Smíme klonovat člověka? Jaroslav PETR VÚŽV v.v.i. petr@vuzv.cz Graphic, BBC Klón = výhonek mature redwood and sprout potato sprout Vegetativní rozmnožování = přírodní klonování A flatworm hydra breaking-waves Spontánní fragmentace embryí nEmbrya korálů se „lámou“ v příboji u útesů a vytvářejí tak populaci klonů. koral_frag Acropora millepora Coral eggs are often pink in color, forming pink slicks across the top of the ocean’s surface during mass spawning events.Heyward and Negri, Australian Institute of Marine Science Krab Lybia leptochelis nNosí v každém klepetu sasanku rodu Alicia nSasanky volně nežijí nKdyž o ně krab přijde, ukradne jednu jinému krabovi a tu si naklonuje dělením Armadillo%20quads AlvordTwins Jednovaječní sourozenci esplit Produkce identických dvojčat 2%20pair%20clones Rok 2000 - makak Not produced by the Dolly technique, but a clone nonetheless Splitting the embryo Tetra Schatten ORPRC Gerald Schatten Identická dvojčata nIdentický genotyp nOdlišnosti fenotypu Identická dvojčata nMatroklinní efekt: nVe 2 letech nRozdíl 64 kg n 8 cm v kohoutku Přenos jader klon1 klon2 Enukleace oocytu Přenos somatické buňky pod zonu cytoplastu Přenos jader nKontrola enukleace n po vitálním barvení chromatinu Fúze Nuclear transfer embryo about to be activated Fusion ACT Kultivace embrya a jeho přenos Clones Science SHEEP FACSIMILE Klonování není jen přenos jader esplit Důležité pro legislativu – co je povoleno - co je zakázáno Přenos jader není jen klonování transfer Scientist researching stem cells Přenos jader u oocytů Následně IVF Klony domácích zvířat Cloned kitten named Cc Dolly the sheep BBC Clone, Nature Biotech Clone AP [ image: Dairy cows were a primary focus for cloning] [ image: Goats have been cloned but only females] Xena AP 1996 1998 1998 1998 2000 2001 2002 horse_200 Ralph, Geonway IdahoGEM 2003 2003 2003 deewey 2003 hwang1 Snuppy the cloned puppy with his surrogate mother, Nature Snuppy the cloned puppy, Nature 2005 Snuppy Soul National University Puppy ferret clone Libby + 10 ferret clone ferret clone Lilly + 6 2006 Lilly + 6 Libby + 10 _45663707_camel_clone_466afp Velbloud 2009 nSpojené arabské emiráty nPoužity kumulární buňky nOocyty dozrálé in vivo nOdběr ovum pick up nNarodila se samička Injaz Banteng Gaur BBC Klony ohrožených druhů Cloned mouflon lamb and foster mother Nature Biotechnology Gaur 2001 Muflon 2000 Banteng 2003 Mezidruhové klonování gaur fibroblast cow blastocyst Gaur BBC holstein Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 9 Mezidruhové přenosy embryí nKůň – 64 chromozomů nZebra – 44 chromozomů nKůň Przewalského – 66 chromozomů nOsel – 62 chromozomů Antilopa dzeren - 2006 win2001_3 [ image: Goats have been cloned but only females] Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 9 fibroblast 1134158528 img_1582-ewe IMG_3985_0GSo Ovce tlustorohá - 2006 IMG_3960_GVQh Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 9 fibroblast Vlk - 2005 wolf_wideweb__470x364,0 Woo Suk Hwang Snuwolf img_1582-ewe Při nekompatibilitě embrya s náhradní matkou appenine_chamois mikročepel Blastocysta kamzík ICM Trofoblastický váček Trofoblastický váček ovce ICM kamzík Re-expanze ICM - vitální barvení Rekonstruované embryo ICM – kamzík Trofoblast - ovce eland Antilopa losí Pomůže klonování k záchraně ohrožených druhů? SDZ_0444-BongoAntelope Bongo lesní Saola nPopsána v roce 2000 podle zakoupené trofeje. nŽije jich asi 200 ks (?) na vietnamsko-laoském pomezí nJe intenzivně lovena nV zajetí rychle hyne, i když je krotká nBiologie druhu – prakticky neznámá im0136aS_lg 23-Sao-La Klonování saola2 im0136aS_lg holstein2 ? Baby panda hours after birth at Chengdu Panda Breeding Research Base, China Panda velká Giant pandas are notoriously reluctant to reproduce rabbit bear Cheetah pair BBC _929065_indiatiger300 Gepard Kočkovité šelmy Cloned kitten named Cc _39079237_defprotein_science_203 gorilla_160 chimpanzee colobus%20monkey%20800 Gorila Šimpanz Gueréza Primáti Vyhynulé druhy Goats occur across the Spanish mountains Kozorožec bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica) bucarda_thumnail [ image: Goats have been cloned but only females] Celia + 2000 Klon vytvořen v roce 2008 – žil 2 hodiny – defekt plic _481571_mam300 Ancestor of Tyrannosaurus rex Mamuti a dinosauři?? _343702_tiger300 [ image: Last Tasmanian tiger was called Benjamin] Klon myši 16 let při -20°C nZamražené myší tělo n n nMozek vyjmutý z lebky n nIzolovaná jádra neuronů Klonování nMá nízkou účinnost nZvířata trpí vrozenými defekty nZvířata jsou náchylná k nádorovým onemocněním nZvířata se nedožívají vysokého věku n„nevysvětlitelná“ úmrtí - Matilda PROČ? nh%20lymphocyte%20x100%20c 14 Vadná reprogramace genomu klon1 klon2 nh%20lymphocyte%20x100%20c 14 nh%20lymphocyte%20x100%20c Seven-cell embryo 14 nh%20lymphocyte%20x100%20c Seven-cell embryo Seven-cell embryo The commons was told the research could hold brown Účinnost je nízká embryo_180 heart lung macrophage xray1 Defekty fatmouse Náhlá úmrtí klonů http://www.nature.com/nsu/030825/images/pigs_200.jpg Klony prasat - úhyn bez zjevné příčiny - stáří 6 měsíců 20000703clone Matilda -úhyn bez zjevné příčiny - stáří 3 roky Jak jsou klony staré? 20000703clone Dolly Telomery telomere Smrt buňky sheep 20000703clone sheep Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 20000703clone KLON Graphic, BBC &rs=41 ?tag=tuke&p=http%3A%2F%2Fwww huxportrait Aldous Leonard Huxley (1894 – 1963) Brave New World book cover Konec civilizace (1932) První údajné klonování člověka Soul - prosinec 1998 protest Cloned cell Korean Lee Bo-yon Údajný klon (embryo) Clonaid director Brigitte Boisellier Kdo chce klonovat člověka? Dr Severino Antinori defends his decision to continue his cloning plans BBC _307207_seed300 Panos Zavos AP Brigitte Boisselierová – společnost Clonaid Severino Antinori a Panayotis Zavos Richard Seed 26. 12. 2002 narodil se první lidský klon? baby Dr Brigitte Boisselier and sect leader Rael on the Breakfast with Frost programme Raëliáni – cílem je geniokracie vláda úzké skupiny géniů _39079237_defprotein_science_203 Určitě ne! nnebyly podány vědecké důkazy nklonování savců má nízkou účinnost nprimáty nelze klonovat současnými technikami nza firmou Clonaid je sekta raelinánů Bezpečnost klonování nHlavní vědecká námitka proti klonování lidí n nízká úspěšnost n vysoká zdravotní rizika n pro dítě i matku nKaždá nová technologie nese rizika n Testování léku nese rizika a n dobrovolníci je podstupují n na základě poučeného souhlasu nKlon – vznikne a nemohl projevit svou vůli Biologická bezpečnost klonování nDefekty nBiologické stáří nDélka života nOdlišnosti v délce telomer nZáhadná úmrtí klonů nU člověka – duševní zdraví klonu fatmouse ovocita_bovino Biologická bezpečnost klonování nDefekty jsou výsledek rediferenciace buněčného jádra nDva názory n 1) Povede se optimalizovat přenos jader n 2) Neúplná či defektní rediferenciace jádra je dána principem klonování a defekty nelze odstranit Nuclear transfer embryo about to be activated Biologická bezpečnost klonování nEpigenetické reprogramování jádra po klonování přenosem jader nEpigenetické změny v pohlavních buňkách probíhají měsíce či roky nV klonech musí dojít k reprogramování jádra během minut či hodin nMetylace DNA klonů je defektní 06020404 Biologická bezpečnost klonování nRudolf Jaenisch n30-50% genů v zárodku klonu má změněnou expresi nNení technika pro kontrolu správného vzoru exprese na živém embryu nNelze selektovat klony s normální expresí genu downloaddoc Nízká úspěšnost nZa současného stavu techniky přenosu jader by bylo pro narození klonu třeba n 1000 oocytů n 50 různých náhradních matek nZnamená to zásah do života 50 žen, aby byla šance na narození 1 dítěte nJaká bude role náhradních matek v životě klonu? nCo se stane, když se narodí více klonů? Kdo se o ně postará? Ian Wilmut downloaddoc Rizika tvorby klonu nVětšina biologů – rizika jsou tak velká, že opodstatňují zákaz reprodukčního klonování nWilmut a Jaenisch nPokud se někdo pokusí klonovat člověka a narodí se postižené dítě, ohrozí to celou jednu část biomedicínského výzkumu 06020404 Rizika tvorby klonu nJednou se podaří vyvinout n bezpečné techniky n srovnatelné s ART nPřinese to obrovský pokrok n do biomedicíny nBezpečnost sama o sobě není důvod pro trvalý zákaz McLaren Anne McLaren b1f92217de239712fa18cc6be6ab5570_vice_630x420 Epigenetická normalizace klonovaného embrya nWakayama et al. (2013) nKlonování 25 generací myší bez zjevných defektů nZygota (klonota) vytvořená přenosem jader vystavena inhibitoru histon deacetyláz (trichostatin A) nMechanismus účinku nejasný Rizika tvorby klonu nZastánci klonování nPokud by měla být na prvním místě absolutní bezpečnost – zastavil by se biomedicínský výzkum nTesty léků – nebezpečné n ale přínos vyváží rizika nPokud jsou však rizika při pokusech na zvířatech vysoká, klinické zkoušky nezačnou animal-testing_140x140 37 59_bb Odběr buněk pokožky Potřebuje srdeční svalovinu Pacient Terapeutické klonování Egg 37 klon1 klon2 Pokožka Oocyt Stem cell Geron Pregnant woman, bbc Embryonic stem cells in laboratory bottles Embryonální kmenové buňky blastocyst Stem cells in a laboratory Stem cells in a laboratory 13 14 49_bb Stem cell Geron chrupavka Sval kosterní Langerhansovy ostrůvky 59_bb Srdeční sval ESC Diferenciace Diferenciace Pacient Přínosy a rizika nPřínosy jsou sporné nRizika enormní K čemu by to bylo dobré? family-1 1)Kopie konkrétních jedinců 2)Děti pro neplodné a homosexuální páry 3)Dárci orgánů pro „předlohu“ 4)Nic by se nemělo jen tak zakazovat AlvordTwins nOsobnost je určena geny jen zčásti nKlon vyrůstá v jiných podmínkách nExistuje variabilita v chování klonů zvířat. Srovnatelná s mláďaty z normálního vrhu. nV důsledku epigenetických změn se budou klony lišit během života čím dál tím více Klon konkrétní osoby victim3 blue-sari-baby-face Děti pro neplodné a homosexuály n n n n nAž 20% manželských párů v ekonomicky rozvinutých zemích nemůže mít děti. Grace_ICSI2 Neplodnost ART icsi_2 Nepomůže všem Egg 37 klon1 klon2 Pokožka Vajíčko Pomohlo by klonování blastocyst Pregnant woman, bbc The case has raised the issue of 'designer babies' Thomas%20Jefferson Removing the maternal nucleus during nuclear transfer icsi_2 Nikdo nesmí nikomu upírat právo na založení rodiny zplození dětí Děti pro neplodné a homosexuály Momentální stav zákazů reprodukčního klonování nNení zákazem či omezením reprodukce nZákaz reprodukčního klonování nChrání člověka před technologií, která je drahá, neúčinná a nebezpečná. nBrání narození klonů, které by byly téměř s jistotou postiženy jak duševně tak i fyzicky. http://2.bp.blogspot.com/_iNRSQ8YPj1U/TI4_oIyRyOI/AAAAAAAAAqg/gpd678OwUng/s1600/the+island.jpg Dárci orgánů pro „předlohu“ nETIKA! nByly by buňky klonu vhodné pro léčbu „předlohy“? nOtázka času n Stihlo by se to? http://images.moviepostershop.com/clones-movie-poster-1973-1020248743.jpg Svět se bojí klonů nLidé se bojí věcí, kterých se obávat nemusejí nLidé snadno uvěří ve „spiknutí“ nLidé se nebojí věcí, kterých by se měli obávat Boys%20from%20Brazil 1 týden po zprávě o narození Dolly n90% Američanů pro zákaz klonů n67% je proti klonování zvířat n56% by odmítlo maso z klonů nVýsledek prezentace Dolly ve sdělovacích prostředcích nHysterie opadla nAverze zůstala clone_calves_feeder Schválení živočišných produktů z klonů - FDA n2007 - USA – FDA nMaso a mléko klonů skotu, koz a prasat se neliší od produktů normálních zvířat nPotomci klonů vzniklí oplozením se neliší od normálních zvířat nVeřejnost – požaduje značení n „Made from clone“ Živočišné klony - EU n2008 – EFSA nŽivočišné produkty klonů neškodí zdraví spotřebitelů nKlonování narušuje welfare zvířat n a) klonů n b) samic, které klon donosí n (giant offspring syndrome) nTvorba klonů pro produkci potravin je momentálně neetická. article-1076023-0609F71C0000044D-792_468x351 Potomci klonů nV USA – normální zvířata nV EU - ? n Požadavky, aby produkty potomků klonů prošly stejným schvalovacím řízením jako léky živočišného původu Dundee Paradise Evropský parlament 2015 Zákaz klonování hospodářských zvířat – nikoli psů a koček Zákaz dovozu potravin z klonů Zákaz chovu potomků klonů Klonování člověka nPokud bude klonování bezpečné n Bude se rozhodovat o klonování člověka na základě etických norem nNámitky n Klonování je nemorální, n protože je nepřirozené Klonování a náboženství nDestrukce spousty embryí nOtázka počátku lidského života nKlonování jako „hra na boha“ nOtázka účelu lidského života nNáboženské texty klonování neřeší nExistuje široké spektrum názorů JU2011309 Judaismus nVelká váha medicíny n souhlas s terapeutickým klonováním nReprodukční klonování nRůzné názory n 1) z náboženského hlediska bez výhrad n 2) mělo by se zakázat JU2011309 Judaismus nLidé n partneři boha n spolutvůrci světa nJe povinností měnit svět tak, aby v něm bylo méně utrpění - medicína Judaismus nMít dítě za jiným účelem než naplnit boží příkaz „Milujte se a množte se“ není neetické nNarození dítěte, které bude dárcem buněk pro nemocného přináší dvojí dobro n 1) Narození dítěte n 2) Záchrana lidského života n Bůh neměl v úmyslu nechat lidi klonovat n„Milujte se a množte se“ nikoli „Klonujte se“ steinberg Rabi Avraham Steinberg JU2011309 Judaismus nKlonování může narušit n tradiční rodinné vztahy nDítě nebude mít jasně identifikovatelné rodiče na základě judaistického práva (halacha) nKlonování nezahrnuje pohlavní akt a jako takové není přímo zakázáno předpisy, které upravují vztah muže a ženy JU2011309 Judaismus nVelké obavy z defektů klonů nObavy z přenosu somatických mutací nDefekty plodů klonů nNepřijatelné nábožensky i světsky nNepanují obavy, že by klon neměl duši nIzrael n moratorium na reprodukční klonování http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d5/Pope_Francis_in_March_2013.jpg Římsko–katolická církev nStriktně odmítá klonování nStejné argumenty jako proti n ART, antikoncepci a interupci n1) Oddělení fyzického pohlavního aktu od početí n2) Ničení embryí, která vznikají, je ekvivalentem interupce nOdmítají reprodukční i terapeutické 01_d68fb1 nHlavní protestantské církve n nPožadují moratorium na klonování dokud se nevyjasní etické otázky nNejsou v principu proti klonování, pokud je zaručena lidská důstojnost pro klon Protestantské církve 01_d68fb1 nNěkteré protestantské církve nKlonování potlačuje lidskost klonu n klon vzniká jinak, než jak to určil bůh nKlonování posouvá člověka na „šikmou plochu“ nKlonování může oživit eugeniku - omezí rozmnožování jen na určitou skupinu lidí Protestantské církve blue-mosque Islám nKorán vyzývá k zásahům, které mají za cíl léčbu. Varuje před arogancí v těchto otázkách nKorán považuje „párování pohlaví“ za universální princip a klonování jej popírá nMuslimové se obávají, že klony budou diskriminovány a mohou se stát zbožím nVětšina muslimských zemí klonování člověka zakazuje sachedina2 Islám nMezi islámem a klonováním n existují oblasti shody a rozporu nLidé - spolutvůrci světa s bohem nLidé by měli zasahovat do přírodních procesů n když to pomůže člověku nOduševnění nastává až po 40. dnu, proto není manipulace s embryi zakázána nPokud vede klonování k početí dítěte mezi manželi, nelze jej odmítat nPokud klonování nezpůsobuje újmu na zdraví a udrží si nezávislost na politických vlivech, není v rozporu s islámem Abdulaziz Sachedina University of Virginia Hinduismus nMezi hinduisty n - silná averze ke klonování nHinduističtí duchovní nKlonování n arogantní n hříšné n je to hra na boha nKlonování není potřeba nProvází jej příliš vysoké riziko 180px-Shiva 180px-Shiva Hinduismus nKlon může žít i po smrti „předlohy“ n Problém s karmou n Problém s reinkarnací nChtějí velmi jasnou regulaci klonování nTvorba legislativy - účast duchovních nNeodmítá pokrok ve vědě vedený dobrými úmysly. Pokud se věda dělá ze sobectví, lakoty a touhy pomoci, vážně naruší karmu buddha7 Buddhismus nNemají oficiální stanovisko ke klonování. Každý se učí sám. nKlonování není samo o sobě špatné nDvě základní složky života n Rupa – hmota n Nama – duchovno nKlonování manipuluje jen s hmotou nDuchovno klonu – svobodný rozvoj buddha7 Buddhismus nKlonování není v rozporu s buddhismem, dokud nikomu neubližuje nObavy ze zneužití nJaká je motivace těch, co chtějí klonovat? nKlonování narušuje přirozený stav světa a to může být nevratné. n Buddhismus nOdmítá klonování lidí nTerapeutické klonování n „opětovné nastartování n životního cyklu“ Woo Suk Hwang Woo Suk Hwang StarbuckII Dr Brigitte Boisselier and sect leader Rael on the Breakfast with Frost programme Klonování a kulturní hodnoty nKlonování vynikajících plemenných zvířat inspirovalo obavy z klonování vynikajících lidí. nKdo je VYNIKAJÍCÍ? nMuslimská konference v Dubaji: Klonovat by se měli jen ženatí muži. nRäeliání: n Klonovat by se měli lidé s nejvyšším IQ n Klonování a kulturní hodnoty n„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 PENICILLIN%20V Klonování a kulturní hodnoty nObavy: Klonování může omezit rekombinaci vloh a zablokovat evoluci člověka. nProtiargument: 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. n Psychologická stránka klonování nPsychologická stránka n Klon n Rodiče n Tvůrci nKlíčové pro případné povolení reprodukčního klonování Psychologická stránka Klon nKant: Člověk by měl přijít na svět, aby naplnil svůj vlastní život. Pokud přijde na svět n z jiných důvodů, pak je tím narušena jeho důstojnost. c0055210_21343728 Emanuel Kant (1724-1804) icsi_3 Psychologická stránka Klon nVětšina bezdětných párů si může zajistit dítě jinými prostředky než reprodukčním klonováním n IVF n dárcovství gamet n adopce n Safer cancer treatments move a step closer Psychologická stránka Klon nKlon vzniklý jako dárce buněk pro léčbu nemocného nMůže to posílit vazbu mezi klonem a „předlohou“ nAle je tu narušena kantovská zásada: n existuje účel, pro který klon vznikl nKlon může cítit frustraci z toho, že bez tohoto účelu by se nikdy nenarodil Psychologická stránka Klon nPotenciální dárci buněk pro léčbu jsou získáváni i přirozeným početím nNení objektivní důvod, proč by takto počaté dítě mělo být bráno jako méněcenné a rodiče k němu měli horší vztah nObecně je početí života pro léčbu chápáno jako problematické nŘešení - terapeutické klonování, při kterém nevzniká klon n pianist Psychologická stránka Klon nVytvoření klonu zemřelé osoby nBude klon chápat jako svůj životní úkol pokračování v životní dráze „předlohy“? n Co když klon selže? n Jak to ponese klon? n Jak to ponesou rodiče? homeplayer2 Psychologická stránka Klon nPřenášení ambicí a životních cílů na dítě se děje i bez klonování nHovoří se o „ukradené individualitě“ nIndividualita se vytváří vlastními zkušenostmi a vzpomínkami. Klon si může udržet vlastní individualitu. nRozhodující je jeho pocit. Pokud má pocit, že individualitu ztratil, je to pro něj, jako by ji ztratil skutečně. Psychologická stránka Klon nV konfrontaci s „předlohou“ může mít klon pocit ztráty individuality nPřispívá k tomu i názor lidí v okolí, kteří vidí klon „jen jako kopii“ nKlon – „život ve stínu“ n Klonování a veřejnost n2002 – USA nPro reprodukční klonování - 25% lidí nVětšina odmítajících: n Klonování je nemorální nMinimum odmítá pro nebezpečnost nMasové odmítání n založeno na emocích USA 180px-LeonKass george%20bush nPresident´s Council on Bioethics nPředseda Leon Kass nOdpor Američanů ke klonování je n „moudrá antipatie“. n I když není ničím zdůvodněný, n je hoden zřetele. un Zákaz reprodukčního klonování nMezinárodní konvence na ochranu lidského genomu nNárodní legislativa nZakázalo více než 30 zemí n2005 - OSN n zákaz jakéhokoli klonování v deklaraci, jejíž neplnění nelze postihnout sankcemi nPro – USA a katolické země nProti – Evropa – nehodlá dodržovat nIslámské země – zdržely se hlasování USA nStály za deklarací OSN nV USA není nijak regulováno nPolitici se shodují na zákazu reprodukčního klonování nPolitici se neshodují na zákazu terapeutického klonování nObavy z povolení terapeutického n byla by dostupná technika pro reprodukční george%20bush Removing the maternal nucleus during nuclear transfer Lze oddělit reprodukční a terapeutické? nPodle mnohých to lze n Reprodukční klonování n přenos embrya matce a narození klonu n n n n V počáteční fázi - stejné cloning Zákaz nebo tvrdou regulaci? nPanayotis Zavos n„Dnes může klonovat každá klinika IVF. Zákaz jen posune tyto aktivity do ilegality. Džin už utekl z láhve.“ Zákaz nebo tvrdou regulaci? nOpor 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. cells_180 Bude zapotřebí lidských klonů? Stem cell Geron Pohlavní buňky pro početí dítěte vzniknou z ESC. Léčba neplodnosti terapeutickým klonováním DSCN2153-Maasai-Woman c083 fp0265 Egg 37 klon1 klon2 Pokožka Vajíčko blastocyst Stem cell Geron Embryonic stem cells in laboratory bottles Embryonální kmenové buňky 247 9 Spermie Vajíčko c083 Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 247 Spermie z ESC blastocyst Stem cell Geron DSCN2153-Maasai-Woman Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 9 Oocyty z ESC blastocyst Stem cell Geron c083 DSCN2153-Maasai-Woman Scientist researching stem cells fp0265 247 9 Asistovaná reprodukce c083 Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 9 Vajíčka lze získat i z buněk s XY blastocyst Stem cell Geron c083 c083 Scientist researching stem cells fp0265 247 9 DSCN2153-Maasai-Woman Removing the maternal nucleus during nuclear transfer 247 Spermie lze teoreticky získat i z buněk s XX blastocyst Stem cell Geron SRY DSCN2153-Maasai-Woman DSCN2153-Maasai-Woman Scientist researching stem cells fp0265 247 9 c083 DSCN2153-Maasai-Woman Scientist researching stem cells fp0265 247 9 c083 Scientist researching stem cells 247 9 fp0265 Pohlavní buňky přímo ze somatických buněk Fetus_pig_photo mrc5large6 julangli Julang Li University of Guelph vejce17 - upr - zm Pohlavní buňky přímo ze somatických buněk 3731_web Karim Nayernia University of Newcastle 3732_web Spermie z ESC nHayashi et al n Cell 2011 Full-size image Oocyty z ESC a IPSC (Hayashi et al. Science 2012) nIndukce diferenciace ESC (IPSC) nAgregace se somatickými buňkami gonád nV rekonstituovaném „ováriu“ vznikají PGC nPo vnesení do těla myši se vyvíjejí oocyty Oocyty z ESC a IPSC n Rekonstituované ovárium GV MII 2 buněčná embrya blastocysty Oocyty z ESC a IPSC nPo IVF se narodila z oocytů mláďata n n n n nTato zvířata jsou plodná I bez klonování nás čeká „nádherný nový svět“. Brave New World book cover Genová terapie n n nZárodečná - zakázaná nSomatická -in utero -in vivo -ex vivo Zárodečná injection nGen je v každé buňce těla nJe i v pohlavních buňkách nDědí jej potomci nObavy ze ztráty kontroly nad genem nObavy z defektů vyvolaných inserční mutací Somatická newgene nGen jen v některých buňkách těla nPotomci ho nedědí Figure 1 gene4 gene5 1990 – první pokus French Anderson - USA Nedostatečná imunita – Ashanti da Silva Metody genové léčby nVirové nosiče n retroviry n adenoviry n adenoasociované viry nNevirové nosiče n liposomy, gene gun, nanočástice polymerů nBez nosičů n přímá injekce, elektroporace nrc823-f2 retroviruslarg Retrovirové vektory rud retrovirus retroviruslarg Retroviry nMalá imunitní odezva nstabilní integrace nExprese genu klesá – narušeny promotory _1908725_300playing Alain Fischer Rhys before his treatment Dr Alain Fishcher 2001 – léčba SCID 3 z 12 pacientů - leukemie nRetrovir se přednostně integruje u vysoce aktivních genů nPři léčbě ex vivo se musí buňky množit – přednostně se množí buňky, které získaly aktivací genů proliferační schopnosti nU pacientů s nevyzrálým imunitním systémem Léčba junkční dermatolysis bullosa nMutace genu pro lamin 1166480366 1166480273 1166480317 1-8De-Luca Michele de Luca Universita v Modeně Itálie robin-ali-ioo Léčba Leberovy vrozené amaurózy nDědičná choroba nVyvolána mutací genu RPE65 nSvětločivné buňky sítnice ztrácejí schopnost reagovat na světlo a předávat signály do gangliových buněk sítnice nPostupná ztráta zraku nNejprve klesá funkčnost tyčinek a pak čípků Robin Ali University College London n bj026858 bj026858 bj026858 LCA1 LCA2 Steven Howarth (18) n n n n n nVirový vektor nFunkční gen RPE65 n nPřed léčbou nVidí nejvýše pohyby své ruky n nPo léčbě nMůže číst knihy ve speciální edici s velkým písmem Genová terapie Leberovy vrozené amaurózy nRok po terapii nNení imunitní reakce na produkt genu RPE65 nUdržuje se zlepšená schopnost vidění n Vidění na světle se zlepšilo 1000krát n Vidění za šera se zlepšilo 63 000krát 08ef200794d6f7f8ea6b33002828829a_XClock_Digital_Clock_Screen_Saver fovea Genová terapie Leberovy vrozené amaurózy nOblast léčené sítnice se vyrovná citlivostí ke světlu žluté skvrně pacientů. Nedává ale tak ostrý obraz. nPacienti se naučí využívat léčenou oblast sítnice jako druhou žlutou skvrnu např. pro málo jasné objekty ve tmě. Dalton, a squirrel monkey Léčba daltonismu nBarevné vidění n červená - „dlouhovlnný“ opsin – OPN1LW n zelená – „středněvlnný“ opsin – OPN1MW n žlutá – „středněvlnný“ opsin – OPN1MW2 n modrá – „krátkovlnmý“ opsin – OPN1SW n OPN1LW a OPN1MW - tandemově na X chromozomu n Rekombinace a konverze – ztráta funkce nKotul veverovitý – většina samců a mnoho samic je barvoslepých n mutace genů OPN1LW a OPN1MW, nerozeznají červenou a zelenou Computer test for colour blindness Léčba daltonismu nVnesení genu OPN1LW do světločivných buněk sítnice nPoužita zvířata „středního“ věku nZa 20 týdnů po léčbě rozlišovali kotulové červenou a zelenou nZrakové centrum se naučilo zpracovávat informaci o barvě n n Léčba ALD 2009 nAdrenoleukodystrofie nPorucha v metabolismu tuků nNeurodegenerativní onemocnění nVázáno na X chromozom nMutace genu ABCD1 nLéčba pomocí vektoru odvozeného z HIV nPřenos do krvetvorných buněk kostní dřeně ALD Adenoviry nGenom – DNA dvouvláknová nKapsida n- 3 hlavní proteiny n- menšinové proteiny nVyvolává nachlazení nNapadá specializované postmitotické buňky nGenom vnesen do jádra adenovirus1 jessephoto 1999 - Jesse Gelsinger Na adenoviry je silná imunitní reakce nVyvíjejí se bezpečnější nosiče n„Gutless“ zbavené zcela vlastních genů Adenoasociované viry pnas_cover_illustration_0610_med_qual nGenom – DNA jednovláknová n 4680 bp – malý vir nNevyvolávají onemocnění nPro replikaci potřebují AV nBez pomocného viru je latentním provirem nAV ho může aktivovat dodatečně AAV nosič nNemá žádné vlastní geny jen koncové sekvence nDlouhá exprese nNení na něj imunitní reakce nNosiče se nezabudují ale fungují jako minichromozom http://www.mamanatural.com.mx/wp-content/uploads/2013/01/027adc2f7724126597110041b83f23ac_article.p ng První genová terapie v EU nGlybera (uniQure –NL) nPovoleno v EU - 2012 nGen pro lipoproteinovou lipázu (LPL) nDeficience LPL – 1 z milionu lidí n chylomikronémie n extrémní hladiny lipoproteinů n záněty slinivky nNízkotučná dieta Glybera nPřenos genu pro LPL pomocí AAV http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/AAV_Gene_Therapy.jpg Zinc figer nucleases ZFN zif268dna Využití „ZFN“ nZdařila se homologní rekombinace u genu IL2R gama v lidských buňkách in vitro n Účinnost n- buňky kostní dřeně 18% n - T-lymfocyty 5% nNavození mutace genu CCR5 n Navozuje odolnost vůči viru HIV-1 n Problémy nPatenty nVnesení ZNF do buněk n Používá se elektroporace n Nezralé T-lymfocyty jsou příliš křehké n Vyvíjí se vnášení pomocí lentivirů nBezpečnost n – zlomy DNA v necílových místech n - riziko nádorového bujení n RGN CRISPR/Cas9 Systém CRISPR-Cas nSynteticky připravené crRNA nCílí na specifické místo genomu nNavodí homologní rekombinaci mutace za funkční variantu genu Off-target editing nKomplementarita DNA a crRNA není udržena vytvořením n„kličky“ na cílové sekvenci DNA n„kličky“ na crRNA n http://media.eurekalert.org/multimedia_prod/pub/web/108537_web.jpg DNA Cas crRNA nKorekce mutací v buňkách nMyší model dědičného šedého zákalu nKorekce mutace genu SFTR v lidských kmenových buňkách crispr-cataract Dědičný šedý zákal Korekce genu CRISPR-Cas CRISPR - Cas Off-target editing nNové varianty Cas9 n Dosaženo minimálně 100krát nižší úrovně off-target editingu n nSoftware pro detekci rizikových míst genomu a návrhy „nerizikových“ crRNA Zárodečná genová terapie CRISPR-Cas nKorekce defektu ve nspermatogoniích na přenos do varlete příjemce Dědičný šedý zákal Genová terapie nádorů nVíce než 2/3 všech klinických zkoušek tumorPET3gliomaHSVvector GANCYCLO Cytotoxické postupy nThymidin kináza z herpes simplex viru – fosforylace nukleosidů nČlověk ji postrádá nPo injekci nosiče s HSV TK se podá abnormální nukleosid ganciclovir nPo fosforylaci se zabuduje do DNA a buňky hynou Další možnosti nCytosin deamináza n (bakteriální gen) nPodává se fungicid n 5-fluorocytosin nMění se na n 5-fluorouracyl nNaruší syntézu RNA nSmrt buněk cytosine deaminase nitroreductase nNitroreduktáza (E. coli) nMění slabé alkylační činidlo CB1954 na silné nAlkyluje DNA nSmrt buňky pow021202_6676 Narušení angiogeneze nVEGF a receptory R, R1, R3 budí růst cév nR2 váže VEGF bez účinku nVEGF – i RNA Antiangiogenní faktory nAngiostatin nEndostatin n angio Aktivace imunitního systému nDo nádoru je vnesen gen pro cytokiny nTy pomohou prezentovat antigeny rakovinných buněk imunitnímu systému nNádor likvidují T-lymfocyty cytokine Apoptotické účinky nNádory mají nefunkční signální kaskádu programované buněčné smrti - apoptózy nDodání genů pro enzymy z apoptózové kaskády n n nKaspázy nProtein p53 nRetinoblastoma protein p53 p53 Genová terapie degenerativních onemocnění nAlzheimerova choroba nGen pro NGF – zajišťuje přežití neuronů v cholinergním systému nVnášení buněk s NGF do nucleus basalis alzheimer-przekr Genová terapie Parkinsonovy choroby nTřas, pomalý pohyb, potíže s rovnováhou a chůzí, „mrznutí“ nOdumírání neuronů substantia nigra produkujících dopamin nNedostatek dopaminu vede k nadměrné aktivaci neuronů motorických center v subthalamických jádrech nPodávání dopaminu pomáhá v počátečních fázích – později nežádoucí vedlejší účinky. Parkinsons-symptoms Genová terapie - PD nAAV2 virový vektor s lidským genem GAD nInjekce do subhypothalamických jader nGAD -dekarboxyláza kyseliny glutamové – katalyzuje tvorbu GABA nGABA inhibuje neurony a uvádí do rovnováhy motorická centra Parkinson+gene+therpy+-2 2011 Druhá fáze klinických zkoušek U poloviny pacientů zlepšení motorických funkcí o 23% VEGF – kardiovaskulární choroby vegf-2_diagram vegf frankenstein Startuje s GT i genové vylepšení člověka? Genová terapie – návrat k normálu Napravuje dědičné defekty Léčí nádorová onemocnění Léčí degenerativní onemocnění nat_bubbleboy5 _1908725_300playing Nemoc Zdraví n – – n superman Genové vylepšení – posun za hranice normálu Takto vypadá „přirozený“ stav při nákaze tetanem clostridium a5 Clostridium tetani nI v zemích s rozvinutou medicínou umírá n30 % nakažených lidí nOčkováním se dostáváme za hranici „normy“ ibc_kenya_tet230 Co je „nemoc“? nMalá postava? nNeplodnost? nPlešatost? baldness,0 napoleon_orig Nikdo není dokonalý. Tak proč nebýt lepší? Caplan_copy Proč si nevylepšit smysly, paměť, imunitu, metabolismus? Nobody's_perfect Arthur Caplan University of Pennsylvania Hpic Plastická chirurgie pro kosmetické účely Využití medicíny pro vylepšení člověka fgfs-screen-010 10 donepezil nPři testech zlepšoval výkon pilotů při krizových situacích na trenažéru Donepezil – lék na Alzheimerovou chorobu attention_deficit_disorder_kid Ritalin – lék na poruchy pozornosti a hyperakvititu Student ADHD drugs ... Sydney doctor says giving Ritalin to under-6s is widely accepted.. ABC News Online nV USA ho užívají 2,1 milionu n zdravých studentů středních n a vysokých škol nPomáhá při soustředění ritalin modafinil Kelli%20White%2001 nLék užívaný při narkolepsii nSportovní doping nArmáda – potlačení ospalosti nTesty – vyšší duševní výkonnost Modafinil bodyb test_gel nPůvodně pro muže s hormonálními poruchami nDnes ho ve formě náplastí a gelů užívají jen v USA 2 miliony zdravých mužů pro kompenzaci přirozeného poklesu testosteronu ve vyšším věku n30% uživatelů ve věku 18- 45 let Testosteron Vnesením nových genů nOdolnost vůči nAIDS nmalárii nrakovině nchorobám srdce abalaka-tbc 11764 BXMediaOne127740file Sport - hlavní pole pro start genového vylepšení hs0518track weightlifter AOUITA_Said_1988_GH_L nSaid Aouita n1984 nNový světový rekord v běhu na 5000 m nČas zlepšen no 0,01 sec ntj. o 0,000013% n n 10471 10393 Sport je zajímavý až za hranicemi lidských možností meteo dollars Ve hře jsou nPeníze nSláva nCtižádost nOsobní ambice dv_to_getty_753523_0 index_04 Ať to stojí, co to stojí nTim Montgomery: n„Kdybych vyhrál zlatou olympijskou medaili, tak to stálo za to, i kdybych za cílovou čárou umřel.“ jessephoto everest-dawn Odolnost k námaze Delší varianta genu ACE Click For Small photo tergat Zvýšení exprese genu PPAR-delta Myši uběhnou do vyčerpání dvakrát větší vzdálenost. Myostatin nebo IGF1 RonColeman3 q10-1_myostatinmice sumo mouse 1463_1 Geny pro ukládání tuku Tělem produkované látky nelze odhalit Y-rhEPO 0,1886,2001905,00 cunego View%20of%20Athens%20from%20Acropolis fx_podium story n„Olympiáda v Athénách byla poslední, kde ještě medaile nebrali geneticky dopovaní sportovci.“ photo Lee Sweeney: Dilemma Velké dilema nDělat nebo nedělat? nZkoušet nebo nezkoušet? nZkoumat nebo nezkoumat? Image8 Zárodečná genová terapie n n nGenetická změna – dědičná nGregory Stock: „Otázka nestojí, jestli budeme geneticky zasahovat do dědičné informace pohlavních buněk člověka, ale kdy s tím začneme.“ Gregory Stock UCLA Editace genomu embryí nČína 2015 - první editace genomu embryí pomocí CRISPR-Cas9 nPříliš mnoho necílových změn nKonference v Napa Valley nVýzkum editace genomu lidských embryí musí pokračovat nKlinické testy jsou za stávajícího stavu nepřípustné Otázka už nezní: „Jestli?“ https://images.theconversation.com/files/247539/original/file-20181127-76764-1679rlk.jpg?ixlib=rb-1 .1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip n nZnáme odpovědi: nKde? V Číně nKdy? 2018 nKdo? He Jiankui nKomu? Nana a Lulu Výsledek obrázku pro west nile virus Odolnost k HIV? nReceptor CCR5 nMutace delta 32 nOdolnost k HIV 1 nZvýšená náchylnost k West Nile virus nKomplikace při chřipce CCR5+membrane1.png Výsledek obrázku pro behind bars Hůř už to nešlo nNana – odolnost nejasná nLulu – odolnost vyloučena n nZfalšované povolení etické komise nMylné informace dobrovolníkům nPorušení čínských zákonů n nMotivem sláva a zisk. Trest smrti? Craig Mello 01.JPG Je Čína „black box“? nKolektivní prospěch nad zájmy individua nObrovská konkurence – snaha prosadit se n za každou cenu nMnoho západních vědců o tom vědělo n n Craig Mello Nobelova cena 2006 Lze to zastavit? nNIKOLI n nPříklady: nAtomová bomba nRekombinantní DNA nLidské IVF 09634-cover3-berg.jpg Výsledek obrázku pro Robert edwards Paul Berg Robert Edwards https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1a/Leo_Szilard.jpg/800px-Leo_Szilard.jpg Leó Szilard Výsledek obrázku pro george daley harvard Lze to zastavit? n„We need translational pathway.“ n n n n n n2nd International Summit on Human Genome Editing University Hong Kong 2018 n n n George Daley Harvard Zárodečná genová terapie nMá vyznavače i odpůrce nZastánci – přeruší se dědění chorob nOdpůrci – není třeba, stačí PGD Human cleavage stage embryo from which a single blastomere with a single visible interphase nucleus is being removed by micromanipulation. injection X mario_capecchi_2003 Je GT bezpečná? nRiziko inzerčních mutací nu GM myší n defekty oka, ucha, čichu, náchylnost k nádorům n defekty se mohou objevit až po několika generacích nCapecchi: „celotělová somatická GT“ n Využití umělých chromozomů n Ponesou nové geny n Bude u nich možné indukovat externím signálem ztrátu centromer n Nebudou předávány při mitóze a meiozi n Nebudou se dědit Mario Capecchi smallpx Hrajeme si na bohy? nZe hry na boha a zasahování do přirozeného běhu věcí byl viněn např. objevitel očkování proti neštovicím Edward Jenner Edward Jenner (1749 – 1823) JeremyR Může být genová terapie zneužita? nJeremy Rifkin: Zásahy do dědičné informace nastolí nerovnost biologickou, ekonomickou a sociální. Jeremy Rifkin Protiargument nNikdo nezakazuje ani léky pro hyperaktivní děti ani plastickou chirurgii. Tak proč zakazovat genovou terapii? ADHD drugs ... Sydney doctor says giving Ritalin to under-6s is widely accepted.. ABC News Online 20050115-inspired_by_gogh-6 Které dědičné vlastnosti a znaky jsou dobré? nAlely genů mají pleiotropní účinky nMutace CCR5 chrání před AIDS, ale zvyšuje riziko západonilské horečky nSrpková anemie zvyšuje odolnost k malárii, ale homozygoti umírají nGeny pro bipolární poruchu a umělecký talent Známe všechny funkce genů, které bychom měnili? nLidský genom má 23 500 genů nNeznáme funkce všech nNeznáme interakce genů nNeznáme význam míry exprese genů nBMP4 – růst kostí, indukce apoptózy, diferenciace epidermu i nervové tkáně nZáleží na podmínkách sport_child_swimming3 Mají rodiče právo měnit genotyp svých dětí? nGenotyp dítěte je výsledkem náhodné kombinace genů rodičů nVolbou určitých alel se předurčuje osud dítěte a jeho individualita n zúžené spektrum n posunuté spektrum n rozšířené spektrum 1-3-5-1-4-2-1-1-1-0-0 Mají rodiče právo měnit genotyp svých dětí? nSpolečnost může definovat „optimum“ n vzhledu, inteligence, zdraví apod. n Kdo tomu neodpovídá – méněcenný nJaké bude postavení postižených? nNelze zabránit dědičným chorobám n Achondroplasie – 7 z 8 případů je výsledek „de novo“ mutace ve spermii n Každý z nás nese několik recesivních alel pro dědičná postižení galton Hrozí eugenika? nEugenika – počátky na konci 19. stol. nCílem je vytvoření zdravější populace n plození dětí vybranými rodiči n bezdětnost „méněcenných“ nVrchol - 1. polovina 20. stol. nNejen nacistické Německo, ale i další země, např. Británie, USA Francis Galton Rodina Killikaků kallikak 1 Deborah Killikaková Upravené foto 250px-Henry_H Henry H. Goddard 1866-1957 Vrátí zárodečná GT eugeniku? nVětšina vědců, kteří jsou zastánci zárodečné GT, nemají zájem na eugenice nNěkteré rasistické skupiny apod. mají zájem o zárodečnou GT David_Duke David Duke, National Director Ku Klux Klan 7 Theodosius Dobzhansky n„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.“