Industrija kloniranja ljubimaca. Stvara nove tehnologije ali još ne ispunjava nade vlasnika

Tehnologija kloniranja ljubimaca polako postaje mainstream i dostupna srednjoj klasi koliko su joj dostupni i automobili više klase, umjetnine ili luksuzni modni predmeti. U srži ideje je želja da se stvori točno onog ljubimca kojeg smo izgubili. Tamara Čačev objašnjava je li (već) moguće klonirati policijskog psa koji će zadatke barem lakše učiti

• Naslovna fotografija: Ovca Dolly u Škotskom nacionalnom muzeju (Wikimedia Commons)

• sc. Tamara Čačev viša je znanstvena suradnica u Zavodu za molekularnu medicinu Instituta Ruđer Bošković. Čačev je također članica Savjeta Ideje.hr

Nedavno je objavljena vijest kako su kineski znanstvenici prvi puta uspješno klonirali arktičkog vuka u sklopu projekta čiji je cilj očuvanje ove vrste. To me podsjetilo na velike rasprave o etičnosti takvih manipulacija krajem 90-tih kada je prvi puta kloniran sisavac – ovca Dolly. Svi smo pratili njeno rođenje, prvi meket i nažalost prerani kraj s nepunih 7 godina (što je malo više od pola prosječnog životnog vijeka ovce), koji je naravno otvorio čitav set novih rasprava o mogućim bolestima i kvaliteti života kloniranih životinja. Kada se tema iscrpila a ovca završila kao izložak u Nacionalnom muzeju Škotske, rasprava je više-manje zamrla uz povremeno rasplamsavanje s pojedinačnim slučajevima kloniranja neke nove životinjske vrste. Prvi primati, makaki majmuni klonirani su u Kini 2017. godine. Kloniran je i ljudski embrij, čiji je razvoj iz etičkih razloga zaustavljen u vrlo ranoj fazi, te je danas na snazi globalna zabrana stvaranja i korištenja ljudskih klonova. Europski parlament je 2015. g. zabranio i kloniranje krava, svinja i koza koje se koriste u prehrambenoj industriji, što je primjerice u SAD-u dozvoljeno, no nije zabranjeno kloniranje u istraživačke svrhe radi poboljšanja uzgojnih karakteristika. Ove je godine obilježena 25. obljetnica rođenja ovce Dolly pa je to i prilika da se podsjetimo kako je do toga došlo. Što zapravo znači da je Dolly bila klonirana?

U korijenu je ideje da se dobije klon – genetički identičan organizam koji bi idealno trebao i svojim svojstvima odgovarati organizmu od kojeg je nastao. No, zbog toga što niti jedan organizam nije rezultat isključivo svojih gena, već i interakcije s okolinom, jasno je da je nemoguće rekreirati takve formativne utjecaje. Kloniranje je na razini jednostaničnih organizama uobičajena stvar, često je i u biljnom svijetu. Svaki put kada od nekog listića uzgojite cijelu biljku vi ste ju zapravo klonirali. No, to nije ono što nas fascinira, mi smo ljudi najviše emocionalno vezani uz svoje srodnike sisavce, a tu baš i nema nekog spontanog kloniranja osim u slučaju jednojajčanih blizanaca.

Dr. Andrew French i Samuel Wood prvi su uspješno dobili pet kloniranih ljudskih embrija SCNT metodom. Pušteni su da se razvijaju do stadija blastociste (slike B3, C5 i C6), nakon čega su uništeni. (Preuzeto iz French A i sur (2008.) Stem Cells 26: 485-493)

Ovca Dolly nastala je kloniranjem iz stanica mliječne žlijezde njene prethodnice metodom SCNT (od engl. somatic cell nuclear transfer), kao jedini preživjeli embrij od njih 277 koji su klonirani. U znanstvenom smislu, ovom je metodom prvi put eksperimentalno postignuto da se iz tjelesnih stanica odrasle jedinke dobije nasljedni materijal upotrebljiv za razvoj novog organizma na višoj razini evolucijske kompleksnosti. Transferi jezgri već su rađeni u sklopu istraživanja u embriologiji, gdje su omiljeni modelni organizam bile žabe, zaslužne za mnoga otkrića koja su u konačnici omogućila i in vitro oplodnju, bolje razumijevanje embrionalnog razvoja i mnoge druge velike iskorake u medicini. No SCNT u svrhu kloniranja sisavca nije bio nikada napravljen prije Dolly.

Znamo da su spolne stanice one koje nose nasljedni materijal i potencijal da se iz njih nakon oplodnje razvije organizam sa specijaliziranim stanicama, tkivima i organima za točno definirane funkcije. Nije moguće (ili barem nije bilo do eksperimentalnih postupaka kloniranja) iz stanice kože, jetre ili probavnog sustava dobiti novi organizam, budući da su one terminalno diferencirane i ne mogu se reprogramirati natrag u svoj prvotni pluripotentni stadij u standardnim uvjetima života bez naše intervencije. Naravno, dediferencijacija, odnosno reprogramiranje se na manjoj skali može dogoditi kada stanice prođu zloćudnu preobrazbu i postanu tumorske stanice, ili prilikom regeneracije organa nekih životinja, poput otrgnutog repa guštera. No, ciklus dediferencijacije stanica i njihove ponovne diferencijacije u novi organizam nije moguć u sisavaca. Ne možete otkinuti nekome prst i uzgojiti novog čovjeka.

• Razvoj tehnologije

Metoda SCNT temelji se na prijenosu jezgre iz tjelesne stanice organizma koji želimo klonirati u donorsku jajnu stanicu druge jedinke. U slučaju Dolly, to je bila druga ovca, iz čije je donorske stanice prethodno uklonjena jezgra. Takva je hibridna stanica potaknuta na diobu pomoću električnog šoka i nastala je blastocista. Striktno genetski gledano, u citoplazmi donorske jajne stanice ostali su i mitohondriji donorske ovce koji također sadrže DNA i manji broj gena, pa Dolly nije apsolutni klon svoje prethodnice. Zatim su tako dobiveni embriji implantirani u treću ovcu koja je bila surogatna majka pa su zapravo za rođenje Dolly bile zaslužne tri ovce. Zvuči poznato? Zato što i jest, jer je slična tehnologija primijennjena kod rođenja prvog djeteta s genima triju osoba 2016. godine. Kako bi se izbjeglo nasljeđivanje mitohondrijske bolesti majke, uz očev spermij korištena je samo jezgra majčine jajne stanice, te donorska jajna stanica sa zdravim mitohondrijima iz koje je uklonjena jezgra.

Dolly je cijeli život provela na institutu Roslin gdje je stvorena. Tijekom života imala je šest janjadi, bolovala je od artritisa, a umrla je od bolesti pluća za koju se smatra kako nije bila rezultat kloniranja. Ipak, njen relativno kratki životni vijek neki pripisuju tome da je njena ovca prethodnica, pa tako i njene stanice u trenutku uzimanja, imala već određeni broj godina te bila izložena prirodnim nasumičnim mutacijskim događajima koji se ovim procesima reverzije stanica iz diferenciranih u pluripotentne ne mogu ukloniti. S instituta Roslin su odbacili takve ideje. Iza Dolly uspješno je klonirano još 13 ovaca, neke iz iste stanične loze kao i Dolly te je njihovim dugotrajnim praćenjem utvrđeno kako nije uočena pojavnost bolesti koje bi se mogle pripisati procesu kloniranja i starosti matične ovce.^[i]

Prikaz SCNT metode u kloniranju. Iz stanica životinje koju želimo klonirati uzimamo jezgru i prenosimo u donorsku jajnu stanicu druge jedinke, iz koje je prethodno izvađena jezgra. Potiče se na diobu pomoću električnog šoka i potom dobiveni embrij usađuje u surogat-majku. (Preuzeto iz Malin K i sur (2022.) Theriogenology 189: 246-254)

Nakon Dolly, klonirane su svinje, jeleni, konji i bikovi, a tehnologija je postajala sve uspješnija. Pojavile su se inicijative da se kloniranjem pokušaju očuvati ugrožene vrste, unatoč tome što se tako kreiraju zapravo genetička uska grla budući da bi potomci bili klonovi svega nekoliko jedinki. Tako su 2009. godine španjolski znanstvenici objavili da su klonirali pirinejskog kozoroga koji je bio službeno proglašen izumrlim 2000. godine. Korištenjem zamrznutog tkiva uspjeli su klonirati jedinku koja je živjela kratko zbog problema s plućima, no to je bilo prvo kloniranje životinje koja je izumrla. Zatim je 2021. godine kloniran crnonogi tvor, još jedna vrsta na rubu izumiranja, i to od stanica ženke koja je umrla prije 35 godina.^[ii] O potencijalnom rekreiranju mamuta već sam pisala za Ideje, no taj pothvat bi se trebao obaviti kompleksnijim metodama dopisivanja dijelova genoma koji se ne bi mogli „pročitati“ iz tako starih uzoraka. Ipak, treba naglasiti kako je uspješnost ovih postupaka kako na početku a tako i danas između 5 i 10%.^[iii]

Napredak u tehnologiji kloniranja doveo je i do stvaranja induciranih pluripotentnih matičnih stanica (iPS, od engl. induced pluripotent stem cells) za koju je 2012. godine dodijeljena i Nobelova nagrade za medicinu ili fiziologiju Yamanaki i Gurdonu. Inducirane pluripotentne matične stanice su nastale iz tjelesnih stanica organizma. Takve se stanice nazivaju pluripotentnima jer imaju potencijal da se iz njih razvije bilo koji drugi tip tjelesnih stanica, primjerice poput stanica srca ili jetre. Prirodno pluripotentne stanice su matične stanice embrija te je, zbog etičkih dvojbenosti, njihovo korištenje bilo problematično, pa su se tražila rješenja kojima bi se izostavila potreba za embrionalnim stanicama. Tehnologiju stvaranja iPS stanica prvi je razvio laboratorij Shinya Yamanake u Japanu. On i njegov tim su 2006. godine pokazali kako je, unošenjem gena za samo 4 transkripcijska faktora (Myc, Oct3/4, Sox2 and Klf4, nazvanih Yamanaka faktorima) u tjelesnu stanicu, moguće somatske stanice učiniti pluripotentnima. Potencijalna primjena iPC stanica je u regenerativnoj medicini te istraživanjima starenja, raka i kardiovaskularnih bolesti. Kako te stanice potječu od stanica odraslog organizma, te se ne koriste embrijima u svojem nastanku, etički je problem zaobiđen. Ova je tehnologija zapravo omogućila da se mogu napraviti matične stanice svakog pojedinca koje bi se mogle koristiti za stvaranje organa koji bi bili genetski identični osobi čije su stanice, te bi se potencijalno riješili i problem odbacivanja, kao i problem nedostatka adekvatnog donatora. O primjeni ove tehnologije u ‘industriji dugovječnosti’ pisala sam ranije ove godine.

Sredinom 2019. godine klonirana je prva mačka u komercijalne svrhe za 37 000 dolara. Kloniranje mačke danas košta oko 17 tisuća dolara. Cijena kloniranja pasa ovisi o njihovoj veličini, te stoji između 25 i 29 tisuća dolara, što je pola cijene u odnosu na 2019. godinu

I onda je došao COVID i preusmjerio sve znanstvene napore na rješavanje ovog problema. Ili je barem tako izgledalo, jer u sjeni COVID-a u Kini je procvjetao biznis kloniranja kućnih ljubimaca. Ideja kloniranja naših najboljih prijatelja u srži sadrži želju da uistinu stvorimo točno istog ljubimca kojeg smo izgubili. No, je li to moguće? Ako razmislimo što bi se trebalo ‘pogoditi’ da vlasnik uistinu pomisli da je pred njim neki novi-stari Piki, Loli, Gugi ili Mijauki? Površno bismo rekli kako naravno mora imati izgled svojeg prethodnika, dakle točno istu mrlju na nosu ili neku od drugih takvih karakteristika kako bismo ga prihvatili kao njegovog prethodnika ili prethodnicu. Ali ono što će stvarno pogoditi srce svakog vlasnika jest hoće li taj novi ljubimac imati isti karakter i ponašanje kao i naš stari drug? Sjećati nas se neće sigurno, jer još nismo izumili način da prebacujemo memoriju s jedne jedinke na drugu, ali da barem na jednak način naganja lopticu, gleda nas iskosa kao da razumije što govorimo, ili prede i sjedi u krilu, kud ćeš veće sreće. Je li to moguće? Teoretski odgovor je bio već otprije poznat i ne previše ohrabrujući, te se dijelom potvrdio i u komercijalnoj praksi. Ako znamo kako se određuje boja, odnosno točno specifični raspored mrlja po krznu onda postaje jasno da ga je nemoguće u potpunosti ponoviti. Naime, iako je boja kodirana genomom, raspored je određen samo djelomično te ostavlja prostora da se tijekom nastanka organizma pojedini dijelovi krzna oboje na jedan ili drugi način. Kada govorimo o karakternim osobinama ili sposobnostima učenja i slično, one se mogu ponoviti samo onoliko koliko su i one uistinu kodirane na razini genoma. Radi se o kompleksnim svojstvima u čiji nastanak je uključeno mnoštvo gena koji se tek trebaju identificirati, a čija ekspresija uvelike ovisi o interakciji jedinke s okolinom.

• Industrija kloniranja

Ipak postoje ljudi koji su to pokušali i za to platili čitavo malo bogatstvo. Sve je započelo sredinom 2019. godine kad je kineska biotehnološka tvrtka SinoGene proizvela prvu kloniranu mačku u komercijalne svrhe (jer je relativno uspješnih laboratorijskih pokušaja  bilo već 2001.) za približno 37 tisuća dolara. Za ovaj pothvat korišteno je 40 embrija nastalih metodom SCNT, iz jajnih stanica 5 mačaka, koje su implantirali u 4 surogatne majke mačke. Ako se zaustavimo malo na ovim brojevima, postavlja se pitanje etičnosti korištenja tolikih embrija i surogatnih životinja, sve da se ponovi samo jedna od njih. Također, klonovi nisu uvijek potpuno zdravi te se postavlja pitanje etičnosti stvaranja životinja koje će se boriti s urođenim manama. No, Kina je uvijek bila fleksibilnija u shvaćanju ovih pitanja, što proizlazi iz njihovog drugačijeg pogleda na svijet u odnosu na zapadnjake. Od 2019. do danas SinoGene je klonirao oko 300 kućnih ljubimaca (oko 100 mačaka i oko 200 pasa, uglavnom pomeranaca i maltezera) te je u svoje kriobanke pohranio preko 1.000 uzoraka tkiva (obično uške ili trbuha) kućnih ljubimaca koje su njihovi vlasnici željeli sačuvati za moguće kloniranje u budućnosti, kada cijena tog postupka postane dostupnija. Kinesko tržište je veliko i, prema nekim podacima, trenutačno u Kini kao kućni ljubimci žive oko 44 milijuna mačaka i 55 milijuna pasa. Stoga je ista tvrtka ove godine otvorila ‘tvornicu’, bolje reći uzgojni pogon, koji se prostire na preko 27 tisuća kvadratnih metara.

Paralelno s omasovljavanjem kloniranja ljubimaca padala je i cijena pojedinačnog zahvata, tako da kloniranje mačke danas košta oko 17 tisuća dolara. Cijena kloniranja pasa ovisi o njihovoj veličini, te stoji između 25 i 29 tisuća dolara, što je pola cijene u odnosu na 2019. godinu. Naravno, razvila se i konkurencija, pa danas na kineskom tržištu djeluju i druge tvrtke poput Hino Valley i PanGene, koje se pomalo specijaliziraju za pojedine pasmine. Uzgajivači pasa i mačaka također su zainteresirani za očuvanje staničnih linija svojih šamponskih jedinki, kako bi ih potencijalno mogli koristiti za daljnji uzgoj.

Iako geni određuju boju krzna, raspored šara zadan je samo okvirno, te na njega utječu različiti faktori tijekom razvoja organizma. Karakter i obrasci ponašanja također su često stečeni ili naučeni tokom razvoja i odrastanja. (Andrew S / Unsplash)

No, vratimo se prvom pitanju, jesu li vlasnici uistinu dobili natrag svojeg kućnog ljubimca? To su pitanje postavili vlasniku prve komercijalno klonirane mačke imenom Garlic. Vlasnik je, nažalost, bio razočaran jer, iako genetički identična svojoj prethodnici, mačka nije imala raspored mrlja koji je bio karakterističan za njegovu ljubimicu, a pri prvom susretu nije reagirala kao njena prethodnica. Naravno, možemo reći kako su to nerealna očekivanja koja su vjerojatno bila raspravljena s vlasnikom prije samog postupka, no ipak mu ne možemo zamjeriti da je želio svoju staru mačku natrag, jer je to uostalom i glavni razlog zašto bi se netko bavio kloniranjem. Ovako je završio s mačkom koja je ‘otprilike’ njegova stara mačka pa se ne možemo oteti dojmu da je takvu ‘otprilike’ mačku možda mogao nabaviti i drugdje, za manje novca i možda s više sličnosti. Ipak, u SinoGenu ne posustaju, te najavljuju korištenje umjetne inteligencije i presađivanje sjećanja iz prvotne jedinke u klona. Možda i to doživimo u našem vijeku. Ipak, neki projekti, poput kloniranja policijskih pasa, pokazat će može li se ovom tehnologijom dobiti jedinke koje će se ipak moći lakše i brže istrenirati u odnosu na njihov nasumični odabir u leglu.

Srce svakog vlasnika pogodit će pitanje hoće li novi ljubimac imati isti karakter i ponašanje kao i naš stari drug. Odgovor je bio otprije poznat

Nisu Kinezi jedini koji kloniraju ljubimce. U Južnoj Koreji tvrtka Sooam, koja se bavi kloniranjem ljubimaca, tvrdi kako se broj zahtjeva u ovoj državi udvostručio u proteklih pet godina, te da imaju i listu čekanja kao i planove otplate i kreditiranja ovakvih postupaka.  U trku su se uključili i Amerikanci, pa tako na web stranici američke tvrtke ViaGen možete pročitati osobne priče vlasnika o svojim ljubimcima koji čekaju na red da ih ova tvrtka klonira. Upravo je ova tvrtka otkupila prava na tehnologiju kloniranja od instituta Roslin te mu tako omogućila da opstane, jer je prije uspjeha s Dolly bio pred zatvaranjem. ViaGen je također uključen u projekte očuvanja ugroženih i izumrlih vrsta, pa je tako prijespomenuti klonirani tvor njihov uspjeh. U medijima također možete pronaći svjedočanstva poluzadovoljnih vlasnika, jer su neki od kloniranih ljubimaca više ili manje nalik i ponašaju se više ili manje slično svojim prethodnicima. Najpoznatiji američki primjer bio je kloniranje psa Barbre Streisand, a medijski je popraćen i slučaj vlasnika koji je prodao Warholovu sliku kako bi klonirao svog francuskog buldoga, kao i vlasnika koji je za cijenu jednog dobio čak dva klona svoje maltezerice pa mu je prodaja vlastitog automobila da plati ovaj postupak ipak lakše pala. Sve u svemu, tehnologija kloniranja ljubimaca polako postaje mainstream i dostupna srednjoj klasi koliko su joj dostupni i automobili više klase, umjetnine ili luksuzni modni predmeti. Iako se ljudi većinom uhvate na trivijalnosti, kloniranje kućnih ljubimaca i želja pojedinaca da financiraju takve poduhvate tjeraju tehnologiju naprijed.

• Bilješke

^[i] Sinclair KD, Corr SA, Gutierrez CG, Fisher PA, Lee JH, Rathbone AJ, Choi I, Campbell KHS, Gardner DS (2016). “Healthy ageing of cloned sheep”. Nature Communications. 7: 12359

^[ii] Fritts R. Cloning goes wild (2022) Science 375(6577):134-137.

^[iii] Malin K, Witkowska-Piłaszewicz O, Papis K (2022) The many problems of somatic cell nuclear transfer in reproductivecloning of mammals. Theriogenology 189: 246-254