8.4.2016
1
Smíme klonovat člověka?
Jaroslav PETR
VÚŽV v.v.i.
petr@vuzv.cz
Klón = výhonek
8.4.2016
2
Vegetativní rozmnožování =
přírodní klonování
A
Spontánní fragmentace
embryí
 Embrya korálů se „lámou“ v příboji u
útesů a vytvářejí tak populaci klonů.
Acropora millepora
8.4.2016
3
Jednovaječní sourozenci
Produkce identických
dvojčat
8.4.2016
4
Rok 2000 - makak
Tetra
Gerald Schatten
Identická dvojčata
 Identický genotyp
 Odlišnosti fenotypu
8.4.2016
5
Identická dvojčata
Matroklinní efekt:
Ve 2 letech
Rozdíl 64 kg
8 cm v kohoutku
Přenos jader
Enukleace oocytu
Přenos somatické buňky pod zonu cytoplastu
8.4.2016
6
Přenos jader
 Kontrola enukleace
po vitálním barvení chromatinu
Fúze
8.4.2016
7
Kultivace embrya a jeho
přenos
Klonování není jen přenos
jader
Důležité pro legislativu – co je povoleno
- co je zakázáno
8.4.2016
8
Přenos jader není jen
klonování
Přenos jader
u oocytů
Následně IVF
Klony domácích zvířat
1996 1998
1998
1998
2000
2001
2002
8.4.2016
9
2003 2003
2003
2003
2005
Snuppy
Soul National University Puppy
8.4.2016
10
2006
Lilly + 6 Libby + 10
Velbloud 2009
 Spojené arabské emiráty
 Použity kumulární buňky
 Oocyty dozrálé in vivo
 Odběr ovum pick up
 Narodila se samička Injaz
8.4.2016
11
Klony ohrožených druhů
Gaur 2001Muflon 2000
Banteng
2003
Mezidruhové
klonování
8.4.2016
12
Mezidruhové přenosy
embryí
 Kůň – 64 chromozomů
 Zebra – 44 chromozomů
 Kůň Przewalského – 66 chromozomů
 Osel – 62 chromozomů
Antilopa dzeren - 2006
8.4.2016
13
Ovce tlustorohá - 2006
Vlk - 2005
Snuwolf
8.4.2016
14
Při nekompatibilitě embrya s
náhradní matkou
mikročepel
Blastocysta
kamzík
ICM
Trofoblastický
váček
Trofoblastický
váček ovce
ICM
kamzík
Re-expanze
ICM - vitální barvení
Rekonstruované
embryo
ICM – kamzík
Trofoblast - ovce
8.4.2016
15
Antilopa losí
Pomůže klonování k záchraně
ohrožených druhů?
Bongo lesní
Saola
 Popsána v roce 2000 podle zakoupené
trofeje.
 Žije jich asi 200 ks (?) na vietnamskolaoském
pomezí
 Je intenzivně lovena
 V zajetí rychle hyne, i když je krotká
 Biologie druhu – prakticky neznámá
8.4.2016
16
Klonování
?
Panda velká
8.4.2016
17
Gepard
Kočkovité
šelmy
Gorila
Šimpanz
Gueréza
Primáti
8.4.2016
18
Vyhynulé druhy
Kozorožec bucardo
(Capra pyrenaica
pyrenaica)
Celia
+ 2000
Klon vytvořen v roce 2008 – žil 2 hodiny – defekt plic
Mamuti a dinosauři??
8.4.2016
19
Klon myši
16 let při -20°C
Zamražené myší
tělo
Mozek vyjmutý z
lebky
Izolovaná jádra
neuronů
Klonování
 Má nízkou účinnost
 Zvířata trpí vrozenými defekty
 Zvířata jsou náchylná k
nádorovým onemocněním
 Zvířata se nedožívají vysokého
věku
 „nevysvětlitelná“ úmrtí - Matilda
PROČ?
8.4.2016
20
Vadná
reprogramace genomu
8.4.2016
21
8.4.2016
22
Účinnost je nízká
Defekty
8.4.2016
23
Náhlá úmrtí klonů
Klony prasat
- úhyn bez zjevné příčiny
- stáří 6 měsíců
Matilda
-úhyn bez zjevné příčiny
- stáří 3 roky
Jak jsou klony staré?
8.4.2016
24
Telomery
Smrt buňky
KLON
8.4.2016
25
Aldous Leonard Huxley
(1894 – 1963)
Konec civilizace (1932)
První údajné klonování člověka
Soul - prosinec 1998
Lee Bo-yon
Údajný klon
(embryo)
8.4.2016
26
Kdo chce klonovat
člověka?
Brigitte Boisselierová
– společnost Clonaid
Severino Antinori
a Panayotis Zavos
Richard Seed
26. 12. 2002
narodil se první lidský klon?
Raëliáni
– cílem je geniokracie
vláda úzké skupiny géniů
8.4.2016
27
Určitě ne!
 nebyly podány vědecké důkazy
 klonování savců má nízkou
účinnost
 primáty nelze klonovat
současnými technikami
 za firmou Clonaid je sekta
raelinánů
Bezpečnost klonování
 Hlavní vědecká námitka proti klonování lidí
nízká úspěšnost
vysoká zdravotní rizika
pro dítě i matku
 Každá nová technologie nese rizika
Testování léku nese rizika a
dobrovolníci je podstupují
na základě poučeného souhlasu
 Klon – vznikne a nemohl projevit svou vůli
8.4.2016
28
Biologická bezpečnost
klonování
 Defekty
 Biologické stáří
 Délka života
 Odlišnosti v délce telomer
 Záhadná úmrtí klonů
 U člověka – duševní zdraví klonu
Biologická bezpečnost
klonování
 Defekty jsou výsledek rediferenciace
buněčného jádra
 Dva názory
1) Povede se optimalizovat přenos
jader
2) Neúplná či defektní rediferenciace
jádra je dána principem klonování a
defekty nelze odstranit
8.4.2016
29
Biologická bezpečnost
klonování
 Epigenetické reprogramování jádra po
klonování přenosem jader
 Epigenetické změny v pohlavních
buňkách probíhají měsíce či roky
 V klonech musí dojít k reprogramování
jádra během minut či hodin
 Metylace DNA klonů je defektní
Biologická bezpečnost
klonování
 Rudolf Jaenisch
 30-50% genů v zárodku klonu má
změněnou expresi
 Není technika pro kontrolu správného
vzoru exprese na živém embryu
 Nelze selektovat klony s normální
expresí genu
8.4.2016
30
Nízká úspěšnost
 Za současného stavu techniky přenosu
jader by bylo pro narození klonu třeba
1000 oocytů
50 různých náhradních matek
 Znamená to zásah do života 50 žen, aby
byla šance na narození 1 dítěte
 Jaká bude role náhradních matek v životě
klonu?
 Co se stane, když se narodí více klonů? Kdo
se o ně postará?
Ian Wilmut
Rizika tvorby klonu
 Většina biologů – rizika jsou tak velká,
že opodstatňují zákaz reprodukčního
klonování
 Wilmut a Jaenisch
Pokud se někdo pokusí klonovat člověka
a narodí se postižené dítě, ohrozí to
celou jednu část biomedicínského
výzkumu
8.4.2016
31
Rizika tvorby klonu
 Jednou se podaří vyvinout
bezpečné techniky
srovnatelné s ART
 Přinese to obrovský pokrok
do biomedicíny
 Bezpečnost sama o sobě není důvod
pro trvalý zákaz
Anne McLaren
Epigenetická normalizace
klonovaného embrya
Wakayama et al. (2013)
 Klonování 25 generací myší bez
zjevných defektů
 Zygota (klonota) vytvořená
přenosem jader vystavena
inhibitoru histon deacetyláz
(trichostatin A)
Mechanismus účinku nejasný
8.4.2016
32
Rizika tvorby klonu
 Zastánci klonování
 Pokud by měla být na prvním místě
absolutní bezpečnost – zastavil by se
biomedicínský výzkum
 Testy léků – nebezpečné
ale přínos vyváží rizika
 Pokud jsou však rizika při pokusech na
zvířatech vysoká, klinické zkoušky nezačnou
Odběr buněk pokožky
Potřebuje srdeční
svalovinu
Pacient
Terapeutické klonování
8.4.2016
33
Pokožka Oocyt
Embryonální
kmenové buňky
8.4.2016
34
chrupavka
Sval
kosterní
Langerhansovy
ostrůvky
Srdeční
sval
ESC
DiferenciaceDiferenciace
Pacient
Přínosy a rizika
 Přínosy jsou sporné
 Rizika enormní
8.4.2016
35
K čemu by to bylo dobré?
1) Kopie konkrétních jedinců
2) Děti pro neplodné a
homosexuální páry
3) Dárci orgánů pro „předlohu“
4) Nic by se nemělo jen tak
zakazovat
 Osobnost je určena geny jen zčásti
 Klon vyrůstá v jiných podmínkách
 Existuje variabilita v chování klonů zvířat.
Srovnatelná s mláďaty z normálního vrhu.
 V důsledku epigenetických změn se budou
klony lišit během života čím dál tím více
Klon konkrétní
osoby
8.4.2016
36
Děti pro neplodné
a homosexuály
 Až 20% manželských párů v
ekonomicky rozvinutých zemích
nemůže mít děti.
Neplodnost
ART
Nepomůže všem
8.4.2016
37
Pokožka
Vajíčko
Pomohlo by klonování
8.4.2016
38
Nikdo nesmí nikomu upírat právo
na založení rodiny
zplození dětí
Děti pro neplodné
a homosexuály
Momentální stav zákazů
reprodukčního klonování
 Není zákazem či omezením reprodukce
 Zákaz reprodukčního klonování
Chrání člověka před technologií, která je
drahá, neúčinná a nebezpečná.
Brání narození klonů, které by byly
téměř s jistotou postiženy jak duševně
tak i fyzicky.
8.4.2016
39
Dárci orgánů
pro „předlohu“
 ETIKA!
 Byly by buňky klonu
vhodné pro léčbu
„předlohy“?
 Otázka času
Stihlo by se to?
Svět se bojí
klonů
 Lidé se bojí věcí,
kterých se obávat
nemusejí
 Lidé snadno uvěří
ve „spiknutí“
 Lidé se nebojí
věcí, kterých by se
měli obávat
8.4.2016
40
1 týden po zprávě
o narození Dolly
90% Američanů pro zákaz klonů
67% je proti klonování zvířat
56% by odmítlo maso z klonů
 Výsledek prezentace Dolly ve
sdělovacích prostředcích
 Hysterie opadla
 Averze zůstala
Schválení živočišných
produktů z klonů - FDA
 2007 - USA – FDA
 Maso a mléko klonů skotu, koz a
prasat se neliší od produktů
normálních zvířat
 Potomci klonů vzniklí oplozením se
neliší od normálních zvířat
 Veřejnost – požaduje značení
„Made from clone“
8.4.2016
41
Živočišné klony - EU
2008 – EFSA
Živočišné produkty klonů neškodí zdraví
spotřebitelů
Klonování narušuje welfare zvířat
a) klonů
b) samic, které klon donosí
(giant offspring syndrome)
Tvorba klonů pro produkci potravin je
momentálně neetická.
Potomci klonů
V USA – normální zvířata
V EU - ?
Požadavky, aby
produkty potomků
klonů prošly stejným
schvalovacím řízením
jako léky živočišného
původu
Dundee Paradise
8.4.2016
42
Klonování člověka
 Pokud bude klonování bezpečné
Bude se rozhodovat o klonování
člověka na základě etických norem
 Námitky
Klonování je nemorální,
protože je nepřirozené
Klonování a náboženství
 Destrukce spousty embryí
 Otázka počátku lidského života
 Klonování jako „hra na boha“
 Otázka účelu lidského života
 Náboženské texty klonování neřeší
 Existuje široké spektrum názorů
8.4.2016
43
Judaismus
 Velká váha medicíny
souhlas s terapeutickým klonováním
 Reprodukční klonování
 Různé názory
1) z náboženského hlediska bez
výhrad
2) mělo by se zakázat
Judaismus
 Lidé
partneři boha
spolutvůrci světa
 Je povinností měnit svět tak, aby v
něm bylo méně utrpění - medicína
8.4.2016
44
Judaismus
 Mít dítě za jiným účelem než naplnit boží
příkaz „Milujte se a množte se“ není
neetické
 Narození dítěte, které bude dárcem buněk
pro nemocného přináší dvojí dobro
1) Narození dítěte
2) Záchrana lidského života
 Bůh neměl v úmyslu nechat lidi klonovat
 „Milujte se a množte se“ nikoli „Klonujte se“
Rabi
Avraham
Steinberg
Judaismus
 Klonování může narušit
tradiční rodinné vztahy
 Dítě nebude mít jasně identifikovatelné
rodiče na základě judaistického práva
(halacha)
 Klonování nezahrnuje pohlavní akt a jako
takové není přímo zakázáno předpisy, které
upravují vztah muže a ženy
8.4.2016
45
Judaismus
 Velké obavy z defektů klonů
 Obavy z přenosu somatických mutací
 Defekty plodů klonů
 Nepřijatelné nábožensky i světsky
 Nepanují obavy, že by klon neměl duši
 Izrael
moratorium na reprodukční klonování
Římsko–katolická církev
 Striktně odmítá klonování
 Stejné argumenty jako proti
ART, antikoncepci a interupci
1) Oddělení fyzického pohlavního aktu
od početí
2) Ničení embryí, která vznikají, je
ekvivalentem interupce
 Odmítají reprodukční i terapeutické
8.4.2016
46
 Hlavní protestantské církve
Požadují moratorium na klonování dokud
se nevyjasní etické otázky
Nejsou v principu proti klonování, pokud
je zaručena lidská důstojnost pro klon
Protestantské církve
 Některé protestantské církve
 Klonování potlačuje lidskost klonu
klon vzniká jinak, než jak to určil bůh
 Klonování posouvá člověka na „šikmou
plochu“
 Klonování může oživit eugeniku omezí
rozmnožování jen na určitou
skupinu lidí
Protestantské církve
8.4.2016
47
Islám
 Korán vyzývá k zásahům, které mají za cíl
léčbu. Varuje před arogancí v těchto
otázkách
 Korán považuje „párování pohlaví“ za
universální princip a klonování jej popírá
 Muslimové se obávají, že klony budou
diskriminovány a mohou se stát zbožím
 Většina muslimských zemí klonování člověka
zakazuje
Islám
 Mezi islámem a klonováním
existují oblasti shody a rozporu
 Lidé - spolutvůrci světa s bohem
 Lidé by měli zasahovat do přírodních procesů
když to pomůže člověku
 Oduševnění nastává až po 40. dnu, proto není
manipulace s embryi zakázána
 Pokud vede klonování k početí dítěte mezi manželi,
nelze jej odmítat
 Pokud klonování nezpůsobuje újmu na zdraví a
udrží si nezávislost na politických vlivech, není v
rozporu s islámem
Abdulaziz Sachedina
University of Virginia
8.4.2016
48
Hinduismus
 Mezi hinduisty
- silná averze ke klonování
 Hinduističtí duchovní
 Klonování
arogantní
hříšné
je to hra na boha
 Klonování není potřeba
 Provází jej příliš vysoké riziko
Hinduismus
 Klon může žít i po smrti „předlohy“
Problém s karmou
Problém s reinkarnací
 Chtějí velmi jasnou regulaci klonování
 Tvorba legislativy - účast duchovních
 Neodmítá pokrok ve vědě vedený dobrými
úmysly. Pokud se věda dělá ze sobectví,
lakoty a touhy pomoci, vážně naruší karmu
8.4.2016
49
Buddhismus
 Nemají oficiální stanovisko ke klonování.
Každý se učí sám.
 Klonování není samo o sobě špatné
 Dvě základní složky života
Rupa – hmota
Nama – duchovno
 Klonování manipuluje jen s hmotou
 Duchovno klonu – svobodný rozvoj
Buddhismus
 Klonování není v rozporu s
buddhismem, dokud nikomu
neubližuje
 Obavy ze zneužití
 Jaká je motivace těch, co chtějí
klonovat?
 Klonování narušuje přirozený stav
světa a to může být nevratné.
8.4.2016
50
Buddhismus
 Odmítá klonování lidí
 Terapeutické klonování
„opětovné nastartování
životního cyklu“
Woo Suk Hwang
Klonování
a kulturní hodnoty
 Klonování vynikajících plemenných
zvířat inspirovalo obavy z klonování
vynikajících lidí.
 Kdo je VYNIKAJÍCÍ?
 Muslimská konference v Dubaji:
Klonovat by se měli jen ženatí muži.
 Räeliání:
Klonovat by se měli lidé s nejvyšším IQ
8.4.2016
51
Klonování
a kulturní hodnoty
„Přenos jader somatických buněk není
vlastně vědecká technika pro
reprodukci jedinců. Jde tu o to
klonovat naše hodnoty. Raeliání budou
klonovat chytré lidi, protože to je to,
čeho si váží. Muslimové budou
klonovat muže.“
Lori Andrewsová
Klonování
a kulturní hodnoty
 Obavy: Klonování může omezit rekombinaci
vloh a zablokovat evoluci člověka.
 Protiargument: Klonování je drahé a v
dohledné době nenabude rozsahu, který by
geneticky poznamenal populaci. Preference
by se lišily a klony by byly geneticky
různorodé. Evoluci jsme již prakticky
zablokovali medicínským a technologickým
omezením přírodního výběru.
8.4.2016
52
Psychologická stránka
klonování
 Psychologická stránka
Klon
Rodiče
Tvůrci
 Klíčové pro případné povolení
reprodukčního klonování
Psychologická stránka
Klon
 Kant: Člověk by měl přijít na
svět, aby naplnil svůj vlastní
život. Pokud přijde na svět
z jiných důvodů, pak je tím
narušena jeho důstojnost.
Emanuel Kant
(1724-1804)
8.4.2016
53
Psychologická stránka
Klon
 Většina bezdětných párů si může
zajistit dítě jinými prostředky než
reprodukčním klonováním
IVF
dárcovství gamet
adopce
Psychologická stránka
Klon
 Klon vzniklý jako dárce buněk pro léčbu
nemocného
 Může to posílit vazbu mezi klonem a
„předlohou“
 Ale je tu narušena kantovská zásada:
existuje účel, pro který klon vznikl
 Klon může cítit frustraci z toho, že bez
tohoto účelu by se nikdy nenarodil
8.4.2016
54
Psychologická stránka
Klon
 Potenciální dárci buněk pro léčbu jsou
získáváni i přirozeným početím
 Není objektivní důvod, proč by takto počaté
dítě mělo být bráno jako méněcenné a
rodiče k němu měli horší vztah
 Obecně je početí života pro léčbu chápáno
jako problematické
 Řešení - terapeutické klonování, při kterém
nevzniká klon
Psychologická stránka
Klon
 Vytvoření klonu zemřelé osoby
 Bude klon chápat jako svůj životní úkol
pokračování v životní dráze
„předlohy“?
Co když klon selže?
Jak to ponese klon?
Jak to ponesou rodiče?
8.4.2016
55
Psychologická stránka
Klon
 Přenášení ambicí a životních cílů na
dítě se děje i bez klonování
 Hovoří se o „ukradené individualitě“
 Individualita se vytváří vlastními
zkušenostmi a vzpomínkami. Klon si může
udržet vlastní individualitu.
 Rozhodující je jeho pocit. Pokud má pocit,
že individualitu ztratil, je to pro něj, jako by
ji ztratil skutečně.
Psychologická stránka
Klon
 V konfrontaci s „předlohou“ může mít
klon pocit ztráty individuality
 Přispívá k tomu i názor lidí v okolí,
kteří vidí klon „jen jako kopii“
 Klon – „život ve stínu“
8.4.2016
56
Klonování a veřejnost
 2002 – USA
 Pro reprodukční klonování - 25% lidí
 Většina odmítajících:
Klonování je nemorální
 Minimum odmítá pro nebezpečnost
 Masové odmítání
založeno na emocích
USA
 President´s Council on Bioethics
 Předseda Leon Kass
 Odpor Američanů ke klonování je
„moudrá antipatie“.
I když není ničím zdůvodněný,
je hoden zřetele.
8.4.2016
57
Zákaz reprodukčního
klonování
 Mezinárodní konvence na ochranu lidského
genomu
 Národní legislativa
 Zakázalo více než 30 zemí
 2005 - OSN
zákaz jakéhokoli klonování v deklaraci, jejíž
neplnění nelze postihnout sankcemi
Pro – USA a katolické země
Proti – Evropa – nehodlá dodržovat
Islámské země – zdržely se hlasování
USA
 Stály za deklarací OSN
 V USA není nijak regulováno
 Politici se shodují na zákazu reprodukčního
klonování
 Politici se neshodují na zákazu
terapeutického klonování
 Obavy z povolení terapeutického
byla by dostupná technika pro reprodukční
8.4.2016
58
Lze oddělit
reprodukční a terapeutické?
 Podle mnohých to lze
Reprodukční klonování
přenos embrya matce a narození klonu
V počáteční fázi - stejné
Zákaz nebo
tvrdou regulaci?
 Panayotis Zavos
 „Dnes může klonovat každá
klinika IVF. Zákaz jen posune
tyto aktivity do ilegality. Džin už
utekl z láhve.“
8.4.2016
59
Zákaz nebo
tvrdou regulaci?
Opor k reprodukčnímu klonování je tak
silný, že zatím neproběhly žádné
diskuse o tom, jak by měla vypadat
jeho regulace. Shoda je jen na
absolutním zákazu.
Bude zapotřebí
lidských klonů?
Pohlavní buňky pro početí dítěte
vzniknou z ESC.
8.4.2016
60
Léčba neplodnosti
terapeutickým klonováním
Pokožka
Vajíčko
8.4.2016
61
Embryonální
kmenové buňky
SpermieVajíčko
Spermie z ESC
8.4.2016
62
Oocyty z ESC
Asistovaná reprodukce
8.4.2016
63
Vajíčka lze získat
i z buněk s XY
8.4.2016
64
Spermie lze teoreticky
získat i z buněk s XX
SRY
8.4.2016
65
8.4.2016
66
Pohlavní buňky přímo ze
somatických buněk
Julang Li
University of Guelph
Pohlavní buňky přímo ze
somatických buněk
Karim Nayernia
University of Newcastle
8.4.2016
67
Spermie z ESC
Hayashi et al
Cell 2011
Oocyty z ESC a IPSC
(Hayashi et al. Science 2012)
 Indukce diferenciace ESC (IPSC)
 Agregace se somatickými buňkami
gonád
 V rekonstituovaném „ováriu“ vznikají
PGC
 Po vnesení do těla myši se vyvíjejí
oocyty
8.4.2016
68
Oocyty z ESC a IPSC
Rekonstituované
ovárium
GV MII
2 buněčná
embrya
blastocysty
Oocyty z ESC a IPSC
 Po IVF se narodila z oocytů mláďata
 Tato zvířata jsou plodná
8.4.2016
69
I bez klonování nás čeká
„nádherný nový svět“.
Genová terapie
 Zárodečná - zakázaná
 Somatická
- in utero
- in vivo
- ex vivo
8.4.2016
70
Zárodečná
 Gen je v každé
buňce těla
 Je i v pohlavních
buňkách
 Dědí jej potomci
 Obavy ze ztráty
kontroly nad
genem
 Obavy z defektů
vyvolaných
inserční mutací
Somatická
 Gen jen v
některých
buňkách
těla
 Potomci
ho nedědí
8.4.2016
71
1990 – první pokus
French Anderson - USA
Nedostatečná imunita – Ashanti da Silva
Metody genové léčby
 Virové nosiče
retroviry
adenoviry
adenoasociované viry
 Nevirové nosiče
liposomy, gene gun, nanočástice
polymerů
 Bez nosičů
přímá injekce, elektroporace
8.4.2016
72
Retrovirové vektory
Retroviry
 Malá imunitní
odezva
 stabilní
integrace
 Exprese genu
klesá –
narušeny
promotory
8.4.2016
73
Alain Fischer
2001 – léčba SCID
3 z 12 pacientů - leukemie
 Retrovir se přednostně integruje
u vysoce aktivních genů
 Při léčbě ex vivo se musí buňky
množit – přednostně se množí
buňky, které získaly aktivací genů
proliferační schopnosti
 U pacientů s nevyzrálým
imunitním systémem
8.4.2016
74
Léčba junkční
dermatolysis bullosa
 Mutace genu pro lamin
Michele de Luca
Universita v Modeně
Itálie
8.4.2016
75
Léčba Leberovy
vrozené amaurózy
 Dědičná choroba
 Vyvolána mutací genu RPE65
 Světločivné buňky sítnice ztrácejí
schopnost reagovat na světlo a předávat
signály do gangliových buněk sítnice
 Postupná ztráta zraku
 Nejprve klesá funkčnost tyčinek a pak
čípků
Robin Ali
University
College
London
8.4.2016
76
Steven Howarth
(18)
Virový vektor
Funkční gen RPE65
Před léčbou
Vidí nejvýše pohyby své ruky
Po léčbě
Může číst knihy ve speciální edici s velkým písmem
Genová terapie Leberovy
vrozené amaurózy
Rok po terapii
 Není imunitní reakce na produkt genu
RPE65
 Udržuje se zlepšená schopnost vidění
Vidění na světle se zlepšilo 1000krát
Vidění za šera se zlepšilo 63 000krát
8.4.2016
77
Genová terapie Leberovy
vrozené amaurózy
 Oblast léčené sítnice se
vyrovná citlivostí ke světlu
žluté skvrně pacientů.
Nedává ale tak ostrý obraz.
 Pacienti se naučí využívat
léčenou oblast sítnice jako
druhou žlutou skvrnu např.
pro málo jasné objekty ve
tmě.
Léčba daltonismu
 Barevné vidění
červená - „dlouhovlnný“ opsin – OPN1LW
zelená – „středněvlnný“ opsin – OPN1MW
žlutá – „středněvlnný“ opsin – OPN1MW2
modrá – „krátkovlnmý“ opsin – OPN1SW
OPN1LW a OPN1MW - tandemově na X
chromozomu
Rekombinace a konverze – ztráta funkce
 Kotul veverovitý – většina samců a mnoho
samic je barvoslepých
mutace genů OPN1LW a OPN1MW,
nerozeznají červenou a zelenou
8.4.2016
78
Léčba
daltonismu
 Vnesení genu OPN1LW do
světločivných buněk sítnice
 Použita zvířata „středního“ věku
 Za 20 týdnů po léčbě rozlišovali
kotulové červenou a zelenou
 Zrakové centrum se naučilo
zpracovávat informaci o barvě
Léčba ALD
2009
 Adrenoleukodystrofie
 Porucha v metabolismu tuků
 Neurodegenerativní
onemocnění
 Vázáno na X chromozom
 Mutace genu ABCD1
 Léčba pomocí vektoru
odvozeného z HIV
 Přenos do krvetvorných
buněk kostní dřeně
8.4.2016
79
ALD
Adenoviry
 Genom – DNA
dvouvláknová
 Kapsida
- 3 hlavní proteiny
- menšinové proteiny
 Vyvolává nachlazení
 Napadá specializované
postmitotické buňky
 Genom vnesen do jádra
8.4.2016
80
1999 - Jesse Gelsinger
Na adenoviry je silná
imunitní reakce
 Vyvíjejí se
bezpečnější
nosiče
 „Gutless“
zbavené zcela
vlastních genů
Adenoasociované viry
 Genom – DNA
jednovláknová
4680 bp – malý vir
 Nevyvolávají
onemocnění
 Pro replikaci
potřebují AV
 Bez pomocného viru
je latentním
provirem
 AV ho může
aktivovat dodatečně
8.4.2016
81
AAV nosič
 Nemá žádné vlastní geny jen
koncové sekvence
 Dlouhá exprese
 Není na něj imunitní reakce
 Nosiče se nezabudují ale fungují
jako minichromozom
První genová terapie v EU
Glybera (uniQure –NL)
 Povoleno v EU - 2012
 Gen pro lipoproteinovou lipázu (LPL)
 Deficience LPL – 1 z milionu lidí
chylomikronémie
extrémní hladiny lipoproteinů
záněty slinivky
 Nízkotučná dieta
8.4.2016
82
Glybera
 Přenos genu pro LPL pomocí AAV
Zinc figer nucleases
8.4.2016
83
Využití „ZFN“
 Zdařila se homologní
rekombinace u genu IL2R gama v
lidských buňkách in vitro
Účinnost
- buňky kostní dřeně 18%
- T-lymfocyty 5%
 Navození mutace genu CCR5
Navozuje odolnost vůči viru HIV-1
Problémy
 Patenty
 Vnesení ZNF do buněk
Používá se elektroporace
Nezralé T-lymfocyty jsou příliš křehké
Vyvíjí se vnášení pomocí lentivirů
 Bezpečnost
– zlomy DNA v necílových místech
- riziko nádorového bujení
8.4.2016
84
Genová terapie nádorů
 Více než 2/3 všech klinických
zkoušek
Cytotoxické postupy
 Thymidin kináza z herpes simplex
viru – fosforylace nukleosidů
 Člověk ji postrádá
 Po injekci nosiče s HSV TK se
podá abnormální nukleosid
ganciclovir
 Po fosforylaci se zabuduje do DNA
a buňky hynou
8.4.2016
85
Další možnosti
 Cytosin deamináza
(bakteriální gen)
 Podává se fungicid
5-fluorocytosin
 Mění se na
5-fluorouracyl
 Naruší syntézu RNA
 Smrt buněk
 Nitroreduktáza (E. coli)
 Mění slabé alkylační činidlo
CB1954 na silné
 Alkyluje DNA
 Smrt buňky
8.4.2016
86
Narušení angiogeneze
 VEGF a receptory
R, R1, R3 budí růst
cév
 R2 váže VEGF bez
účinku
 VEGF – i RNA
Antiangiogenní faktory
 Angiostatin
 Endostatin
8.4.2016
87
Aktivace imunitního
systému
 Do nádoru je vnesen gen pro
cytokiny
 Ty pomohou prezentovat antigeny
rakovinných buněk imunitnímu
systému
 Nádor likvidují T-lymfocyty
Apoptotické účinky
 Nádory mají nefunkční signální
kaskádu programované buněčné
smrti - apoptózy
 Dodání genů pro enzymy z
apoptózové kaskády
 Kaspázy
 Protein p53
 Retinoblastoma protein
p53
8.4.2016
88
Genová terapie
degenerativních onemocnění
 Alzheimerova choroba
 Gen pro NGF – zajišťuje přežití neuronů v
cholinergním systému
 Vnášení buněk s NGF do nucleus basalis
Genová terapie
Parkinsonovy choroby
 Třas, pomalý pohyb, potíže s
rovnováhou a chůzí, „mrznutí“
 Odumírání neuronů substantia
nigra produkujících dopamin
 Nedostatek dopaminu vede k
nadměrné aktivaci neuronů
motorických center v
subthalamických jádrech
 Podávání dopaminu pomáhá v
počátečních fázích – později
nežádoucí vedlejší účinky.
8.4.2016
89
Genová terapie - PD
 AAV2 virový vektor s
lidským genem GAD
 Injekce do
subhypothalamických
jader
 GAD -dekarboxyláza
kyseliny glutamové –
katalyzuje tvorbu GABA
 GABA inhibuje neurony a
uvádí do rovnováhy
motorická centra
2011
Druhá fáze klinických zkoušek
U poloviny pacientů zlepšení
motorických funkcí o 23%
VEGF – kardiovaskulární
choroby
8.4.2016
90
Startuje s GT i genové
vylepšení člověka?
Genová terapie
– návrat k normálu
Napravuje dědičné defekty
Léčí nádorová onemocnění
Léčí degenerativní onemocnění
Nemoc
Zdraví
8.4.2016
91
Genové vylepšení
– posun za hranice normálu
Takto vypadá „přirozený“ stav
při nákaze tetanem
Clostridium
tetani
I v zemích s rozvinutou medicínou umírá
30 % nakažených lidí
Očkováním se dostáváme za hranici „normy“
8.4.2016
92
Co je „nemoc“?
 Malá postava?
 Neplodnost?
 Plešatost?
Nikdo není dokonalý.
Tak proč nebýt lepší?
Proč si nevylepšit
smysly,
paměť,
imunitu,
metabolismus?
Arthur Caplan
University of Pennsylvania
8.4.2016
93
Plastická chirurgie
pro kosmetické účely
Využití medicíny
pro vylepšení člověka
 Při testech zlepšoval
výkon pilotů při
krizových situacích na
trenažéru
Donepezil – lék na
Alzheimerovou chorobu
8.4.2016
94
Ritalin – lék na poruchy
pozornosti a hyperakvititu
 V USA ho užívají 2,1 milionu
zdravých studentů středních
a vysokých škol
 Pomáhá při soustředění
 Lék užívaný při narkolepsii
 Sportovní doping
 Armáda – potlačení ospalosti
 Testy – vyšší duševní výkonnost
Modafinil
8.4.2016
95
 Původně pro muže s hormonálními
poruchami
 Dnes ho ve formě náplastí a gelů
užívají jen v USA 2 miliony zdravých
mužů pro kompenzaci přirozeného
poklesu testosteronu ve vyšším věku
 30% uživatelů ve věku 18- 45 let
Testosteron
Vnesením nových genů
Odolnost vůči
 AIDS
 malárii
 rakovině
 chorobám srdce
8.4.2016
96
Sport - hlavní pole pro
start genového vylepšení
Said Aouita
1984
Nový světový rekord
v běhu na 5000 m
Čas zlepšen
o 0,01 sec
tj. o 0,000013%
8.4.2016
97
Sport je zajímavý až za
hranicemi lidských možností
Ve hře jsou
 Peníze
 Sláva
 Ctižádost
 Osobní ambice
8.4.2016
98
Ať to stojí, co to stojí
Tim Montgomery:
„Kdybych vyhrál
zlatou
olympijskou
medaili, tak to
stálo za to, i
kdybych za
cílovou čárou
umřel.“
Odolnost k námaze
Delší varianta genu ACE
8.4.2016
99
Zvýšení exprese genu
PPAR-delta
Myši uběhnou do vyčerpání
dvakrát větší vzdálenost.
Myostatin nebo IGF1
8.4.2016
100
Geny pro ukládání tuku
Tělem produkované látky
nelze odhalit
8.4.2016
101
„Olympiáda v
Athénách byla
poslední, kde ještě
medaile nebrali
geneticky dopovaní
sportovci.“
Lee Sweeney:
Velké dilema
 Dělat nebo nedělat?
 Zkoušet nebo nezkoušet?
 Zkoumat nebo nezkoumat?
8.4.2016
102
Zárodečná genová terapie
 Genetická změna – dědičná
 Gregory Stock: „Otázka nestojí, jestli
budeme geneticky zasahovat do
dědičné informace pohlavních buněk
člověka, ale kdy s tím začneme.“
Gregory Stock
UCLA
Zárodečná genová terapie
 Má vyznavače i odpůrce
 Zastánci – přeruší se dědění chorob
 Odpůrci – není třeba, stačí PGD
X
8.4.2016
103
Je GT bezpečná?
 Riziko inzerčních mutací
 u GM myší
defekty oka, ucha, čichu, náchylnost k nádorům
defekty se mohou objevit až po několika generacích
 Capecchi: „celotělová somatická GT“
Využití umělých chromozomů
Ponesou nové geny
Bude u nich možné indukovat externím signálem
ztrátu centromer
Nebudou předávány při mitóze a meiozi
Nebudou se dědit
Mario Capecchi
Hrajeme si na bohy?
 Ze hry na boha
a zasahování
do přirozeného
běhu věcí byl
viněn např.
objevitel
očkování proti
neštovicím
Edward Jenner
Edward Jenner
(1749 – 1823)
8.4.2016
104
Může být genová terapie
zneužita?
Jeremy Rifkin: Zásahy do
dědičné informace nastolí
nerovnost biologickou,
ekonomickou a sociální.
Jeremy Rifkin
Protiargument
 Nikdo nezakazuje ani léky pro
hyperaktivní děti ani plastickou
chirurgii. Tak proč zakazovat genovou
terapii?
8.4.2016
105
Které dědičné vlastnosti a
znaky jsou dobré?
 Alely genů mají pleiotropní účinky
 Mutace CCR5 chrání před AIDS, ale
zvyšuje riziko západonilské horečky
 Srpková anemie zvyšuje odolnost k
malárii, ale homozygoti umírají
 Geny pro bipolární poruchu a
umělecký talent
Známe všechny funkce
genů, které bychom měnili?
 Lidský genom má 23 500 genů
 Neznáme funkce všech
 Neznáme interakce genů
 Neznáme význam míry exprese genů
 BMP4 – růst kostí, indukce apoptózy,
diferenciace epidermu i nervové tkáně
 Záleží na podmínkách
8.4.2016
106
Mají rodiče právo měnit
genotyp svých dětí?
 Genotyp dítěte je výsledkem náhodné
kombinace genů rodičů
 Volbou určitých alel se předurčuje
osud dítěte a jeho individualita
zúžené spektrum
posunuté spektrum
rozšířené spektrum
Mají rodiče právo měnit
genotyp svých dětí?
 Společnost může definovat „optimum“
vzhledu, inteligence, zdraví apod.
Kdo tomu neodpovídá – méněcenný
 Jaké bude postavení postižených?
 Nelze zabránit dědičným chorobám
Achondroplasie – 7 z 8 případů je výsledek
„de novo“ mutace ve spermii
Každý z nás nese několik recesivních alel
pro dědičná postižení
8.4.2016
107
Hrozí eugenika?
 Eugenika – počátky na konci 19. stol.
 Cílem je vytvoření zdravější populace
plození dětí vybranými rodiči
bezdětnost „méněcenných“
 Vrchol - 1. polovina 20. stol.
 Nejen nacistické Německo, ale i další
země, např. Británie, USA
Francis Galton
Rodina Killikaků
Deborah Killikaková Upravené foto
Henry H. Goddard
1866-1957
8.4.2016
108
Vrátí zárodečná GT
eugeniku?
 Většina vědců, kteří jsou zastánci
zárodečné GT, nemají zájem na
eugenice
 Některé rasistické skupiny apod. mají
zájem o zárodečnou GT
David Duke,
National Director
Ku Klux Klan
Theodosius
Dobzhansky
„Problémy tohoto světa nejsou
způsobeny těmi, kdo mají poškozenou
dědičnou informaci, ale těmi, kdo mají
geny úplně v pořádku a využívají své
nadání k amorálním cílům.“