Kloning

Tio frågor om kloning

1. Vad är kloning?

Kloning är att skapa genetiska kopior, dvs flera individer med samma arvsanlag.

Hos växter är kloning enkelt och vanligt. Varje gång en växt skjuter ett sidoskott klonas den. Varje gång man tar en stickling klonar man ursprungsväxten. Alla bintjepotatisar är en klon, liksom alla Ingrid Marie-äpplen. Hos däggdjur är kloning däremot ovanligt. Naturligt sker det bara när enäggstvillingar föds. Under de senaste årtiondena har dock forskarna lärt sig så mycket om hur man hanterar ägg och tidiga embryon att de kunnat utveckla två olika metoder för att på konstgjord väg skapa klonade djur.

Den ena metoden bygger på att man gör provrörsbefruktning och sedan klyver det tidiga embryot i två delar. De två delarna förs sedan in i varsin fostermoder, och när ungarna föds är de genetiskt identiska. Man har skapat ”konstgjorda” enäggstvillingar. Denna metod har i mer än 20 år använts i kreatursavel, bland annat i Australien.

Den andra metoden gör det möjligt att skapa genetiska kopior av redan uppvuxna djur. Det första djur som föddes efter en sådan ”kloning av vuxna” var det omtalade fåret Dolly (bilden). Detta skedde år 1997. Då man i den allmänna debatten idag talar om kloning menar man nästan alltid kloning av vuxna, det vill säga den teknik man använde för att göra Dolly.

2. Hur går kloning av vuxna till?

Tekniken för att klona vuxna är fölajnde:
1. Från det djur man vill klona tar man en vanlig kroppscell. Ur denna tar man fram den cellkärna, där cellens alla arvsanlag (gener) ligger.
2. Sedan tar man ett obefruktat ägg från vilken hona som helst av samma art. Från detta ägg opererar man bort cellkärnan.
3. Cellkärnan från det djur som ska klonas förs sedan in i det kärnlösa ägget. På så sätt får man ett ägg med en cellkärna, som inte bär sina egna arvsanlag utan arvsanlagen från den individ som ska klonas. (Detta kallas ofta kärnöverföring).
4. Denna äggcell läggs i en skål med näringsämnen, börjar dela sig och utvecklas till ett embryo.
5. Detta embryo planteras in i livmodern hos en fostermoder, där det utvecklas till en färdig unge.
6. Det klonade djuret föds.

I verkligheten är detta en besvärlig process, där mycket kan gå fel. Hos alla däggdjursarter man hittills lyckats klona har man varit tvungen att börja med hundratals eller tusentals ägg för att i slutändan få en eller ett par friska klonade ungar.

3. Varför vill man klona vuxna djur?

Flera tillämpningar av att klona vuxna djur diskuteras.

Kreatursavel: Forskare hoppas att kloning ska få betydelse i kreatursaveln. Så att man kan masskopiera exempelvis de kor som ger mest mjölk eller de grisar som ger godast fläsk. Det är dock osäkert om kloningstekniken någonsin kommer att bli så billig att det blir lönsamt att klona de mjölk- och slaktdjur, som står för själva livsmedelsproduktionen. Däremot är det inte osannolikt att det skulle kunna bli ekonomiskt lönsamt att klona de värdefulla avelsdjur, som visat sig ge särskilt lyckade avkommor.

Underlätta genmodifiering av djur: För det andra gör kloning det mycket lättare för forskare att genmodifiera djur. Till exempel för att minska mängden onyttigt fett i grisarnas fläsk. Eller få kor att leverera sällsynta läkemedel i mjölken.  Ett problem för de forskare som genmodifierar djur har tidigare varit att de inte vetat var i arvsmassan den nya genen hamnat. Därmed har det varit osäkert om genen kommit att fungera som forskarna hoppats. Men detta har inte kunnat undersökas förrän det genmodifierade djuret fötts. Tack vare möjligheten att klona kan forskarna nu undvika detta problem: De kan föra in den nya genen i celler som odlas i näringslösning. Sedan undersöka i vilka av cellerna som genen slagit sig ner på ett lämpligt sätt. Låta dessa celler dela sig ett antal gånger och sedan skapa klonade djur från dessa cellers kärnor.

Klonade travhästar och keldjur: Eftersom framstående tävlingshästar representerar mycket pengar och ofta är kastrerade, har framgångsrika tävlingshästar klonats för att användas i avel. Det är sedan några år tillbaka också tillåtet för dem att tävla, men det har visat sig att en klon av en extremt framgångsrik häst sällan blir lika framgångsrik själv. vilket illustrerar det välkända fakum att gener även om viktiga är långt ifrån allt.

Klona utrotningshotade djur:  Några forskare försöker använda kloning av vuxna för att mångfaldiga utrotningshotade djur. Detta arbete möter dock flera problem. Det är tekniskt svårt att lära sig klona en ny djurart. Och dessutom är det svårt att få fram stora mängder ägg från en utrotningshotad art man skulle vilja klona. Därför är en förutsättning att det finns någon närbesläktad djurart, som kan donera ägg och vara ”fostermoder”. På det sättet har man i alla fall lyckats skapa kloner av en handfull utrotningshotade djur, bland annat några afrikansk vildkatter och en banteng. en ard försök har gjorts att klona tigrar och pandor, men misslyckats.

Klona utdöda djur: En stor lockelse är att klona utrotningshotade djur. Ett nästan lyckat försök har faktiskt gjorts. Då den sista individen av en underart av iberisk stenbock (bucardo, pyreneisk stenbock) dog år 2000 frystes den ner i flytande kväve för att det skulle finnas hela cellkrnor att klona nya djur från. Med hjälp av ägg från tamget skapades embryon som planetarades in i tamgetter, och en levande unge födddes. Den dog dock strax efter födelsen.

Mest uppmärksamhet dras dock till tankarna på att klona mammutar. Alla forskare är ense om att detta inte skulle vara möjligt med de tekniker som finns idag, men flera av de riktigt duktiga genforskarna arbetar på att försöka lösa de tekniska problemen för att göra det möjligt.

För att det skulle kunna vara möjligt måste man antingen hitta ett så välbevarat nedfryst djur, att kärnor i djurets celler bevarats helt intakta. Trots att mammutar som bevarats i tiotusentals år i permafrosten ser så fräscha ut att en del av dem blivit uppätna av hungriga sibiriska lägerfångar (i vart fall om man får tro Solzjenitsyns inledning till ”Gulag-arkipelagen”) är det mycket osannolikt att cellkärnorna skulle vara SÅ välbevarade – de DNA-molekyler som bär arvsanlagen i cellkärnan lätt bryts sönder. Eller så måste man utveckla en metod att återskapa levande cellkärnor genom att pussla ihop många olika fragment av mammutens DNA-molekyler med andra komponenter. Eller så krävs att man noga tar reda på skillnaden mellan elefantens och mammutens arvsmassa, och successivt genmanipulerar elefantceller tills de blir mammutceller. Varefter man tar en cellkärna från en sådan, och stoppar in i ett elefantägg. Slutligen är frågan om elefanten är tillräckligt nära släkt med mammuten för att ett mammutembryo skulle kunna utvecklas till en mammut ifall det planteras in i en elefanthona. Även om man inte vet betraktas det som långt ifrån otänkbart.

4. Hur säker är tekniken?

Kloning av vuxna är fortfarade en osäker teknik. För att få en eller ett par friska ungar behöver man utgå från hundratals ägg. Risken är stor att en klonad unge som föds visar sig vara svårt missbildad. Det är en öppen fråga om klonade djur som ser friska ut vid födelsen kan få normallånga liv. Och det visar sig för många djurarter vara svårt att klona från ett klonat djur. Undantaget är möss. För dem har det utvecklats tekniker med betydligt större sannolikhet att lyckas, betydligt lägre andel av djuren som drabbas av problem, och där man kan klona djuren upprepade gånger, samtidigt som de lever normallånga liv.

Vid ett typiskt kloningsprojekt med andra arter börjar man med att föra in nya cellkärnor i några hundra eller något tusental ägg. Av dem kommer de allra flesta att dö eller bilda embryon som ser konstiga ut. I bästa fall kommer tio procent av embryona att vara normala, och planteras in i fostermödrar. Av dem kommer de allra flesta att misslyckas med att planteras in i livmodern, eller avstötas i tidiga spontana aborter. Några utvecklas till foster. Av dem kommer många att drabbas av sena missfall, där man ofta kan se att fostret varit starkt missbildat. Av de ungar som till slut föds kommer många att födas med ovanliga missbildningar eller inre skador. Av hundra inplanterade embryon blir det ungefär fem friska djur. Hos alla de arter forskarna hittills lärt sig klona, vid sidan om möss.

5. Varför går det så ofta illa?

Anledningen till att det är så svårt att få kloning att lyckas tycks vara denna:

I våra celler ligger arvsanlagen skriven med genernas språk i våra DNA-molekyler. Denna information är densamma i alla kroppens celler. Men förutom de rent genetiska budskapen finns en massa tilläggsinformation fastsatt på DNA-molekylerna, som bland annat påverkar vilka av generna som ska användas i de olika cellerna. Denna tilläggsinformation består ofta av olika kemikalier (metyl- och acetylgrupper) som fästs vid DNA-molekylerna, och de proteiner dessa lindar sig kring i cellkärnan.

Denna tilläggsinformation ser ut på olika sätt i olika celltyper i kroppen. Forskarna tror att den spelar en viktig roll just för att göra våra celler olika, trots att de alla bär samma grundinformation i själva DNA-molekylen. Det betyder att ett normalt befruktat ägg har ett visst mönster av sådana kemikalier fastsatta på sin DNA-molekyl. Men att en cellkärna från exempelvis en juvercell har ett helt annat. Då är det inte så konstigt att en cellkärna med ett mönster som är anpassat för en juvercells behov har svårt att vägleda en äggcell genom en normal embryoutveckling.

6. Riskerar klonade individer att åldras i förtid?

Det är troligt, men inte säkert, att djur klonade från vuxna riskerar dö i förtid.

Tiidga experiment på möss visar tydligt att klonade möss har kortare livslängd än normala möss, och även hos andra arter har det funnits en tendens för klonade djur att dö i förtid. Hos möss har dock en metod utvecklats för att undvika detta.

Får var det första djur man lärde sig klona. Både det första klonade fåret, Dolly och ett annat tidigt klonat får har dött i förtid, men många klonade får lever vid full hälsa. Och det verkar inte som om Dolly dog av för tidigt åldrande. Strax före sin död fick hon reumatism. Det är något många äldre får drabbas av. Dolly fick sjukdomen ovanligt tidigt, men inte exceptionellt tidigt. Den tidiga reumatismen kan därför lika gärna ha berott på otur som på tidigt åldrande. Sedan dog Dolly av cancer. Den orsakades av ett virus, som också dödade ett annat, icke klonat får, i båset invid. När man obducerade Dolly såg man ingen konstigt förutom cancern och reumatismen.

Faktum är att forskarna inte ens vet om de ska förvänta sig att klonade djur åldras och dör i förtid. Det har att göra med att man inte vet hur vare sig djurs eller människors åldrande regleras. Styrs åldrandet av någon slags biologisk klocka? Kan det vara så att den klockan nollställs vid normal befruktning, men inte vid kloning? Vi vet inte idag.
Forskarna känner visserligen till ett räkneverk som hjälper kroppsceller att hålla reda på hur många gånger de delat sig. Detta räkneverk bor i kromosomernas ytterändar (telomerer) och hindrar kroppsceller från att dela sig mer än ett bestämt antal gånger. Detta räkneverk tycks inte nollställas vid kloning, och många forskare tror att detta kan ha något att göra med svårigheterna att hålla klonade möss vid liv lika länge som normala. Det finns dock olika åsikter om detta bland åldringsforskare, och det är inte klarlagt ifall detta system har något inflytande över hela organismers åldrande.

7. Hur lika blir klonade individer?

Klonade individer kommer att ha nästan alla arvsanlag gemensamma med sin ”förälder”. Men generna bestämmer inte allt. Både människor och djur formas genom ett komplicerat samspel mellan arv och miljö. Det betyder att allt från fostrets miljö i livmodern över den mat ungarna äter och den behandling den får av sina föräldrar och från andra djur i flocken kommer att påverka individens olika egenskaper – både de fysiska och de mentala/själsliga.
Dessutom är faktiskt klonade djur inte exakta genetiska kopior av varandra. Ty cellkärnan innehåller inte riktigt alla individens arvsanlag. En liten andel av generna sitter i något som kallas för cellens mitokondrier. Dessa ärver en klonad individ från den som donerar ägget, inte från den som donerar cellkärnan. Därmed kan det finnas en viss men mycket liten genetisk skillnad mellan den nya individen och den som donerat cellkärna.
Med kloning kan man alltså få en nästan identisk genetisk kopia av kroppens fysiska grundförutsättningar. Men inte en kopia av den miljö, som avgör hur individen sedan utvecklas utifrån dessa förutsättningar.

8. Är inte ”treföräldrabarnen” på sätt och vis klonade?

Under de senaste åren har man på några ställen börjat använda en metod som använder ”nyckelsteget” i kloning, cellkärneutbytet, till att göra något som i realiteten är genmodifiering av människor. Nämligen för att bli av med en gen som åstadkommer en obehaglig sjukdom, genom att föra in en cellkärna i ett nytt ägg. Det är då frågan om sjukdomar, som beror på ett fel i en gen, som inte finns i cellkärnan, utan i små kroppar i cellerna som kallas mitokondrier. Dessa gener ärvs hela tiden från mamman, eftersom det är från henne barnet får ett helt ägg, med en massa mitokondrier. Vad man därför gjort är att kvinnor med en sådan sjukdom som vill ha barn utan sjukdomen gjort provrörsbefruktning. Sedan har man tagit ut cellkärnor från cellerna i de embryon som bildats, och fört in dem i ett ägg från en annan kvinna, där man tagit bort den ursprungliga cellkärnan. Arvsanlagen i cellkärnan kommer därmed från det par, som ville ha barn. Men arvsanlagen i mitokondrierna från den friska äggdonatorn. Men som sagt, rent tekniskt har man gjort en process som innehåller nyckelsteget i i tekniken för kloning av vuxna. Men man har inte tagit cellkärnan från en vuxen, utan från ett nybefruktat ägg. Så näe, man kan nog inte säga att barnen är klonade.

9. Vad menas med terapeutisk kloning?

Många forskare och läkare hoppas att man i framtiden ska kunna använda en del av de tekniker som används vid kloning av vuxna djur för att hjälpa patienter som behöver celler för transplantation. Den teknik de hoppas kunna utveckla för detta kallas terapeutisk kloning.

Tanken går ut på att den person som behöver en transplantation ska donera några kroppsceller, vars cellkärnor tas om hand. Samtidigt tar man äggceller, och opererar bort deras kärna. Cellkärnorna från den som behöver transplantation förs sedan in i de kärnlösa äggen, varpå äggen får utvecklas till embryon. Embryon, som är genetiska kopior av den som behövde transplantation.

Dessa embryon skärs sedan sönder, och en del av deras celler får växa och dela sig i en skål med näringslösning. De utvecklas då förhoppningsvis till så kallade embryonala stamceller, det vill säga celler, som kan fås att utvecklas till olika typer av kroppsceller. På så sätt skulle man kunna få kroppsceller av önskat slag, som har samma arvsanlag som den person som behövde transplantation, och därför kan föras in i denne utan risk för avstötning.

Man kan diskutera ifall det är lämpligt att ordet kloning används i detta fall. Vid terapeutisk kloning skapar man ju inte någon klonad vuxen individ. Men man skapar ett embryo som är en genetisk kopia, en klon, av den som behöver transplantation.

10. Vad säger lagar och regler om att klona människa?

Den 1 april 2005 trädde en ny lag i kraft i Sverige som entydigt förbjuder kloning av hela människor (reproduktiv kloning). Däremot är det tillåtet att under vissa omständigheter skapa klonade mänskliga embryon, som man sedan använder för att skapa embryonala stamceller (terapeutisk kloning).

Liknande lagar finns i många andra västländer. FN har upprepade gånger misslyckats med att arbeta fram resolutioner som fördömer kloning av hela människor på grund av oenighet om resolutionerna samtidigt ska fördöma terapeutisk kloning eller ej.

I många asiatiska länder upplever man inte samma etiska problem kring dessa tekniker som i Västeuropa och USA. Forskare i Kina och Korea har därför kunnat komma längre än några andra mot att göra embryonala stamceller från klonade mänskliga embryon.

Liten ordlista om kloning

Kloning: Att skapa genetiskt identiska individer.

Kärnöverföring: Att föra in kärnan från en kroppscell i en äggcell från samma art, som förlorat sin cellkärna.

Reproduktiv kloning: Att med kärnöverföring skapa ett klonat embryo, som planteras in i en fostermoder och utvecklas till en unge.

Stamcell: Cell som inte är färdig med att specialisera sig, och som kan dela sig. En stamcell kan alltså bilda många färdigspecialiserade celler.
Ofta pratar man om två olika typer av stamceller:
(1) För att ersätta de celler som slits ut, t ex hudceller, vita blodkroppar och broskceller, finns det inne i alla människor ett antal olika stamceller som ständigt delar sig och bildar nya kroppsceller. Dessa, så kallade vuxna stamceller, utvecklas oftast till en eller några få olika celltyper. Till exempel bildas vita och röda blodkroppar från stamceller i benmärgen. (2) Från ett embryo som är ungefär 200 celler stort kan man ta ut ett 60-tal celler från embryots inre. Om dessa får växa och dela sig i en i cellodling kan celler från denna odling fås att utveckla sig till många olika typer av kroppsceller. Celler i sådana odlingar kallas embryonala stamceller.

Terapeutisk kloning: Att med kärnöverföring skapa ett klonat embryo från en patient som behöver transplantation, och från detta embryo utvinna embryonala stamceller. Vilka förhoppningsvis kan fås att utvecklas till de celltyper eller vävnader patienten behöver. Och sedan kan transplanteras till denne utan risk för avstötning.

Om denna text:

Denna text skapades ursprungligen på uppdrag av Vetenskapsrådet/Forskning.se, och låg länge på Forskning.se. Vid en utrensning av gammalt material har den tagits bort därifrån. Mars 2017 har jag omarbetat och uppdaterat texten, och lagt ut den här, eftersom den fortfarande är någorlunda aktuell, och fyller ett tomrum.
/Henrik Brändén