec une grande tonte de laine ou d'excellentes poules pondeuses, et d'avoir des animaux domestiques - des copies exactes des favoris qui ont déjà devenu obsolète. Cependant, ce n’est que récemment que cet intérêt sain a été alimenté par les succès des scientifiques dans le clonage d’animaux et de plantes. Mais est-il vraiment possible de réaliser ce rêve de l’humanité grâce aux méthodes de clonage ?
L’apparition dans les champs de variétés végétales transgéniques résistantes aux insectes, aux herbicides et aux virus marque une nouvelle ère dans la production agricole. Les plantes créées par des ingénieurs génétiques pourront non seulement nourrir la population croissante de la planète, mais deviendront également la principale source de médicaments et de matériaux bon marché.
La biotechnologie végétale était à la traîne jusqu'à récemment, mais le marché connaît désormais une augmentation constante de la part des plantes transgéniques dotées de nouveaux caractères utiles. Ce sont les données fournies dans l'article «Plant Biotechnology»: «Les plantes clonées aux États-Unis occupaient déjà en 1996 une superficie de 1,2 million d'hectares, qui en 1998 est passée à 24,2 millions d'hectares.» Étant donné que les principales formes transgéniques de maïs, de soja et de coton résistantes aux herbicides et aux insectes ont fait leurs preuves, il y a tout lieu de s'attendre à ce que la superficie consacrée aux plantes clonées augmente plusieurs fois à l'avenir.
L’histoire du génie génétique des plantes commence en 1982, lorsque des plantes génétiquement transformées ont été obtenues pour la première fois. La méthode de transformation était basée sur la capacité naturelle de la bactérie Agrobactérie tumefaciens modifier génétiquement les plantes. Ainsi, grâce à la culture de cellules et de tissus végétaux garantissant le caractère exempt de virus de la plante, des œillets, chrysanthèmes, gerberas et autres plantes ornementales vendues partout ont été développés. Vous pouvez également acheter des fleurs de plantes d'orchidées exotiques, dont la production de clones a déjà une base industrielle. Certaines variétés de fraises, de framboises et d’agrumes ont été sélectionnées à l’aide de techniques de clonage. Auparavant, il fallait 10 à 30 ans pour développer une nouvelle variété, mais désormais, grâce à l'utilisation de méthodes de culture tissulaire, cette période a été réduite à plusieurs mois. Les travaux liés à la production de substances médicinales et techniques basées sur la culture de tissus végétaux qui ne peuvent être obtenus par synthèse sont reconnus comme très prometteurs. Ainsi, l'alcaloïde isoquinoléine berbérine est déjà obtenu de la même manière à partir des structures cellulaires de l'épine-vinette, et le ginsénoside est obtenu à partir du ginseng.
On sait que tout progrès en biotechnologie végétale dépendra du développement de systèmes et d’outils génétiques permettant une gestion plus efficace des transgènes.
Quant aux animaux, depuis le début du XIXe siècle, les scientifiques tentent de résoudre la question de savoir si le rétrécissement des fonctions du noyau d'une cellule différenciée est un processus irréversible. Par la suite, une technique de clonage de noyaux a été développée. Le plus grand succès dans le clonage d'embryons d'amphibiens a été obtenu par le biologiste anglais John Gurdon. Il a utilisé la méthode des greffes nucléaires en série et a confirmé son hypothèse sur la perte progressive de puissance à mesure que le développement progresse. D'autres chercheurs ont obtenu des résultats similaires.
Malgré ces succès, note le Service médical russe dans son article, le problème du clonage des amphibiens reste à ce jour non résolu. Nous pouvons maintenant juger que ce modèle n'a pas été choisi avec beaucoup de succès par les scientifiques pour de telles études, car le clonage de mammifères s'est avéré plus simple. Il ne faut pas oublier que le développement de la technologie microscopique et de la technologie de micromanipulation à cette époque ne permettait pas encore la manipulation d'embryons de mammifères et la transplantation nucléaire. Le volume d'un œuf d'amphibien est environ 1 000 fois supérieur à celui d'un ovocyte placentaire, c'est pourquoi les amphibiens étaient si attrayants pour l'étude des premiers processus de développement.
Actuellement, des recherches fondamentales ont été menées sur le problème du clonage de souris. Le développement embryonnaire complet et la naissance de souris clonales saines et fertiles n'ont été obtenus que par la transplantation de noyaux de cellules cumulus, de cellules de Sertoli, de fibroblastes de l'extrémité de la queue, de cellules souches embryonnaires et de cellules gonadiques fœtales. Dans ces cas, le nombre de souris nouveau-nées ne dépassait pas 3 % du nombre total ovocytes reconstruits.
Le clonage d'animaux domestiques s'est avéré plus tâche difficile que prévu. En 2001, Genetic Savings and Clone a annoncé la naissance du premier chat cloné au monde. Cette entreprise, dont le siège social est situé à Saosalito, dans la banlieue branchée de San Francisco, est spécialisée dans « l'immortalisation » d'animaux de compagnie – chats et chiens. Bien que le premier chat clone au monde ait été « fabriqué comme une copie conforme », sa couleur ne ressemble ni à sa mère naturelle (donneuse d'ADN), ni à celle adoptée (qui portait l'embryon). Les scientifiques expliquent cela par le fait que la coloration de la fourrure ne dépend que partiellement des informations génétiques ;
Cependant, inspirée par le succès initial, la société a commencé le clonage commercial du premier lot de chats clones sur commande commerciale. Le coût du service est de 50 mille dollars.
"Nous avons dit il y a un an que nous commencerions le service commercial d'ici un an, et maintenant un an s'est écoulé", a déclaré Ben Carlson, porte-parole de Genetic Savings & Clone, "et il n'est pas encore possible de prédire combien de temps durera le service. il faudra affiner la technologie pour obtenir de bons résultats.
Il n’a pas encore été possible de cloner des chiens. Ils ont ce que les scientifiques considèrent comme un cycle de reproduction très complexe et leurs œufs sont difficiles à obtenir et à faire pousser.
Aujourd'hui, l'activité principale de GSC n'est pas le clonage (il n'est pas encore disponible dans le commerce), mais plutôt le stockage d'échantillons d'ADN animal. Aux États-Unis, une telle biopsie coûte entre 100 et 500 dollars, selon les paramètres de l'animal.
Les experts préviennent cependant que les propriétaires qui font confiance à l’entreprise pour cloner leurs animaux de compagnie pourraient être déçus. En règle générale, l'amour pour un chat ou un chien en particulier est déterminé par ses habitudes et son caractère, qui n'ont pas grand-chose à voir avec les gènes. Ils notent que les facteurs externes n'ont pas moins d'effet sur le développement d'un animal que l'hérédité.
Le clonage de la brebis Dolly en 1996 par Ian Wilmut et ses collègues du Roslin Institute d'Edimbourg a fait sensation dans le monde entier. Dolly a été conçue à partir de la glande mammaire d'un mouton mort depuis longtemps et ses cellules ont été stockées dans de l'azote liquide. La technique par laquelle Dolly a été créée est connue sous le nom de transfert nucléaire, ce qui signifie que le noyau d'un ovule non fécondé est retiré et qu'un noyau d'une cellule somatique est placé à sa place. Sur les 277 œufs transplantés nucléaires, un seul est devenu un animal relativement sain. Cette méthode de reproduction est « asexuée » car elle ne nécessite pas un enfant de chaque sexe pour créer un enfant. Le succès de Wilmut est devenu une sensation internationale.
En décembre 1998, on a appris des tentatives réussies de clonage de bovins, lorsque les Japonais I. Kato, T. Tani et al. a réussi à obtenir 8 veaux en bonne santé après avoir transféré 10 embryons reconstruits dans l'utérus de vaches receveuses.
Evidemment, les exigences des éleveurs en matière de copies de leurs animaux sont bien plus modestes que celles de ceux qui souhaitent cloner leurs animaux de compagnie. Un clone donnerait la même quantité de lait qu'une « mère clonique », mais de quelle couleur et de quel caractère est-il – quelle différence cela fait-il ? Sur cette base, les biologistes néo-zélandais ont récemment franchi une nouvelle étape importante dans le clonage des vaches. Contrairement à leurs collègues américains de Californie, ils se sont limités à reproduire une seule caractéristique de l'animal cloné. Dans leur cas, la capacité d'une vache à produire du lait avec contenu accru protéines. Comme c'est généralement le cas dans toutes les expériences de clonage, le pourcentage d'embryons survivants était très faible. Sur les 126 clones transgéniques, seuls 11 ont survécu et neuf d’entre eux seulement possédaient la capacité requise. Les perspectives de développement de ce domaine du clonage, comme on dit, sont donc « évidentes ».
Fin 2000 - début 2001, le monde scientifique tout entier a suivi la tentative des chercheurs de la société américaine AST de cloner l'espèce menacée de buffle Bos gaurus (giaur), autrefois répandue en Inde et en Asie du Sud-Ouest. Des cellules somatiques donneuses de noyau (fibroblastes cutanés) ont été obtenues à partir d'une biopsie post mortem d'un taureau à l'âge de 5 ans et après deux passages en culture. longue durée(8 ans) ont été conservés cryoconservés dans de l'azote liquide. Au total, quatre grossesses ont été obtenues. Pour confirmer l’origine génétique des fruits, deux d’entre eux ont été sélectivement prélevés. L'analyse cytogénétique a confirmé la présence dans les cellules d'un caryotype normal caractéristique des giaours, mais il s'est avéré que tout l'ADN mitochondrial provient des œufs de vaches donneuses d'une autre espèce (Bos taurus).
Malheureusement, d'après l'expérience des scientifiques américains, l'une des grossesses a été interrompue au bout de 200 jours et, à la suite d'une autre, un veau est né, qui est décédé 48 heures plus tard. Les représentants de l'entreprise ont déclaré que cela s'était produit « à cause d'une entérite clostridienne infectieuse ». , ce qui n'a rien à voir avec le clonage".
Réalisation de tout le potentiel inhérent à nouvelle technologie le clonage pour sauver des espèces animales menacées ne peut être possible qu’avec une approche raisonnable pour résoudre les problèmes émergents. Il convient de noter qu'à la suite du clonage, on découvre très souvent diverses pathologies fœtus : placenta hypertrophié, hydroalantoïde, placentomes, hypertrophie des vaisseaux sanguins du cordon ombilical, gonflement membrane. Les clones morts quelques jours après la naissance se caractérisent par la présence d'une pathologie du cœur, des poumons, des reins et du cerveau. Le « syndrome du grand enfant » est également fréquent chez les nouveau-nés.
Les animaux clonés ne vivent pas longtemps et ont une capacité réduite à combattre les maladies. Cela a été démontré par des expériences dont les résultats ont été publiés par des chercheurs de l'Institut national des maladies infectieuses de Tokyo, rapporte Newsru.com. Pour les expériences, ils ont sélectionné 12 souris clonées et le même nombre née naturellement. Les clones ont commencé à mourir après 311 jours de vie. Dix d’entre eux sont morts avant même d’avoir duré 800 jours. Dans le même temps, une seule souris « normale » est morte. La plupart des clones sont morts d'une pneumonie aiguë et d'une maladie du foie. Apparemment, ils le système immunitaire ne pouvait pas combattre les infections et produire quantité suffisante les anticorps nécessaires, selon des chercheurs japonais.
Les raisons de la faiblesse des clones, estiment-ils, doivent être soigneusement étudiées et peuvent être associées à des troubles au niveau génétique et à des lacunes de la technologie de reproduction actuelle.
Cependant, les scientifiques ne s’arrêtent pas dans leurs recherches. Beaucoup de gens voient de grandes perspectives pour le clonage. Par exemple, les scientifiques de la société britannique PPL Therapeutics, qui ont réussi à cloner cinq porcelets en Virginie, dont les organes et les tissus peuvent être utilisés pour la transplantation chez des personnes malades, estiment que les essais cliniques de telles opérations pourraient commencer dans les quatre prochaines années, rapportent-ils.
Mais, comme le notent de nombreux experts, avant les transplantations à grande échelle d'organes de porcs vers des humains, la société et le monde scientifique doivent encore résoudre un certain nombre de questions éthiques difficiles, telles que la « correction » de la transplantation d'organes d'animaux dans le corps humain ou du remplacement des organes. organes d'une espèce d'êtres vivants avec des organes d'un type différent.
D’un autre côté, de nombreux scientifiques estiment que très bientôt le clonage des animaux de ferme commencera à porter ses fruits. Le lait de vaches clonées, la viande issue de la progéniture de vaches et de porcs clonés peuvent déjà apparaître en vente dans l'année prochaine. En fait, même aujourd'hui aux États-Unis, où les entreprises impliquées dans l'élevage ont déjà créé une centaine de clones des meilleurs représentants des races d'élite, il n'y a pas d'interdiction officielle de telles activités.
Cependant, la Food and Drug Administration (FDA) a demandé de manière informelle de ne pas se précipiter dans la commercialisation de tels produits. L'Académie nationale des sciences des États-Unis a renforcé la conviction que ces produits sont sans danger pour la santé. Comme l'a rapporté Mednovosti, les conclusions de la commission chargée du clonage des vaches et des porcs contenaient des recommandations pour des recherches supplémentaires, mais en général, les scientifiques considéraient comme sûre la vente de produits issus d'animaux clonés et de leur progéniture. Bien entendu, nous ne parlons pas d’abattre des animaux clonés pour leur viande. Il s’agit désormais d’un processus très coûteux, qui coûte généralement plus de 20 000 dollars. Cependant, les animaux issus de la première ou de la deuxième génération de descendants clones pourraient très bien être utilisés pour la viande. Cependant, les experts de la FDA craignent que lorsque les animaux sont clonés, les propriétaires soient tentés de modifier leurs gènes pour améliorer leurs caractéristiques. Les scientifiques craignent cela bien plus que le clonage lui-même, dans lequel les gènes d'un animal restent inchangés.
Mais au Japon, depuis 1999, il est permis de reconstituer le cheptel de races laitières et bovines en utilisant la technique de « réplication » des œufs fécondés. Cependant, le clonage commercial au sens classique du terme, c’est-à-dire « utilisant une cellule somatique (non reproductrice) », est interdit. Mais il est fort probable que le Japon devienne néanmoins le premier pays au monde où la viande issue d'animaux clonés apparaîtra dans les rayons des magasins.
D'une manière ou d'une autre, les possibilités du clonage ouvrent de nouvelles perspectives aux jardiniers, aux éleveurs et à la médecine, même si son utilisation est actuellement limitée par des problèmes technologiques et biologiques non résolus. De plus, nous manquons de connaissances sur la structure du génome des animaux de ferme, nécessaire à leur modification ciblée. Les produits issus d'animaux clonés doivent d'abord être approuvés par l'agence gouvernementale compétente responsable de l'utilisation des ressources alimentaires et médicinales, qui interdit la vente de lait ou de viande provenant d'animaux génétiquement modifiés et clonés jusqu'à ce que toutes les réglementations nécessaires soient en place. Des expériences doivent également être menées pour tester la sécurité du lait obtenu pour les humains. Quoi qu'il en soit, tôt ou tard, des troupeaux de vaches clonées et génétiquement modifiées parcourront les champs et les prairies, et les animaux de compagnie bien-aimés qui aboient et ronronnent raviront le regard de leurs propriétaires pendant des décennies et les regarderont fidèlement dans les yeux.
