ReTro to makak królewski (Macaca mulatta), który przyszedł na świat 16 lipca 2020 r. Ma ponad trzy lata, jest w świetnej kondycji i rośnie w siłę. Ponieważ małpa dożyła wieku dorosłego, można mówić o pierwszym udanym klonowaniu tego gatunku – osobniki powstałe w wyniku dotychczasowych eksperymentów przeżywały maksymalnie dwa lata.
Czytaj też: Liofilizacja sposobem na wydajniejsze klonowanie organizmów? Są pewne postępy
Wyczyn ten, opisany w Nature Communications, osiągnięto przy zastosowaniu nieco innego podejścia niż konwencjonalna technika stosowana do klonowania owcy Dolly i innych ssaków, w tym makaków krabożernych (Macaca fascicularis), które były pierwszymi sklonowanymi naczelnymi.
Dr Falong Lu z Chinese Academy of Sciences (CAS) mówi:
Udało nam się uzyskać pierwszego żywego i zdrowego sklonowanego rezusa, co stanowi duży krok naprzód, który wydawał się niemożliwy do osiągnięcia, chociaż wydajność jest bardzo niska w porównaniu z normalnie zapłodnionymi embrionami. Obecnie nie doszło jeszcze do drugiego żywego porodu.
Sklonować makaka to nie to samo, co sklonować owcę
Standardowa technika klonowania, znana jako transfer jądrowy komórki somatycznej (SCNT) – polegająca na przeniesieniu jądra komórki organizmu do komórki jajowej, której jądro zostało usunięte – zazwyczaj skutkuje wyjątkowo niskim współczynnikiem urodzeń i przeżywalności sklonowanych zarodków. Tak właśnie przyszła na świat w 1996 r. owca Dolly, choć skuteczność tej metody u naczelnych była szczególnie ograniczona.
Czytaj też: Makaki zaczęły wykorzystywać narzędzia. Pierwsza taka obserwacja w historii
Kiedy w 2018 r. badacze sklonowali makaki krabożerne, stworzyli 109 sklonowanych embrionów i wszczepili prawie 3/4 z nich 21 matkom zastępczym, co doprowadziło do sześciu ciąż. Tylko dwie małpy przeżyły poród. W 2022 r. badacze sklonowali rezusa przy użyciu SCNT, ale zwierzę przeżyło mniej niż 12 godzin.
Aby zbadać, co może pójść nie tak w procesie klonowania, chińscy naukowcy porównali 484 zarodki rezusów SCNT z 499 zarodkami powstałymi w wyniku bezpośredniego wstrzyknięcia plemnika do komórki jajowej, techniki znanej jako docytoplazmatyczna iniekcja plemnika (ICSI). Obydwa typy zarodków przeszły przez podobne etapy rozwoju, zanim zostały wszczepione surogatkom. Jednak tylko 35 zarodków SCNT zostało pomyślnie wszczepionych w porównaniu z 74 zarodkami ICSI, a mniej zarodków SCNT przeżyło do porodu.
Naukowcy przeprowadzili serię analiz DNA zarodków SCNT i odkryli znaczące różnice we wzorach modyfikacji epigenetycznych – zmian strukturalnych, które wpływają na aktywność genów bez zmiany sekwencji DNA – podczas rozwoju. Obejmowało to zmniejszenie metylacji DNA, czyli procesu wpływającego na poziom ekspresji genów.
Co ciekawe, geny zwykle ulegające odmiennej ekspresji w genomie matki i ojca, utraciły swoją unikatowość w sklonowanych embrionach. Uczeni zdali sobie sprawę, że we wczesnych sklonowanych zarodkach zewnętrzna błona tworząca łożysko nie rozwija się prawidłowo. Co więcej, łożyska, które rozwinęły się dla zarodków SCNT, wydawały się grubsze niż normalnie i były wadliwe.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali technikę polegającą na zastąpieniu trofoblastu SCNT – zewnętrznej warstwy komórek rozwijającego się zarodka, która później tworzy większą część łożyska – trofoblastami z zarodków ICSI. Oznaczało to, że w zarodkach powstało “naturalne łożysko”, choć rozwijający się organizm był płodem sklonowanym.
Stosując to podejście, naukowcy stworzyli 113 sklonowanych zarodków rezusów i wszczepili 11 z nich siedmiu surogatkom, co doprowadziło do dwóch ciąż. Jedna z ciężarnych samic urodziła zdrowego samca o imieniu ReTro (nazwanego na cześć metody wymiany trofoblastów, zastosowanej przy hodowli zwierzęcia), który przeżył ponad dwa lata. Druga surogatka urodziła bliźnięta, które zmarły w 106. dniu ciąży. Właśnie tak powstał pierwszy sklonowany makak królewski.
Po co klonować makaki?
Możliwość skutecznego klonowania małp może przyspieszyć badania biomedyczne, biorąc pod uwagę ograniczenia w zakresie tego, czego naukowcy mogą się nauczyć od myszy laboratoryjnych. Badania na naczelnych innych niż ludzie, odegrały kluczową rolę w postępie medycyny ratującym życie, w tym w stworzeniu szczepionek przeciwko COVID-19. Wykorzystywanie małp w badaniach naukowych jest kwestią sporną ze względu na obawy etyczne dotyczące dobrostanu zwierząt.
Czytaj też: Czy klonowanie ludzie będzie możliwe?Mamy do tego narzędzia i wiedzę
Royal Society for the Prevention of Cruelty to Animals (RSPCA), organizacja charytatywna działająca w Anglii i Walii, która promuje dobrostan zwierząt, stwierdziła, że ma “poważne obawy etyczne w związku ze stosowaniem technologii klonowania u zwierząt”. W ich mniemaniu “klonowanie zwierząt wymaga procedur, które mogą powodować ból i niepokój, a ponadto mogą wiązać się z wysokim wskaźnikiem niepowodzeń i śmiertelności”.
Podobne obawy ma prof. Robin Lovell-Badge z Francis Crick Institute, który zdecydowanie wspiera badania na zwierzętach, gdy korzyści dla pacjentów przewyższają cierpienie zwierząt:
Posiadanie zwierząt o tym samym składzie genetycznym zmniejszy źródło zmienności w eksperymentach. Trzeba jednak zadać sobie pytanie, czy naprawdę warto. Liczba prób, które podjęli chińscy naukowcy, jest ogromna. Musieli użyć wielu embrionów i wszczepić je wielu matkom zastępczym, aby otrzymać jedno żywe zwierzę. Nie można wyciągać żadnych wniosków na temat skuteczności tej techniki po jednym porodzie.
Chińscy uczeni bronią się, że celem ich badań jest uzyskanie większej liczby sklonowanych małp przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby wykorzystanych embrionów. Wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z międzynarodowymi protokołami badawczymi i uzyskano na nie wszelkie zgody etyczne.
Eksperyment udowodnił, że skuteczne klonowanie naczelnych jest możliwe, ale wydajność tego procesu jest ekstremalnie niska. Zajmie jeszcze sporo czasu zanim procedury chińskich naukowców zostaną dopracowane, ale nie ma szans, by zostały one rozszerzone na ludzi. Klonowanie reprodukcyjne istoty ludzkiej jest całkowicie niedopuszczalne i niepotrzebne z czysto medycznego punktu widzenia.