Kloneren: toepassingen bij de mens 1

Bijzonder onderwerp
Geraedts en De Wert: Kloneren 1
Kloneren:
toepassingen bij de mens 1
J.P.M. Geraedts1
G.M.W.R. de Wert2
Technische aspecten*
De geslaagde kloneringsexperimenten bij zoogdieren als schaap en muis hebben geleid tot speculaties
over klinische toepassing bij de mens. Kloneren kan door kerntransplantatie en door embryosplitsing.
Bij kerntransplantatie ontstaat geen genetisch volledig identiek individu omdat het mitochondriaal
DNA afkomstig is van de eiceldonor. Embryosplitsing is op te vatten als het kunstmatig totstandbrengen van een eeneiige meerling. Toepassingsmogelijkheden van kloneren zijn er bij de mens in het
kader van voortplanting (behandeling van paren met subfertiliteit, met genetische problemen of met
een ‘replicamotief’), transplantatie van genetisch identiek weefsel, en wetenschappelijk onderzoek.
Samenvatting
Trefwoorden:
• Genetica
• Klonen
Uit 1de Vakgroep Moleculaire Celbiologie en Genetica
GERAEDTS JPM, WERT GMWR DE. Kloneren: toepassingen bij de mens 1. Technische aspecten. Ned Tijdschr Tandheelkd 2001;
108: 145-150.
en 2het Instituut voor
Gezondheidsethiek van de
Universiteit Maastricht.
Inleiding
De in februari 1997 gepubliceerde geboorte van het
schaap Dolly betekende een wetenschappelijke doorbraak (Wilmut et al, 1997). Voor het eerst was het mogelijk gebleken een volwassen zoogdier te kloneren.
Daarmee was aangetoond dat de kernen van lichaamscellen van volwassen dieren nog totipotent kunnen
zijn. Een jaar later werd een succesvolle herhaling van
het kloneringsexperiment bij de muis gerapporteerd.
Het resulteerde in de geboorte van meerdere gekloneerde dieren, die op hun beurt ook weer gekloneerd
konden worden (Wakayama et al, 1998).
Sinds de geboorte van Dolly wordt er opnieuw
gespeculeerd over toekomstige toepassingen bij de
mens. De discussie te onzent concentreert zich op het
reproductief kloneren van, al dan niet overleden, kinderen en volwassenen door middel van kerntransplantatie. Andere mogelijke toepassingen bij de mens,
waaronder het kloneren van preïmplantatie-embryo’s,
zijn in de discussie onderbelicht gebleven (De Wert,
1998). In dit artikel geven wij een overzicht van technische aspecten van de mogelijke toepassingen van kloneren bij de mens. In het volgende artikel passeren de
ethische aspecten de revue (De Wert en Geraedts, 2000;
2001).
Kloneren en klonen
Onder het begrip ‘kloneren’ kunnen de handelingen
worden verstaan die leiden tot (a) het ontstaan van één
of meer individuen, uitgaande van de celkern van een
individu als bron van het genetisch materiaal, waarbij
de verkregen individuen genetisch identiek of vrijwel
identiek zijn aan het oorspronkelijke individu. De celkern kan daarbij ook afkomstig zijn uit een zeer vroeg
embryonaal ontwikkelingsstadium; (b) het verkrijgen
van twee of meer genetisch identieke individuen door
middel van embryosplitsing, waarbij uitgegaan wordt
Ned Tijdschr Tandheelkd 108 (2001) april
van intacte cellen in plaats van celkernen (Commissie
Dierproeven, Transgenese en Biotechnologie, 1998).
Embryosplitsing wordt voorafgegaan door (eventueel medisch geassisteerde) geslachtelijke voortplanting. Kloneren door middel van kerntransplantatie is
een vorm van ongeslachtelijke voortplanting, waarbij
een kern van een ‘donorcel’ wordt getransplanteerd
naar een eicel waaruit de kern is verwijderd. Als de
donorcelkern afkomstig is van hetzelfde individu als
de ontvangende eicel, is er sprake van een echte kloon.
Als de celkern en de eicel van verschillende individuen
afkomstig zijn, worden eveneens de begrippen ‘kloon’
en ‘kloneren’ gebruikt. Strikt genomen is dat onjuist
omdat de mitochondria van het toekomstige individu
afkomstig zijn van de ontvangende eicel, en daarmee
ook het DNA dat in mitochondriën zit.
Het mitochondriale DNA is zeer klein (ongeveer
16.500 basenparen), vergeleken bij het kern-DNA (3
miljard basenparen). Het grote verschil tussen beide
typen DNA is het aantal kopieën dat aanwezig is in een
normale eicel op het moment van de bevruchting. De
rijpe oöcyt bevat enige honderdduizenden mitochondria, die elk gemiddeld 10 DNA-moleculen bevatten.
Ongeveer een derde van het DNA van de eicel is aanwezig in de mitochondria. Deze kunnen allemaal hetzelfde type DNA bevatten (homoplasmie) of verschillende
typen (heteroplasmie). Deze verschillende typen kunnen het gevolg zijn van onschuldige varianten, maar
kunnen ook berusten op mutaties (Lightowlers et al,
1997). Dit betekent dat eeneiige tweelingen en dus ook
door embryosplitsing verkregen klonen genetisch niet
geheel identiek hoeven te zijn waar het gaat om het
mitochondriale DNA. Aan elk van de individuen kunnen verschillende percentages normale en polymorfe
of gemuteerde mitochondria zijn doorgegeven.
Als de kern afkomstig is van een vroeg embryonale
cel, zal de ontstane ‘kloon’ niet identiek kunnen zijn
aan een reeds bestaand individu, vanwege dit mitochondriale DNA. De kloon is evenmin identiek aan één
van de ouders van het embryo daar het embryo is ont-
*Met toestemming van het
Nederlands Tijdschrift voor
Geneeskunde overgenomen
publicatie: Geraedts JPM,
Wert GMWR de. Kloneren:
toepassingen bij de mens. I.
Technische aspecten. Ned
Tijdschr Geneeskd 2000;
144: 921-926.
Adres:
Prof.dr. J.P.M. Geraedts
Universiteit Maastricht
Postbus 616
6200 MD Maastricht
145
Geraedts en De Wert: Kloneren 1
staan uit een eicel en een zaadcel en dus kenmerken
van beide ouders draagt.
Kloneren door middel van kerntransplantatie
De eerste kerntransplantaties bij een gewerveld dier
werden in 1952 uitgevoerd bij de luipaardkikker door
de Amerikaanse onderzoekers Briggs en King (1952). Zij
verwijderden de kern uit een eicel en injecteerden hierin vervolgens een kern van een vroeg embryonale cel.
Het zo totstandgekomen embryo bleek in staat uit te
groeien tot kikkervisje.
De eerste kerntransplantatie-experimenten bij
zoogdieren werden uitgevoerd bij konijnen. De
embryo’s die waren ontstaan door transplantatie van
embryonale celkernen ontwikkelden zich slechts gedurende 4 dagen. Na ongeveer 10 jaar pakte Willadsen de
draad weer op (Willadsen, 1986); hij had meer succes
bij schapen. Hij toonde aan dat het mogelijk was klonen te produceren door een cel die ontstaan was door
klievingsdeling, te fuseren met een ontkernde ontvangeroöcyt, ook wel cytoplast genoemd. Bij kerntransplantatie wordt de kern verwijderd uit een eicel. Vervolgens wordt de diploïde kern van de donorcel in de
ontvangeroöcyt geïnjecteerd. Ten gevolge van de fusie
wordt de donorkern zodanig gereprogrammeerd dat
de aldus gevormde cel zich op dezelfde manier kan ontwikkelen als een bevruchte eicel (afb. 1).
In het begin van de jaren negentig werd duidelijk
dat het succes van de kerntransplantatie (mede)
bepaald wordt door het stadium van de celcyclus waarin de kern van de donorcel zich bevindt. Slechts uit 1
van de 29 embryo’s die in het Dolly-experiment ontAfb. 1. Schematische
weergave van kloneren
door middel van celkerntransplantatie.
Afb. 2. Schematische
weergave van kloneren
door middel van embryosplitsing.
stonden uit 277 transplantaties van uiercelkernen,
ontwikkelde zich een levend geboren lam: Dolly (Wilmut et al, 1997). Bij het muizenexperiment werden kernen van cumuluscellen (de voedingscellen van de eicel
in de follikel) gebruikt. In een grote reeks experimenten bedroeg het slagingspercentage 2 tot 3 (Wakayama
et al, 1998).
De mens onderscheidt zich van de meeste dieren,
inclusief de proefdieren en de landbouwhuisdieren,
door een minder efficiënte voortplanting. Daarom zal
celkerntransplantatie bij de mens naar verwachting
nog minder efficiënt verlopen dan bij de gepubliceerde
schapen- en muizenexperimenten. Een van de factoren
die de efficiëntie van celkerntransplantatie bij de mens
nadelig zullen beïnvloeden, is de noodzaak te kunnen
beschikken over grote aantallen ontvangeroöcyten van
goede kwaliteit. Door de enucleatie wordt namelijk
niet alleen de kern, maar ook een deel van het cytoplasma verwijderd, hetgeen de ontwikkelingscapaciteit
niet ten goede komt. Gelet op het succespercentage van
celkerntransplantatie bij het schaap en de muis zouden er bij de mens per behandeling meer oöcyten
nodig zijn dan doorgaans tijdens de reguliere in-vitrofertilisatie (IVF) door ovariële hyperstimulatie verkregen kunnen worden. Dergelijk gebruik van oöcyten
van een patiënte die behandeld wordt vanwege
onvruchtbaarheid reduceert haar kansen op een zwangerschap en is derhalve problematisch. Dit probleem
zou kunnen worden opgelost indien de claim dat door
nauwkeurig onderzoek van de geaspireerde follikelvloeistof grote aantallen onrijpe follikels kunnen worden verkregen, valide blijkt (Wu et al, 1998).
Het omzeilen van de geslachtelijke voortplanting
door voor de transplantatie gebruik te maken van min
2
1
zaadcel
celkerndonor
eicel
eiceldonor
kweek van
lichaamscellen
eicel
zygote
remming
celcyclus
klievingsdelingen
enucleatie
spitsing
transplantatie
kern naar
‘lege’ eicel
versmelting
klievingsdelingen
draagmoeder
146
draagmoeder 1
draagmoeder 2
Ned Tijdschr Tandheelkd 108 (2001) april
Geraedts en De Wert: Kloneren 1
of meer gedifferentieerde celkernen houdt risico’s in.
Bij de geslachtelijke voortplanting worden namelijk
van sommige genen de allelen van de ene ouder wel en
van de andere niet gemethyleerd. Gemethyleerde
genen zijn meestal niet actief. Hierdoor ontstaat een
ouderspecifiek patroon van genexpressie. Abnormaliteiten van dit proces na klonering door kerntransplantatie kunnen leiden tot foetale overgroei en aangeboren afwijkingen (Gordon, 1994; Bestor, 1998; Kato et al,
1998; Young et al, 1998; Renard et al, 1999).
Behalve door zijn minder efficiënte voortplanting
onderscheidt de mens zich ook door zijn lange levensduur van de meeste zoogdieren. Door deze eigenschap
zullen de risico’s van het kloneren van volwassen mensen waarschijnlijk ongunstig afsteken tegen die bij de
soorten waarbij met celkerntransplantatie al ervaring
is opgedaan. Deze risico’s betreffen met name telomeerverkorting en accumulatie van DNA-mutaties in
oudere donorcellen.
Telomeerverkorting treedt op na iedere celdeling
en resulteert in een beperkte overblijvende delingscapaciteit. Bij het gebruik van een volwassen cel als bron
van een te transplanteren kern kunnen dan ook de ontwikkelingscapaciteit van het aldus ontstane embryo en
de levensverwachting van het kind in het geding zijn.
Overigens speelt dit risico waarschijnlijk niet als men
de kern van stamcellen zou gebruiken. Deze cellen
bezitten immers het enzym telomerase, dat ervoor
zorgt dat de uiteinden van de chromosomen op de
gewenste lengte blijven (Greaves, 1996).
In oudere donorcellen heeft accumulatie plaatsgevonden van DNA-mutaties. Transplantatie van een
kern uit een dergelijke cel geeft niet alleen een grotere
kans op vroegtijdige veroudering, maar ook een toegenomen risico op het ontstaan van kanker (Vogel en
Motulsky, 1997)
Ten slotte is er nog een risico dat bij elke transplantatie een rol kan spelen. Dit betreft de transmissie van
een infectieziekte die afkomstig is van de donorcel.
Deze opsomming van risico’s is zeker niet volledig;
duidelijk is wel dat er nog veel onderzoek nodig is naar
de efficiëntie en de risico’s van kerntransplantatie
voordat er vanuit medisch-biologisch gezichtspunt
sprake zou kunnen zijn van een verantwoorde toepassing bij de menselijke voortplanting. Dit geldt ook
indien men via celkerntransplantatie menselijke
preïmplantatie-embryo’s zou willen kloneren. Al zijn
de risico’s van telomeerverkorting en accumulatie van
DNA-schade niet aan de orde wanneer men zeer jonge
kernen zou transplanteren, de suggestie van Edwards
en Beard dat deze techniek veilig is, is prematuur
(Edwards en Beard, 1998).
het moment dat onmiddellijk voorafgaat aan de innesteling. Het embryo bevindt zich dan in het zogenoemde blastocyststadium. Hieruit kunnen twee afzonderlijke embryo’s ontstaan door insnoering van de interne
celmassa, al dan niet in combinatie met de trofoblast
(Cohen et al, 1990).
Embryosplitsing (afb. 2) in een eerder stadium is de
klassiekste methode voor het kloneren van gewervelde
dieren en is voor het eerst toegepast door Spemann in
1902 (Spemann, 1938). Hij gebruikte een haar van zijn
pasgeboren zoontje om een 2-cellig salamanderembryo in tweeën te splitsen. Willadsen heeft voor het
eerst in 1979 een zoogdierembryo gesplitst. Met het
toepassen van embryosplitsing is nadien veel ervaring
opgedaan bij landbouwhuisdieren. Hieruit is gebleken
dat beide blastomeren van het 2-cellige embryo bij het
schaap en het rund de capaciteit hebben zich volledig
normaal te ontwikkelen. De ontwikkelingscapaciteit
van individuele blastomeren is echter vanaf het 8-cellig
stadium zeer beperkt (Gordon, 1994). Bij dieren is de
efficiëntie van embryosplitsing op dit ogenblik beduidend groter dan die van kerntransplantatie. Bovendien
zijn de risico’s vermoedelijk kleiner. Om deze redenen
heeft embryosplitsing vooralsnog de voorkeur boven
kerntransplantatie (Gordon, 1994).
Over de effectiviteit van embryosplitsing bij de
mens bestaat twijfel (Jones et al, 1994). Zo is wellicht de
levensvatbaarheid van de aldus ontstane embryo’s
geringer. Dat zou vooral het geval kunnen zijn als er na
IVF slechts één embryo beschikbaar is – hetgeen een
aanwijzing kan zijn voor een slechtere kwaliteit. Andere onderzoekers achten deze scepsis voorbarig (Cohen
en Tomkin, 1994). Overigens lijken sommige onderzoekers op termijn meer te verwachten van embryoklonering door middel van (een verder geperfectioneerde)
celkerntransplantatie (Gosden, 1999). Nader (preklinisch) onderzoek zou over deze vragen uitsluitsel kunnen geven.
Wat hier ook van zij, een aantal van de toepassingen
die met kerntransplantatie binnen bereik kunnen
komen, kan op voorhand niet worden gerealiseerd
door middel van embryosplitsing.
Toepassingsmogelijkheden klonering bij de mens
Bij de beschrijving van de toepassingsmogelijkheden
van klonering bij de mens is het noodzakelijk enige
ordening aan te brengen. In de tabel zijn de verschillende motieven en omstandigheden uitgezet tegen de
technische mogelijkheden. Hieruit komen 3 motieven
voor toepassing naar voren, te weten voortplanting,
therapie en wetenschappelijk onderzoek.
Kloneren door middel van embryosplitsing
Voortplanting
Natuurlijke eeneiige tweelingen ontstaan door spontane embryosplitsing. Dit fenomeen kan zich ook voordoen na kunstmatige voortplanting door middel van
IVF en intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI). De
grote meerderheid van deze tweelingen ontstaat op
Ned Tijdschr Tandheelkd 108 (2001) april
Er zijn in theorie 3 groepen toepassingen te onderscheiden: bij de behandeling van subfertiliteit, bij
genetische problematiek of vanwege het zogenaamde
‘replicamotief’. De wens tot klonering bij de behande147
Geraedts en De Wert: Kloneren 1
Motieven en omstandigheden van kloneren bij de mens, uitgezet ten de
technische mogelijkheden.
Motief/omstandigheid
Celkerntransplantatie1
Embryosplitsing2
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
Therapie/transplantatie
+
-
Wetenschappelijk onderzoek
+
+
Voortplanting
Replicamotief
‘Vervangen van overleden kind
Identieke broer/zus als orgaandonor
Kopiëren van volwassene
Bij onvruchtbaarheid
Steriele man en vrouw
Man met azoöspermie
Lesbisch paar
Vermeerderen IVF-embryo’s
Genetische problemen
Beide ouders homozygoot of
‘compound’-heterozygoot
Mitochondriale aandoening
Vermeerderen van PGD-embryo’s
IVF = In-vitrofertilisatie; PGD = Preïmplantatiegenetische diagnostiek.
1
Met als resultaat een of meerdere klonen na ongeslachtelijke voortplanting.
2
Met als resultaat identieke meerlingen na geslachtelijke voortplanting.
ling van onvruchtbaarheid zou zich bijvoorbeeld kunnen voordoen bij een paar waarvan de man niet in staat
is om zaadcellen te vormen, terwijl zij donorinseminatie als alternatief afwijzen. Ook zou het kunnen gaan
om twee infertiele partners. In al deze gevallen zal
gebruikgemaakt dienen te worden van transplantatie
van een somatische celkern. Een andere (eveneens
vooralsnog theoretische) toepassing is embryoklonering bij de reguliere IVF of ICSI. Dit wordt wel geopperd
met het oog op het vergroten van de succeskans of het
beperken van de belasting van de behandeling. Deze
toepassing zou volgens sommigen vooral interessant
kunnen zijn wanneer slechts één embryo beschikbaar
is voor terugplaatsing. De kans op zwangerschap is dan
immers gering. Ook wanneer er voldoende embryo’s
beschikbaar zijn, zou men deze kunnen vermenigvuldigen om er een aantal te kunnen invriezen voor eventueel gebruik in een volgende cyclus. Zo kan een herhaling van de hormoonbehandeling worden voorkómen.
De vermenigvuldiging van de embryo’s kan in theorie
door zowel embryosplitsing als kerntransplantatie
plaatsvinden.
Een van de weinige toepassingen vanwege genetische problematiek die in theorie in aanmerking zouden kunnen komen, betreft een man en een vrouw die
beiden homozygoot of zogenaamd ‘compound’-heterozygoot zijn voor dezelfde recessieve aandoening (een
persoon die compound-heterozygoot is heeft 2 allelen
met verschillende mutaties op één chromosoomlocus).
Alle kinderen zullen dan eveneens de betreffende aandoening krijgen, tenzij kiembaangentherapie zou worden toegepast door genetisch gemodificeerde celkernen te transplanteren.
Ook voor het voorkómen van de transmissie van
mitochondriale aandoeningen zou klonering kunnen
worden ingezet. Draagsters van mitochondriale aan148
doeningen hebben een grote kans op het krijgen van
kinderen met ernstige aandoeningen (onder meer
neuromusculaire ziekten en cardiomyopathie). Door
celkerntransplantatie naar een ontkernde oöcyt zou
men kunnen bereiken dat het toekomstige kind wel
het kern-DNA van de toekomstige moeder erft, maar
niet het gemuteerde mitochondriale DNA. In theorie
zijn de volgende varianten denkbaar, die niet alle als
vorm van kloneren mogen worden beschouwd (De
Wert, 1999):
• Transplantatie van de kern van een onbevruchte
eicel;
• Transplantatie van de pronuclei van een bevruchte
eicel;
• Transplantatie van de kern(en) van een of meer blastomeren;
• Transplantatie van de kern(en) van een of meer
embryonale stamcellen.
Bij de eerste twee opties ontstaan er geen klonen, dat
wil zeggen genetisch identieke organismen of individuen. De derde en de vierde toepassing zijn wel voorbeelden van embryoklonering.
Onlangs is geopperd om na te gaan of men, indien
na preïmplantatiegenetische diagnostiek slechts één
embryo geschikt is gebleken, door celkerntransplantatie het aantal embryo’s en de kans op zwangerschap
zou kunnen vergroten (Wolf, 1997).
Bij het replicamotief tenslotte is het doel het repliceren van een bestaand individu dan wel diens
genoom, vooral of uitsluitend om een eigenschap of
talent van dat individu in stand te houden (Beaufort,
1998). De wens van de aanstaande ouders kan berusten
op niet-medische motieven, maar ook op de behoefte
aan een genetisch identiek kind, dat als een ideale
donor van bijvoorbeeld beenmerg of nier zou kunnen
optreden. Het replicamotief kan ook een rol spelen bij
het ‘vervangen’ van een overleden kind.
Therapeutische toepassingen
Kloneren kent in principe ook niet-reproductieve toepassingsmogelijkheden, die niet gericht zijn op de
geboorte van een genetisch identiek individu, en evenmin onbedoeld daartoe kunnen leiden. De aandacht
gaat vooral uit naar het zogenaamde ‘therapeutisch
kloneren’, dat is gericht op het verkrijgen van cellen en
weefsels voor transplantatiedoeleinden (Gurdon en
Colman, 1999).
De procedure zou globaal als volgt zijn: men ontkernt om te beginnen enkele somatische cellen van een
patiënt die een transplantaat nodig heeft. De kernen
worden getransplanteerd naar ontkernde eicellen.
Men kweekt de aldus ontstane embryo’s, die genetisch
identiek zijn aan de beoogde ontvanger van het transplantaat, door tot in het blastocyststadium (het
embryo is dan ongeveer 5 dagen oud). Uit de interne
celmassa van de embryo’s isoleert men de zogenaamde
embryonale stamcellen. Door een gecontroleerde
in-vitrodifferentiatie van deze cellen kunnen vervolgens de benodigde weefsels ontstaan, die volledig idenNed Tijdschr Tandheelkd 108 (2001) april
Geraedts en De Wert: Kloneren 1
tieke weefselantigenen hebben en daardoor optimaal
geschikt zijn voor transplantatie naar de kerndonor
annex patiënt.
Deze toepassing wordt gezien als de meest belovende van kloneren hij de mens. Vooralsnog staat therapeutisch kloneren in de kinderschoenen. De diverse
stappen in het proces zijn ieder op zich complex, en
omgeven met vele medisch-technische vragen die
nader onderzoek vergen.
Inmiddels is gerapporteerd dat humane embryonale stamcellen konden worden verkregen uit gedoneerde IVF-embryo’s. De pluripotentie van deze cellen bleek
uit hun vermogen trofoblastcellen en weefsels van
zowel endodermale, mesodermale en ectodermale oorsprong te vormen. Na maanden kweek waren de karyotypen nog steeds normaal. De telomeraseactiviteit was
hoog (Thomson et al, 1998). Volgens sommigen zijn
aan het gebruik van embryonale stamcellen risico’s
verbonden. Deze cellen hebben de neiging chromosoomafwijkingen te accumuleren wanneer ze in kweek
worden gehouden (Balling, 1997).
Bij dit alles is het goed om op te merken dat somatische stamcellen binnen afzienbare tijd een reëel
alternatief kunnen zijn voor het gebruik van embryonale stamcellen en daarmee therapeutische klonering
wellicht overbodig zullen maken (De Wert en Geraedts,
2000; 2001).
Wetenschappelijk onderzoek
Kerntransplantatie komt neer op het reversibel maken
van het differentiatieproces waarvan lang is aangenomen dat het irreversibel zou zijn. De differentiatie kan
ook bestudeerd worden door embryonale stamcellen
in vitro aan te zetten tot dit proces. Niet alleen de
(epi)genetische veranderingen die met differentiatie
gepaard gaan, kunnen zo bestudeerd worden, ook de
ermee samenhangende risico’s van de kerntransplantatie vragen om opheldering. Onderzoek bij proefdieren kan hier slechts voor een partieel antwoord zorgen.
Zou men bepaalde toepassingen van reproductief
kloneren bij de mens overwegen, dan moet men zich
realiseren dat adequaat onderzoek naar de fundamentele aspecten van bijvoorbeeld genomische imprinting
of cellulaire veroudering vanwege de soortspecifieke
aspecten in laatste instantie ook preklinisch onderzoek met humane embryo’s vergt.
In proefdieronderzoek wordt de kloneringstechniek geprefereerd boven meer traditionele fokmethoden vanwege de mogelijkheid in korte tijd grote aantallen genetisch identieke dieren te doen ontstaan, wat
het mogelijk maakt een experimentele groep met een
volledig identieke controlegroep te vergelijken. Een
analoge situatie doet zich voor bij onderzoek met
humane embryo’s. Embryo’s die door geslachtelijke
voortplanting zijn ontstaan, zijn genetisch heterogeen. De door klonering ontstane identieke embryo’s
zijn vanuit deze oogpunten te prefereren.
Embryosplitsing kan in principe niet alleen
plaatsvinden in het kader van preklinisch onderzoek
Ned Tijdschr Tandheelkd 108 (2001) april
naar de bruikbaarheid van deze techniek voor bijvoorbeeld de reguliere IVF, maar ook ten behoeve van fundamenteel onderzoek naar de totipotentie van individuele blastomeren.
Conclusie
De meeste toepassingen van kloneren bij de mens vergen kerntransplantatie. Voorzover het gaat om toepassingen in het kader van de voortplanting, kleven aan
deze methode vooralsnog echter aanzienlijk meer problemen dan aan embryosplitsing, zowel wat betreft de
efficiëntie als de risico’s. Een oplossing voor de meeste
van deze problemen zal vermoedelijk nog geruime tijd
op zich laten wachten. Reproductief kloneren door
middel van embryosplitsing zou onder omstandigheden daarom al eerder en met minder technische problemen kunnen worden toegepast. Een aantal toekomstige niet-reproductieve toepassingen van kloneren bij
de mens, in het bijzonder voorzover die gericht zijn op
het verkrijgen van geschikte transplantaten, is potentieel van groot belang voor de kliniek. In het volgende
artikel gaan wij in op de ethische aspecten van kloneren bij de mens (De Wert en Geraedts, 2000; 2001).
Literatuur
• BALLING R. Transgenic technology as a tool. In: Thorogood P, editor. Embryos, genes and birth defects. New York: Wiley, 1997.
• BEAUFORT I DE. Genen deels hetzelfde. Over het kloneren van mensen. Johanna Bijtelleerstoel Groningen. Groningen: Rijksuniversiteit Groningen, 1998. Openbare les op 8 oktober 1998.
• BESTOR TH. Cytosine methylation and the unequal developmental potentials of the oocyte and sperm genomes. Am J Hum Genet
1998; 62: 1269-1273.
• BRIGGS BR, KING TJ. Transplantation of living nuclea from blastula
cells into enucleated frog’s eggs. Proc Natl Acad Sci U S A 1952; 38:
455.
• COHEN J, ELSNER C, KORT H, MALTER H, MASSEY J, MAYER MP, EL AL.
Impairment of the hatching process following IVF in the human
and improvement of implantation by assisting hatching using
micromanipulation. Hum Reprod 1990; 5: 7-13.
• COHEN J, TOMKIN G. The science, fiction and reality of embryo cloning. Kenn Inst Eth J 1994; 4: 193-203.
• COMMISSIE DIERPROEVEN, TRANSGENESE EN BIOTECHNOLOGIE. Wetenschappelijk debat over kloneren. Amsterdam: Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, 1998.
• EDWARDS RG, BEARD HK. How identical would cloned children be?
An understanding essential to the ethical debate. Hum Reprod
Update 1998; 4: 791-811.
• GORDON I. Laboratory production of cattle embryos. Wallingford:
CAB International, 1994.
• GOSDEN R. Designing babies. The brave new world of reproductive technology. New York: Freeman, 1999.
• GREAVES M. Is telomerase activity in cancer due to selection of
stem cells and differentiation arrest? Trends Genet 1996; 12:
127-128.
• GURDON JB, COLMAN A. The future of cloning. Nature 1999; 402:
743-746.
• JONES JR HW, EDWARDS RG, SEIDEL JR GE. On attempts at cloning in
the human. Fertil Steril 1994; 61: 423-426.
• KATO Y, TANI T, SOTOMARU Y, KUROKAWA K, KATO J, DOGUHI H, ET AL.
Eight calves cloned from somatic cells of a single adult. Science
1998; 282: 2095-2098.
• LIGHTOWLERS RN, CHINNERY PF, TURNBULL DM, HOWELL N. Mammalian
mitochondrial genetics: heredity, heteroplasmy and disease.
Trends Genet 1997: 13: 450-455.
• RENARD JP, CHASTANT S, CHESNE P, RICHARD C, MARCHAL J, CORDONNIER
149
Geraedts en De Wert: Kloneren 1
N, ET AL. Lymphoid hypoplasia, and somatic cloning. Lancet 1999:
353: 1489-1491.
• SPEMANN H. Embryonic development and induction. New Haven:
Yale University Press, 1938.
• THOMSON JA, ITSKOVITZ-ELDOR J, SHAPIRO SS, WAKNITZ MA, SWIERGIEL JJ,
MARSHALL VS, ET AL. Embryonic stem cell lines derived from human
blastocysts. Science 1998; 282: 1145-1147.
• VOGEL F, MOTULSKY AG. Human genetics. 3e dr. Berlijn: Springer, 1997.
• WAKAYAMA T, PERRY ACF, ZUCCOTTI M, JOHNSON KR, YANAGINIACHI R.
Full-term development of mice from enucleated oocytes injected
with cumulus cell nuclei. Nature 1998; 394: 369-374.
• WERT G DE. Met het oog op de toekomst. Voortplantingstechnologie, erfelijkheidsonderzoek en ethiek. Amsterdam: Thela Thesis,
1999. Academisch proefschrift.
• WERT GMWR DE. Kloneren bij de mens: ethische bij
mogelijke toekomstige toepassingen. Verslag Symposium Kloneren. Amsterdam: Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, 1998; 33-36.
• WERT GMWR DE, GERAEDTS JPM. Kloneren: toepassingen bij de
mens. II. Ethische verkenning. Ned Tijdschr Geneeskd 2000; 144:
926-931.
Summary
Key words:
• Genetics
• Cloning
150
• WERT GMWR DE, GERAEDTS JPM. Kloneren: toepassingen bij de
mens 2. Ethische verkenning. Ned Tijdschr Tandheelkd 2001; 108:
in press voor mei-nummer.
• WILLADSEN ESM. A method for culture of micromanipulated
sheep embryos and its use to produce monozygotic twins. Nature
1979; 277: 298-300.
• WILLADSEN SM. Micromanipulation of embryos of the large
domestic species. Journal of the Royal Agricultural Society of England 1986; 146: 160-171.
• WILMUT I, SCHNIEKE AE, MEWHIR J, KIND AJ, CAMPBELL KHS. Viable
offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature
1997; 385: 810-813.
• WOLF DP. Genetic manipulation by nuclear transfer. Special
issue: abstracts from Second International Symposium on Preimplantation Genetics. J Ass Reprod Genet 1997; 14: 480.
• WU J, ZHANG L, LIU P. A new source of human oocytes: preliminary
report on the identification aud maturation of human preantral
follicles from follicular aspirates Hum Reprod 1998; 13:
2561-2563.
• YOUNG LE, SINCLAIR KD, WILMUT I. Large offspring syndrome in cattle and sheep. Rev Reprod 1998; 3: 155-163.
Cloning: applications in humans 1. Technical aspects
The successful cloning experiments in mammals such as the sheep and mouse prompted speculations
on clinical application in humans. Cloning is possible by nucleus transplantation and by embryo
splitting. Nucleus transplantation does not result in a genetically completely identical individual
because the mitochondrial DNA originates from the ovum donor. Embryo splitting may be regarded
as the artificial production of a monozygotic multiplet. Possible applications of cloning in humans
belong in the context of reproduction (treatment of couples with subfertility, with genetic problems
or with a ‘replica motive’), transplantation of genetically identical tissue, and scientific research.
Ned Tijdschr Tandheelkd 108 (2001) april