Klonen encelkerntransplantatie

5e en kijk op bio t echnologi e

Een inforeeks van

2

1 2 3 4

Klonen en celkertransplantatiee en kijk op

VIB is een interuniversitair non-profit-onderzoeksinstituut in delevenswetenschappen. Meer dan 1000 wetenschappers en techniciverrichten er basisonderzoek naar de moleculaire mechanismendie instaan voor de werking van het menselijk lichaam, planten enmicro-organismen. Dankzij een hechte associatie met vier Vlaamseuniversiteiten - UGent, K.U.Leuven, Universiteit Antwerpen en VrijeUniversiteit Brussel - en een stevig investeringsprogramma bundeltVIB de krachten van 65 onderzoeksgroepen in één instituut. Hunonderzoek heeft als doel nieuwe kennis te verwerven die het inzichtin de moleculaire mechanismen van het leven fundamenteelverbeteren. Met zijn beleid van technologietransfer wil VIB deze kennisomzetten in producten ten dienste van de consument en de patiënt.Daarnaast informeert VIB de Vlaamse bevolking over de ontdekkingenen ontwikkelingen in de levenswetenschappen. Via een breedgamma aan wetenschappelijk onderbouwde informatiedragers en'communicatieve' activiteiten is het een volwaardig kenniscentrumgeworden dat de diverse aspecten van de biotechnologie in delevenswetenschappen belicht.

www.vib.be • info@vib.be

2007, vierde druk, herziene uitgave

3

een kijk op

Februari 1997. Schotse onderzoekers onder leidingvan Ian Wilmut verklaren de vaders te zijn van Dolly,een lammetje dat in juli 1996 geboren werd. Hetonderzoeksteam zou een genetisch identieke kopiehebben gemaakt van een volwassen schaap. Dollyhaalt meteen alle voorpagina's. Sciencefiction lijktwerkelijkheid te zijn geworden: biologen zijn er voorhet eerst in geslaagd een volledig levend wezen voortte brengen uit één enkele volwassen lichaamscel.

Toch blijven enkele wetenschappers twijfelen: isdit niet veel geblaat voor weinig wol? Kan Dolly echtzijn voortgekomen uit één volwassen cel? Amper eenjaar later moeten ze hun scepsis laten varen als blijktdat andere onderzoekers het experiment herhalen:eerst met muizen, later ook met ratten, runderen,varkens en geiten.

Het wetenschappelijke en maatschappelijke debatover klonen is daarmee eens en voor altijd geopend,want verschillende evoluties in het onderzoek zullenhet op geen enkel moment laten verstommen.

November 2001. Een Amerikaans bedrijf stelt heteerste gekloonde menselijke embryo voor. Het deeltzich tot het zescellige stadium.

December 2002. Het bedrijf Clonaid meldt degeboorte van de eerste menselijke kloonbaby: Eve,het kind van een Amerikaans stel dat een kloon zouzijn van haar 31-jarige moeder. Clonaid levert echternooit bewijzen en weigert mee te werken aanonafhankelijk onderzoek.

Februari 2003. Een dierenarts laat Dolly inslapenomwille van een longontsteking. Ze is amper 6 jaaroud, veel te jong om te sterven.

Februari 2004. Zuid-Koreaanse wetenschappers halenstamcellen uit gekloonde menselijke embryo's.

December 2004. Clonaid kondigt de geboorte van13 kloonkinderen aan, maar wil hun identiteit nietvrijgeven.

Mei 2005. De Zuid-Koreaanse wetenschappersklonen 'op maat gemaakte' stamcellen.

December 2005. Bekend raakt dat de Zuid-Koreaanseonderzoekers op een aantal punten fraude hebbengepleegd in hun publicaties. De gemelde doorbrakenzijn daarom verdacht.

...

Klonen en celkerntransplantatie

Dolly of Superman?

4

Bloempjes, bijtjes...Je herinnert je het vast nog uit de voorlichtingsles:nieuw leven ontstaat normaal gesproken wanneer eenzaadcel en een eicel met elkaar versmelten. Het gaathier om twee bijzondere soorten cellen, want zebevatten elk de helft van het erfelijk materiaal van eengewone cel.

Een menselijke cel telt 46 chromosomen (een chromo-soom is een draadvormige structuur in de celkern diede erfelijke eigenschappen opslaat). De zaadcel en deeicel hebben elk 23 chromosomen, samen dus 46.

Door de versmelting van de twee cellen komen deerfelijke eigenschappen van de vader en de moederbij elkaar en ontstaat er een nieuwe en unieke mens.

Ken uw kloon

na 1 dag:tweecellig

stadium

zaadcel

eicel

zygote

bevruchting

eerste deling

na 4 dagen:Morula

(32 cellen)

na 28 dagen:embryo

vierde en vijfdedeling

na 9 maanden:een baby

darmvruchtvlies

ruggengraat

De oude manier: twee geslachtscellenvoegen hun erfelijk materiaal samen

De celkern bevathet DNA, opgerold tot

chromosomen:ons erfelijk materiaal.

Klonen en celkertransplantatiee en kijk op

Lees meer over erfelijkheidin de VIB-brochure

'Erfelijkheid bij de mens:aan genen zijde'

5

... en lammerenBij Dolly ging het net even anders. Zij werdvoortgebracht door middel van celkerntransplantatie:de kern van een volwassen cel, inclusief allechromosomen, werd overgebracht naar een eicelwaaruit de oorspronkelijke kern was verwijderd. Uit diecel groeide een volwassen dier. Dat dier was nieuw,maar niet uniek, want zijn erfelijke eigenschappenwaren identiek aan die van de donor van deovergeplante celkern. Het dier was dus een kloon.

donorcel

uit de donorcelwordt de celkernverwijderd

de celkern wordt in deacceptoreicel gebracht

de gekloneerde cel laatmen in een reageerbuisvermenigvuldigen

het embyro wordt in dedraagmoeder ingeplant

onbevruchteacceptoreicel

uit de eicelwordt de celkernverwijderd.

in de baarmoeder vande draagmoeder groeithet embryo uit toteen volgroeid lam:een kloon

De nieuwe manier:de chromosomen vaneen volwassen celworden overgebrachtnaar een ‘lege’ eicel.

6

Niets nieuws onder de zon?Klonen zijn in feite niet zo nieuw. Ze komen ookvoor in de natuur. Zo bestaan er bijvoorbeeldheel wat plantensoorten die zich ongeslachtelijkvoortplanten. De producten van zo'nvoortplanting zijn eveneens klonen. Een ander

voorbeeld vinden we dichter bij huis, bij de eeneiigetweelingen. Zij ontstaan wanneer een normaal bevruchteeicel zich voor het eerst heeft gedeeld en de twee nieuwecellen van elkaar loskomen om elk afzonderlijk uit te groeientot een volwassen individu. Eeneiige tweelingen zijn om diereden ook altijd van hetzelfde geslacht.

Het ontstaan van een eeneiige tweeling gaat steeds gepaardmet de normale versmelting van een mannelijke en eenvrouwelijke geslachtscel. Bij celkerntransplantatie is dat niethet geval. De kloon heeft hetzelfde erfelijke materiaal (DNA)als de cel waaruit hij voortkomt, alsof het een tweelingsbroerof -zus betrof.

De term 'klonen' wordt verder ook gebruikt wanneer menbewust een tweeling of een vierling maakt door de splitsingvan een embryo dat normaal is ontstaan.

de twee delenontwikkelen

zich elk tot eenvolwassen

individu

zaadcelzygote

versmelting aantalceldelingen

Embryosplitsing in het laboratorium

kunstmatige deling

Vermelden we tot slotnog dat niet alletweelingen eeneiig zijn.Twee-eiige tweelingenontstaan wanneer devrouw niet één, maartwee eicellen tegelijkproduceert en beideeicellen bevrucht raken.Eeneiige tweelingen zijndus klonen van elkaar,twee-eiige tweelingenzijn dat niet.

Klonen en celkertransplantatiee en kijk op

7

Therapeutisch klonenTherapeutisch klonen is het gebruik van celkerntransplantatie om cellen of weefsels te maken dievoor medische doeleinden kunnen worden gebruikt.

Op dit moment doet men al behoorlijk veel onderzoek met het oog op de behandeling van bepaaldeziekten waarbij sprake is van het niet goed functioneren of degenereren van bepaalde cellen(bijvoorbeeld de ziekte van Parkinson, of bepaalde vormen van suikerziekte). Dergelijke ziekten kanmen genezen door de zieke cellen te vervangen door cellen die wel goed functioneren. In feite gaathet hier dus om transplantatie. Tot op heden gebruikt men voor deze transplantatie cellen die nietafkomstig zijn van de patiënt (bijvoorbeeld dierlijke cellen of menselijke embryonale cellen). Hetprobleem is echter dat dergelijke cellen gemakkelijk worden afgestoten. Een oplossing wordtgeboden door in de cellen die men transplanteert erfelijk materiaal van de patiënt in te brengen,zodat diens lichaam de cellen 'herkent.'

Celkerntransplantatie maakt het mogelijk 'lichaamseigen' cellen aan te maken, en wel als volgt: menvoert een celkerntransplantatie uit op een 'lege' eicel en zet die aan tot deling. Uit dit embryo isoleertmen dan de zogenaamde 'embryonale stamcellen' (cellen van een heel vroeg embryo die men in eenreageerbuis kan kweken en vermenigvuldigen). Deze 'blanco' cellen zijn elk op zich in staat om uitte groeien tot een veelheid aan celtypen en weefsels. Zodra men gekloonde stamcellen heeft methetzelfde erfelijke materiaal als dat van de patiënt, kan men die aanzetten tot het vormen van decellen die nodig zijn voor de behandeling. Het kan dan gaan om hartcellen, beencellen of zenuwcellen.Op dit moment staan al deze technieken echter nog in hun kinderschoenen.

In de discussie over de aanvaardbaarheid en wenselijkheidvan klonen is het erg belangrijk onderscheid te maken tussentwee heel verschillende toepassingen van de techniek.Immers, celkerntransplantatie kan men niet alleen gebruikenom volledige individuen te reproduceren, maar ook omcellen en weefsels te maken voor medische toepassingen.Het eerste gebruik van celkerntransplantatie noemen we'reproductief klonen', het tweede 'therapeutisch klonen'.

Celkerntransplantatie biedt nog bijkomendemogelijkheden. Dit zowel in het onderzoeknaar het verouderingsproces en de daarmeegepaard gaande veranderingen aan heterfelijk materiaal, als in de studie vande vroege embryonale ontwikkeling. Voordergelijk onderzoek gebruikt men vooraldierlijke cellen, bijvoorbeeld van muizen.

Therapeutisch en reproductief

Lees meer over stamcellenin de VIB-brochure

'Wat zijn stamcellen?'

Reproductief klonenReproductief klonen is het gebruik van celkern-transplantatie om een individu te maken dat genetischidentiek is aan een bestaand individu. Eigenlijk gaathet hier om de 'Dolly-techniek': het voortbrengen vaneen nieuw individu uit cellen van een ander individu.Genetisch identiek wil zeggen dat het kernmateriaalidentiek is, maar dat betekent geenszins dat er 100%genetische overeenkomst is; het genetisch materiaalin de mitochondriën (kleine lichaampjes in de cel dieinstaan voor de energievoorziening) is immersafkomstig van de kernloze eicel.

Er zijn veel gevallen waarin reproductief klonen zoukunnen worden toegepast. Doorgaans gaat het omsituaties van problematische voortplanting. Bij koppelsbijvoorbeeld die een kind willen dat zoveel mogelijkgenetisch 'eigen' is, dit wil zeggen: genetisch identiek

aan één van de twee ouders. Of koppels (homofiel ofheteroseksueel) die als gevolg van de onvrucht-baarheid of sterk verminderde vruchtbaarheid van éénvan de twee ouders niet op een normale manierkinderen kunnen krijgen en hun toevlucht niet willennemen tot sperma- of eiceldonors, of tot adoptie.

Het is vooral op deze kinderwens dat een aantalpersonen en organisaties inspeelt door op het internetreproductief klonen aan te bieden. Wetenschappelijkebewijzen voor de verwezenlijkingen die wordenbeloofd, zijn er echter niet.

zie: www.clonaid.com, www.humancloning.orgen www.zavos.org

8

Enkel wanneer de celkern ende kernloze eicel afkomstigzijn van dezelfde donor is ersprake van 100% genetischeovereenkomst.Dat komt omdat een heelklein gedeelte van hetgenetisch materiaal nietin de celkern zit, maar inandere deeltjes van de cel:de mitochondriën.

Klonen en celkertransplantatiee en kijk op

9

vrouw metmitochondriële

genetischeaandoening

zaadcel

vrouw zondermitochondriële

genetischeaandoening

eicel met ziekemitochondriën

eicel metgezonde

mitochondriën

celkern wordtverwijderd

celkern wordtverwijderd

delendembryo

versmelting

delend embryo

celkern-transplantatie

terugplaatsingembryo

Een normaal ontstane bevruchte eicel kan zich met behulp vancelkerntransplantatie ontwikkelen tot een individu zonder demitochondriële genetische aandoening.

10

Ondanks alle commotie over Dolly is de techniek vanhet klonen nog lang niet volmaakt. Meer dan 270eicellen waren er nodig voor één Dolly. Met zo'n kleineslaagkans is toepassing bij de mens vooralsnog niethaalbaar. Het is immers onmogelijk om over zo'n grotehoeveelheden eicellen te beschikken of om zoveelzwangerschappen tegelijk te starten. Bij dieren is deslaagkans intussen wel al verhoogd tot enkeleprocenten.

Toch blijven een heleboel vragen omtrent de medischerisico's van het klonen nog steeds onbeantwoord. Er iseenvoudigweg te weinig wetenschappelijke kennisvoorhanden om de risico's van het klonen van mensenop lange termijn te kunnen inschatten.

Enkele van de problemen:

Genomische imprintingImprinting is een soort van geslachtsgebonden markeringvan de erfelijke informatie die ervoor zorgt dat de ouderlijkeherkomst van een chromosoom invloed heeft op het feit ofeen aandoening zich al dan niet zal manifesteren.

Afwijkende X-inactivatieIn vrouwelijke embryo's zijn kort na de bevruchting beideX-chromosomen actief. Later wordt een van de tweeuitgeschakeld. Het is niet bekend of de X-chromosomenna celkerntransplantatie op dezelfde manier functio-neren, en indien dat niet het geval is, wat de gevolgenhiervan zullen zijn.

Telomeerverkorting van oudere cellenTelomeren zijn DNA-structuren op de chromosomendie een belangrijke rol spelen bij de veroudering van de

in volle ontwikkeling

meerdere schapen worden tegelijkertijd

tot superovulatie aangezet

eicellen worden geoogst

uit elk van de 277 eicellen wordt de celkern verwijderd

de volwassen celkernen worden ingebracht

Klonen en celkertransplantatiee en kijk op

Een techniek

11

cellen. Na vele delingen zouden telomeren echtergevoelig zijn verkort, waardoor de kans dat zij hunfunctie als beschermers van het genetisch materiaalniet langer kunnen uitvoeren evenredig zou zijnvergroot. De lichaamscellen van het schaap Dollyhadden kortere telomeren dan men op grond van haarleeftijd zou mogen verwachten. Het genetischmateriaal van Dolly was dus ouder dan dat van een'normaal' schaap van dezelfde leeftijd. Haar vroegtijdigsterven wijst in dezelfde richting.

Ophoping van DNA-mutatiesIn de loop van het leven van een individu treden er kleinemutaties (fouten) op in het erfelijk materiaal. Veel vandie fouten worden door de DNA-herstellingsmachinerieverholpen, maar het aantal mutaties tijdens één levenkan langzaam maar zeker oplopen. Men vermoedt dateen overgeplante oude celkern het startende leven zoukunnen opzadelen met een last van fouten in het DNA.

Transmissie van infectieziekten via de donorcelMen zou als donoreicel geen menselijke, maar eendierlijke bevruchte eicel kunnen gebruiken, zekerwanneer menselijke eicellen niet verkrijgbaar zijn. Indat geval loopt men echter het gevaar dat via dedierlijke cel virale ziekten worden overgedragen vanhet dier op de mens.

Spontane abortussenBij het klonen van dieren treden vaak spontaneabortussen op en heel wat dieren blijkenafwijkingen te hebben. Het foetale overgroei-syndroom is hiervan een voorbeeld, een syndroomdat leidt tot extra grote foetussen die zowel voorhet kind als voor de moeder een bedreigingvormen. Bovendien komen andere afwijkingen pasop latere leeftijd tot uiting.

er blijken zich 29 embryo’s te vormen

implantatie in 29 schapen

slechts 1 embryo ontwikkelt zich tot een volwassen dier: Dolly

12

mag dat?

Wat zegt de wet?Al snel na de geboorte van Dolly werden wereldwijdregels of wetten opgesteld die verband houden met hetklonen van mensen. Allerlei instanties hebben zich reedsuitgesproken of staan op het punt om dat te doen:

De Verenigde NatiesIn maart 2005 aanvaardde de Verenigde Naties eenniet-bindende verklaring tegen het reproductief klonenvan mensen.

UnescoDe Unesco heeft 186 landen een niet-bindende'Universele Verklaring inzake het Menselijk Genoomen Mensenrechten' laten ondertekenen. Artikel 11'verbiedt praktijken die indruisen tegen demenselijke waardigheid, zoals het reproductiefklonen van mensen'.

De WereldgezondheidsorganisatieDe Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) heeft eenresolutie aangenomen die het klonen van volwassenindividuen als ethisch onaanvaardbaar bestempelt.

De Raad van EuropaDe Raad heeft aan zijn Verdrag inzake Mensenrechten enBiogeneeskunde een protocol toegevoegd dat stelt dat elkeinterventie met het doel een genetisch identiek mens temaken verboden is. 'Genetisch identiek' betekent in dit geval'met hetzelfde celkernmateriaal.' In het verdrag zijn ookregels opgesteld voor het werken met menselijke embryo's.

De EUOp grond van de EU-richtlijn inzake de juridischebescherming van biotechnologische uitvindingen is hetniet toegestaan een octrooi te verlenen op een werkwijzevoor het reproductief klonen van een mens of waarbijgebruik gemaakt wordt van een menselijk embryo omdatdit in strijd is met de 'openbare orde en goede zeden'.

Klonen en celkertransplantatiee en kijk op

Klonen,

13

BelgiëSinds 2003 is de wet inzake in-vitro-onderzoek opembryo's van kracht. Reproductief klonen wordt hierinexpliciet verboden. Voor therapeutisch klonen wordtde deur echter open gehouden, zij het onder striktevoorwaarden. Meer informatie hierover staat in debrochure 'Stamcellen, cellen van de toekomst?'.

Wat zeggen bio-ethischeadviescomités?

Over de hele wereld hebben bio-ethischeadviescomités zich over de problematiek van hetklonen gebogen. Het Franse 'Comité ConsultatifNational d'Ethique' en de Amerikaanse 'NationalBioethics Advisory Commission' adviseerden allebeidat reproductief klonen (voorlopig althans)onverantwoord is. In het Verenigd Koninkrijk steldende 'Human Genetic Advisory Group' en de 'HumanFertilization and Embryology Authority' voor om hetonderzoek naar klonen van menselijke embryo's inbeperkte mate mogelijk te maken.

In België formuleerde het Raadgevend Comité voorBio-ethiek op 14 juni 1999 op verzoek van meerderepolitieke organen een advies over het reproductievemenselijk klonen. Ook dit Comité kwam tot het besluitdat het reproductieve menselijk klonen momenteel

niet in overweging kan worden genomen. Binnenhet Comité bestond er echter verschil van meningover de vraag of er in de toekomst wel nog eenheroverweging mogelijk zou moeten zijn. Detegenstanders van een heroverweging hebbenprincipiële bezwaren in verband met de menselijkewaardigheid. De voorstanders van een mogelijkeheroverweging hebben nu vooral bezwaren in verbandmet de medische en psychosociale risico's die nogonvoldoende in kaart zijn gebracht.

14

Met grote regelmaat wordt er in de media verslag uitgebracht over klonen. Er groeit een maatschappelijk debatwaarin zich een breed scala van argumenten voor en tegen het klonen van mensen aftekent. Hoe men over klonen -en met name over de techniek van celkerntransplantatie - denkt, blijkt vooral af te hangen van de aard vande toepassing. Het onderscheid tussen reproductief klonen en therapeutisch klonen lijkt daarbij van groot belang.

Enkele bezwaren tegen het reproductief klonen van mensen:

Het is ‘onnatuurlijk’.De meningen overwat natuurlijk enonnatuurlijk is,verschillen uiteraard.De ongeslachtelijkevoortplanting van demens is hoe dan ook eentotaal nieuw gegeven.

Het brengt onverantwoordepsychosocialerisico’s met zich mee.Hoe zal de relatie tussen de'ouder' en de kloon zijn?Zal de eerste geen onredelijkeverwachtingen van de tweedehebben? En hoe zal een kloonzijn eigen individualiteit ervaren?In dat laatste opzicht kan menwellicht parallellen trekkenmet eeneiige tweelingen ofgeadopteerde kinderen.

Het leidt tot misbruikvan de technologie voor ‘rasverbetering’.Hier gaat het meer bepaald om de vrees dat detechnologie misbruikt zou kunnen worden voordoeleinden die niets te maken hebben met het uitde wereld helpen van echte medische problemen.Men zou de technologie doelbewust kunnen gebruikenom de ontwikkeling van de mens in een welbepaalderichting te sturen.

Het tast de menselijkewaardigheid aan.Het zou tegen demenselijke waardigheidindruisen om bewust eenkopie van een volwassenindividu te maken.

De medische risico's zijn te groot.De medische risico's en met name de risico's die temaken hebben met het al dan niet volledig kunnen'herprogrammeren' van het DNA, de ophoping vanmutaties en dergelijke meer, zijn nog lang nietopgelost en zullen waarschijnlijk nog lang detoepassing bij de mens onverantwoord maken.

zegt u?

Het is een schending van hetrecht op genetische uniekheid.Ieder mens wordt met zijn eigenunieke genetische identiteitgeboren. Bij een kloon zou datniet langer het geval zijn.

Klonen en celkertransplantatiee en kijk op

En wat

15

Tekent er zich een maatschappelijke consensus af rondklonen? Het onderscheid tussen therapeutisch enreproductief klonen is in ieder geval cruciaal. Vooraltherapeutisch klonen blijkt voorstanders te vinden.Het grootste knelpunt blijft evenwel de vraag of menhiervoor menselijke embryo's mag aanmaken en/ofgebruiken.

Wat betreft reproductief klonen zijn de meningensterker verdeeld. Iedereen lijkt het erover eens dat hettoepassen van celkerntransplantatie om een kind te

maken voorlopig ongewenst is. Maar zal er misschienooit een situatie ontstaan waarin reproductief klonenwel een optie wordt?

Veel zal afhangen van de vraag of de medische en deverwachte psychosociale problemen overwonnenkunnen worden. Als dat ooit lukt, zal het debat pasecht beginnen. Eerder dan om een wetenschappelijkdebat, zal het hier gaan om een ethisch debat in devolle zin van het woord.

Wordenwe

heteens?

Februari 1997. Een lammetje werd geboren en de vaders maken zich bekend. Het zijn Schotseonderzoekers. Wanneer ze beweren een genetischidentieke kopie te hebben gemaakt van eenvolwassen schaap, haalt hun Dolly meteen allevoorpagina’s. Sciencefiction lijkt werkelijkheidgeworden: de biologen zijn erin geslaagd uit éénenkele volwassen cel een compleet levend wezenvoort te brengen.

Klonen encelkerntransplantatie

e en kijk op

www.vib.be

Voor meer informatie kan je contact opnemen met VIB:

Rijvisschestraat 120, 9052 Gent

Tel. +32 9 244 66 11 / Fax +32 9 244 66 10

info@vib.be

Meer informatie?VIB beschikt over verschillende brochures:

1. Erfelijkheid bij de mens: aan genen zijde2. Wat is biotechnologie?3. Biotechnologie: gezondheid4. Biotechnologie en planten5. Klonen en celkerntransplantatie6. De veiligheid van genetisch gewijzigde gewassen7. Xenotransplantatie: het beest in de mens...8. Enzymen: in je lijf en in je leven9. Stamcellen, cellen van de toekomst?10. Gentherapie: genen genezen

Je kan ze gratis aanvragen bij VIB op onderstaand adresof downloaden via www.vib.be

IciL

aba

Ged

rukt

in B

elgi

ë