Stamceller genfødt

[ For at se en seks minutter lang video med to fremtrædende forskere og Technology Review's chefredaktør, der diskuterer hvordan og hvorfor embryonal stamcelleforskning – med spektakulær farvegrafik og billeder – Klik her . Bemærk: Du kan til enhver tid sætte videoen på pause. ]

I slutningen af ​​2003 troede forskere ved Advanced Cell Technology, en lille bioteknologisk startup i Worcester, MA, at de var ved at gøre noget bemærkelsesværdigt. De havde møjsommeligt genereret klonede menneskelige embryoner fra voksne celler og forsøgte at holde dem i live længe nok til at høste deres indre cellemasser, dyrebare kugler af celler, der giver anledning til stamceller.

Det var en af ​​de mest eftertragtede priser inden for biomedicinsk forskning: en måde at dyrke embryonale stamceller direkte fra f.eks. en hudcelle taget fra en specifik patient. Det var også et af biomedicinens mest spekulative projekter; faktisk var forskerne ved Advanced Cell Technology (ACT) det eneste hold i USA, der aktivt forfulgte det. Men Robert Lanza (se Stem Cell Hope), som stod i spidsen for gruppen, siger, at han mener, at hans team hos ACT var på randen af ​​succes. Hvis han har ret, og hvis arbejdet var fortsat, ville virksomheden næsten helt sikkert have haft nøglen til et revolutionerende nyt sæt af biomedicinske værktøjer – og muligvis til nye behandlinger for en lang række forskellige sygdomme.

Men i februar 2004 blev ACT-forskernes håb knust. En sydkoreansk stamcelleforsker ved navn Hwang Woo Suk fra Seoul National University og hans kolleger annoncerede i tidsskriftet Videnskab at de havde skabt patientspecifikke stamceller. Præstationen hvælvede Hwang til videnskabelig stjernestatus. Hans land udnævnte ham til sin øverste videnskabsmand og hædrede ham med et frimærke, der forestillede en lam mand, der kunne gå igen. Patienterne råbte om at være en del af hans arbejde. Hwang omfavnede sin rolle som en international stamcelle-berømthed og annoncerede planer om at skabe noget, der kaldes World Stem Cell Hub, hvor medlemmer af hans laboratorium ville klone og dyrke stamcellelinjer for videnskabsmænd over hele kloden.

Det, der havde været et frygteligt risikabelt område, som mange videnskabsmænd nødig ville vove sig ind i, blev nu en mulighed, siger Evan Snyder, direktør for stamceller og regenereringsprogram ved Burnham Institute for Medical Research i La Jolla, CA. Mange amerikanske forskere, der ikke selv havde været i stand til eller uvillige til at starte kloningsarbejde, begyndte at planlægge samarbejder med de koreanske videnskabsmænd. Vi vidste, at [kloning] ville tage en masse tid og penge, og den koreanske regering var villig til at kaste så meget på dette ene problem, siger Snyder. Da det så ud til at være lykkedes, sagde mange af os: Nå, det er en lettelse. Nu kan vi lave de rigtige videnskabelige eksperimenter.

Men Lanza og hans kolleger, som havde været så tæt på at klone stamceller, så opgivende til. Det var pinligt, siger Lanza. Denne obskure gruppe meddelte, at de havde gjort det. ACT var allerede på rystende økonomisk grund, men Hwangs præstation gjorde dens situation endnu mere usikker. Virksomheden mistede også brat sin forsyning af menneskelige æg – en afgørende ingrediens i kloningsforskning – fordi klinikker, der kørte donorprogrammer, ikke følte yderligere behov for at deltage i forskning, hvis centrale mål var nået. Som et resultat måtte forskerne bogstaveligt talt lægge deres arbejde på is. Vi var nødt til at fryse en masse af vores celler ned. Det lukkede ned for den forskning, og der har ikke været nogen aktiv forskning siden, siger Lanza. Der var helt klart ingen ære – eller overskud – i at komme på andenpladsen.

Kun intet af det var sandt. Fra maj 2004 begyndte rapporter at sive ind, at Hwang havde brugt uetiske midler til at skaffe æg til sin kloningsforskning og løj om det. I december 2005 blev det klart, at bedraget var meget mere omfattende. Hwangs forskning i menneskekloning, så det ud til, var et spektakulært bedrageri: Efterforskere fra Hwangs universitet fandt ingen beviser for, at hans team overhovedet havde skabt klonede stamcellelinjer.

Det var som at se et bilvrag finde sted i slowmotion. Størrelsen af ​​problemet var bare virkelig forfærdeligt, siger Snyder. Verden var blevet nulstillet til før 2004, som da Superman vendte verden baglæns. Hvis du forfulgte kloning i 2004, begyndte du at forfølge det igen. Hvis du sad på sidelinjen, sad du tilbage på sidelinjen.

Men nogle forskere kunne ikke skrue tiden tilbage. I månederne siden Hwang havde fremsat sin meddelelse, havde ACTs investorer mistet interessen for at producere patientspecifikke stamceller, og videnskabsmænd i virksomheden fokuserede nu på at udvikle mindre risikable stamcelleterapier. Vi blev opfattet som en fiasko, mens vi faktisk var længst fremme, siger Lanza, vicepræsident for medicinsk og videnskabelig udvikling hos ACT. Vi havde mistet et års arbejde og gik videre til andre ting.

Det virkelige arbejde led, fordi denne fyr spillede et spil, fortsætter Lanza. Jeg ved, at jeg vil blive kritiseret for at sige dette, men jeg tror virkelig, at vi havde en protokol, der ville have været reproducerbar og ligetil, og vi kunne være begyndt på terapier nu.

Seks måneder efter at detaljerne om svindelen begyndte at dukke op, forbereder Lanza og grupper på blandt andre Harvard University og University of California, San Francisco, sig til at starte nye programmer til at klone stamceller fra voksne donorceller - en proces, der normalt kaldes somatisk -cellekerneoverførsel eller terapeutisk kloning. På trods af de tekniske og politiske forhindringer er forskerne overbeviste om, at nuklear overførsel vil have en enorm indflydelse på medicinen. Mest umiddelbart mener de, at klonede stamceller kunne bruges som modeller til at studere menneskelig sygdom og teste nye lægemidler med hidtil uset nøjagtighed; til sidst kunne stamceller transplanteres direkte ind i patienter for at helbrede degenerative sygdomme.

Det koreanske bedrageri, selvom det tydeligvis var ødelæggende for Lanza, kan utilsigtet have galvaniseret feltet. Hwang-episoden var meget destruktiv, siger Ronald Green, en etiker ved Dartmouth College. Men Hwangs påstande gav folk et glimt af, hvad der ville være muligt med klonede stamceller, og konsekvensen var en fornyet interesse for terapeutisk kloning.

Forskere, der havde planlagt at samarbejde med Hwang, havde brugt måneder på at tænke seriøst over, hvad de kunne gøre med klonede stamceller, fra at skabe nye værktøjer til at kaste lys over de sygdomme, de havde undersøgt i årtier, til at undersøge nye behandlinger. Den begejstring, som disse muligheder vakte, sammen med nye tilstrømninger af kontanter fra statslige og private kilder, gjorde, at mange ikke var villige til at vente på sidelinjen længere. Snyder, en pædiatrisk neurolog og neonatolog, som ønsker at udvikle nye behandlinger til sine patienter, overvejer nu at starte sit eget kloningsprogram. Der er mere parathed til at komme ind på det her område, og det tror jeg vil bære over, siger han.

Udbetaling af sygdom
I en fryser i La Jolla, Californien, er en bank af frosne hudceller indsamlet fra patienter med en sjælden og ødelæggende genetisk lidelse kaldet Lesch-Nyhans sygdom. Børn født med sygdommen har en genetisk fejl, der får dem til at producere for meget urinsyre, som ophobes i deres væv. De lider også af store neurologiske problemer i nogenlunde den samme del af hjernen, der er ramt af Parkinsons sygdom, hvilket resulterer i motoriske og kognitive problemer. Ingen forstår, hvorfor en defekt i dette gen fører til en defekt i hjernen, siger Theodore Friedmann, en børnelæge og genetiker ved University of California, San Diego, som har studeret sygdommen i næsten 40 år.

For omkring to år siden begyndte Friedmann, en ekspert i genterapi, at overveje, hvordan stamceller kunne hjælpe hans patienter. Embryonale stamceller har to værdifulde egenskaber: Under de rette betingelser kan de regenerere sig selv - dele sig for at skabe identiske nye celler - og de er pluripotente, hvilket betyder, at de kan udvikle sig til næsten alle typer celler i kroppen. Den storslåede smidighed fanger videnskabsmænd som Friedmann, der drømmer om den dag, de kan tage stamceller, lokke dem til at blive nye hjerne- eller leverceller og transplantere dem til patienter med Parkinsons sygdom eller organsvigt.

Forskere har allerede vist, at hos dyr kan stamceller blandt andet hjælpe med at behandle hjertesygdomme, rygmarvsskade og seglcelleanæmi. Rotter med beskadiget rygmarv genvandt en vis mobilitet efter injektioner af neurale precursorceller lavet af embryonale stamceller. Stamceller transplanteret ind i rotters hjertevæv kan hjælpe med at helbrede beskadigede hjertemuskler.

Men før lignende terapier kan testes i mennesker, bliver videnskabsmænd nødt til at løse problemet med immunafstødning. Transplanterede stamceller, som nu stammer fra kasserede embryoner, er genetisk forskellige fra deres modtagere; ligesom donor nyrer, er der således risiko for, at de fremkalder et immunrespons. Det betyder, at selv de mest avancerede behandlinger stadig er år væk fra klinisk brug. Terapeutisk kloning er en måde at gøre stamceller egnede til transplantation, da det giver celler, der deler deres modtageres DNA.

Teoretisk set kunne klonede stamceller hjælpe Friedmanns patienter; videnskabsmænd kunne rette den genetiske defekt i cellerne, før de implanterede dem. Udsigten til en sådan revolutionær behandling er det, der har fanget både offentligheden og medierne mest. Men Friedmann og Snyder fokuserer på en applikation, der kan have meget bredere implikationer - og som er tættere på. I stedet for selv at bruge cellerne som en form for terapi, planlægger forskerne at bruge dem til at studere Lesch-Nyhans sygdom og teste nye behandlinger. Eksperter siger, at denne type anvendelse dramatisk kan forbedre vores forståelse af, hvordan enhver sygdom med en genetisk komponent udfolder sig på cellulært niveau. Du kan lave en stamcellelinje, der har ALS eller Parkinsons, ved at bruge DNA fra en patient, der virkelig har symptomerne, siger Snyder.

Forskere kunne tilskynde cellerne til at udvikle sig til den type celler, der er beskadiget af en sygdom, såsom dopaminneuroner i Parkinsons sygdom, og studere sygdommens indviklede progression fra dens tidligste omrøring til dens endelige cellulære dødsstød. Fordi cellerne ville være genetisk identiske med patientens DNA, ville de gennemgå mange af de samme molekylære ændringer, som ligger til grund for patientens sygdom.

Ian Wilmut, den britiske videnskabsmand, der hjalp med at klone fåret Dolly, håber at forvandle stamceller i en skål til motoriske neuroner, den type nerveceller, der er hærget i Lou Gehrigs sygdom (også kendt som amyotrofisk lateral sklerose eller ALS). At skabe en stamcellelinje med sygdommen ville give forskerne mulighed for at studere, hvordan disse neuroner bliver syge og dør og at søge efter måder at bremse eller stoppe sygdommens nedadgående spiral. Jeg tror, ​​at sygdomsmodeller, som dem vi planlægger at skabe, vil gøre mere på kort sigt, og måske på lang sigt, for at behandle sygdomme end at klone stamceller til vævstransplantationer, siger Wilmut.

En af de største fordele ved klonede stamceller er, at de ville gøre det muligt for forskere at skabe nøjagtige modeller af en sygdom uden først at bestemme den underliggende genetik. Med en masse sporadiske sygdomme ved vi, at der er en genetisk komponent, men det er ikke klart, hvad det er, eller hvordan det bidrager til udviklingen af ​​sygdommen, siger Larry Goldstein, en neuroforsker ved UCSD, der studerer Alzheimers sygdom. Vi har mange hypoteser, og jeg tror, ​​at denne metode vil sætte os i stand til at teste disse hypoteser. Og hvis man er korrekt, har vi en retning at gå til terapi.

En stamcellemodel af Alzheimers vil også give videnskabsmænd mulighed for at studere, hvad sygdommen gør, før symptomer opstår, og måske lave tidlige diagnostiske tests. På det tidspunkt, hvor en Alzheimers patient går til lægen med kognitive problemer, er hjernen betydeligt - og muligvis irreversibelt - beskadiget. At studere hjernen hos mennesker, der allerede er døde, er som at studere et flystyrt, efter at flyet ramte jorden - du ser på vraget, siger Goldstein. Vi vil se på den sorte boks af Alzheimers sygdom. Hvad sker der i de celler før styrtet?

For at søge efter tidlige tegn på lidelsen kunne forskerne generere stamceller ved hjælp af DNA fra en Alzheimers-patient og derefter få cellerne til at differentiere til neuroner og overvåge dem for produktionen af ​​specifikke proteiner eller andre molekylære ændringer, der ikke ses i neuroner afledt af sunde embryonale stamceller. Den samme tilgang kan fungere med kræft, som er karakteriseret ved en række skadelige genetiske ændringer. Vi vil gerne vide, hvad der er det tidligste, du kan opdage forskelle i sygdomsceller, siger Renee A. Reijo Pera, meddirektør for UCSFs human-embryonale-stamcelle-biologiprogram.

Klonede stamceller kan også være en meget mere effektiv måde at teste lægemidler på. Meget ofte replikerer de dyremodeller, der findes for en bestemt sygdom, virkelig ikke autentisk, hvad der foregår i et menneske, siger Snyder. Ved hjælp af modeller baseret på stamceller kunne forskere teste lægemidler på forskellige stadier af sygdom, søge efter forbindelser, der kunne forhindre en person med risiko for, for eksempel, Alzheimers, i at udvikle sygdommen i første omgang, eller efter forbindelser, der stopper eller vender tilbage. udviklingen af ​​skader hos mennesker, der allerede har sygdommen.

Snyder håber til sidst at skabe stamcellemodeller af mange forskellige neurodegenerative sygdomme. Hans første skridt, i samarbejde med Friedmann, bliver at bruge de frosne hudceller, der ligger på UCSD, til at skabe stamceller med Lesch-Nyhans sygdom. Snyder håbede oprindeligt, at Hwang ville lære ham kloningsprocessen. Men nu planlægger forskerne at gå i gang med det terapeutiske kloningsprojekt på egen hånd og arbejder på at få myndighedsgodkendelse og statslig eller privat finansiering.

Etiske æg?
For at generere normale stamcellelinjer starter forskerne med et befrugtet embryo, normalt kasseret fra en in vitro-fertiliseringsklinik. De samler en specialiseret kugle af celler, kaldet den indre cellemasse, fra embryonet, når det blot er fem til seks dage gammelt. Dyrket i en skål udvikler cellerne sig til en række af embryonale stamceller, der afhængigt af forholdene enten kan regenerere sig selv eller differentiere til specialiserede celletyper, såsom hjerteceller, leverceller eller hjerneceller. Forskere skal konstant lave nye stamcellelinjer, fordi eksisterende linjer kan akkumulere mutationer, hvilket gør dem uegnede til terapier og mange typer forskning.

Klonede stamceller er dog endnu sværere at lave end almindelige embryonale stamceller. Forskere tager DNA'et fra en differentieret celle, såsom en hudcelle, og indsætter det i et æg, der er blevet strippet for sit eget DNA. Ægget begynder derefter at dele sig, meget som et almindeligt embryo ville. Hvis den overlever længe nok, kan dens indre cellemasse høstes og bruges til at dyrke stamceller. Forskere har genereret stamceller fra klonede museembryoner, men har ikke replikeret den bedrift hos mennesker. I modsætning til naturligt befrugtede embryoner er klonede embryoner svære at holde i live længe nok – næsten en uge – til at deres indre cellemasser kan samles.

Hwang havde hævdet at gøre dette med bemærkelsesværdig effektivitet ved at bruge et lille antal æg. Menneskelige æg er en værdifuld ressource, som er meget svær at skaffe, så sparsommelig brug af æg er afgørende for at gøre atomoverførsel praktisk. Men efterfølgende undersøgelser afslørede, at Hwang og kolleger løj ikke kun om deres resultater, men også om antallet af æg, de brugte i deres eksperimenter. Ifølge en rapport fra Sydkoreas National Bioethics Committee brugte Hwang 2.221 æg i sine mislykkede eksperimenter i stedet for de 427 æg, der blev rapporteret i hans to Videnskab papirer. Forskere har nu ingen idé om, hvor mange æg der skal til for at kunne klone en række menneskelige stamceller.

Når kernen i en voksen celle sættes ind i et æg, skruer nogle ukendte faktorer i ægget tiden tilbage på det, og vender det tilbage til dets fostertilstand. Det er som at trykke på omformateringstasten på en computer. Du omformaterer den til en anden form for celle, siger Snyder. Vi forstår ikke de molekylære veje, der gør dette .... Så vidt vi ved, er det eneste, der kan gøre dette, ægget.

Ifølge Kevin Eggan, en molekylær og cellulær biolog ved Harvard, som søger godkendelse fra sit universitet til at starte forskning i nuklear overførsel, er det ikke klart, hvor mange æg vi har brug for, eller hvor mange kvinder der vil træde frem for at donere æg. Eggan, som også sidder i etikgennemgangsudvalget for California Institute for Regenerative Medicine (og var medlem af TR35 i 2005), siger, at han har brugt meget af det sidste år på at lære om de etiske og medicinske problemer forbundet med ægdonation. Mange videnskabsmænd siger, at adgang til æg vil afgøre succesen med terapeutisk kloning. Vi har en terapi, der kunne have revolutioneret medicin som antibiotika, men vi har en flaskehals, der skyder den ned, siger Lanza.

Ægdonationsproceduren er ubehagelig og potentielt smertefuld og indebærer en vis medicinsk risiko. Kvinder skal gennemgå hormonbehandlinger for at stimulere ægløsning, rådgivningssessioner for at forstå de involverede risici og en medicinsk procedure, hvor en nål indsættes i skeden for at fjerne æg fra æggestokken. En lille procentdel af donorer udvikler ovariehyperstimuleringssyndrom, som i sjældne tilfælde kan forårsage nyresvigt.

Selv ivrige tilhængere er uenige om de mest etiske måder at håndtere ægdonation på. Nogle forskere ønsker slet ikke at bruge menneskelige æg. Vi føler, det er upassende at udsætte kvinder for en risikabel og potentielt farlig procedure, når vi ikke ved, hvad effektiviteten er, siger Stephen Minger, en videnskabsmand ved King's College London, som planlægger at ansøge om tilladelse fra den britiske regering til at klone menneskestammer. celler ved hjælp af dyreæg. De, der ønsker at bruge menneskelige æg, er uenige om, hvorvidt kvinder skal betales for deres donationer. Modstandere bekymrer sig om, at betaling kan tilskynde nogle kvinder til at gennemgå proceduren uden at forstå risiciene. Men andre mener, at kompensation er den mest etiske tilgang. Da ACT gjorde dette, betalte vi ægdonorer, siger Green. Jeg tror fortsat, at det er den bedste måde at gøre det på. Det er retfærdigt og åbent og det mindst tilbøjelige til at føre til unddragelse.

Ifølge Lanza droppede alle de kvinder, der for nylig kontaktede ACT om at donere æg, ud af processen, da de fandt ud af, hvor meget tid der var involveret. Lanza siger, at han stadig planlægger at fortsætte, så snart han kan få en ny kilde til æg. Hvis jeg lige var begyndt, ville jeg nok ikke gøre det, siger han. Nogle gange bruger jeg mere tid i telefonen med advokater, end jeg gør på videnskaben... Men vi har investeret så meget tid og energi og så meget af os selv, at vi ønsker at se dette til ende. Jeg føler stadig, at der er en meget vigtig rolle for [nuklear overførsel] i forskellige sygdomme.

Lanza har mistanke om, at på grund af manglen på æg og den ukendte effektivitet af kloningsprocessen, vil den terapeutiske brug af klonede stamceller ende med at ligne mere en nyretransplantation end som indtagelse af et bredt ordineret lægemiddel. Vi erkender, at det ikke er den brede kur, vi havde håbet, men jeg er overbevist om, at det vil redde nogle individer, siger han. Måske ville en mor donere en omgang æg for at skabe stamceller til sit syge barn.

Føderal blokering
Mens amerikanske videnskabsmænd forbereder sig på det nye kapløb mod nuklear overførsel, står de over for mange af de samme forhindringer, som strandede de fleste af dem i startblokken for to år siden. Hwang havde enorme pengesummer fra den koreanske regering, en tilbedende offentlighed og en enorm, om end etisk usund, forsyning af menneskelige æg. Amerikanske videnskabsmænd står over for intens offentlig kontrol, en administration, der er modstander af forskning i embryonale stamceller, og en kontinuerlig kamp for at få finansiering fra private investorer.

I 2001 begrænsede præsident Bush føderale midler til forskning i embryonale stamceller til at arbejde med et lille antal cellelinjer, der allerede eksisterede. Denne politik har haft en katastrofalt afkølende effekt på banen. Forskere, der ønsker at forske i nyligt afledte embryonale stamcellelinjer eller selv udlede nye linjer – som det er nødvendigt ved nuklear overførsel – skal finde private finansieringskilder.

Forskere og universitetsadministratorer står også over for den besværlige opgave at adskille al offentligt og privat finansieret forskning. Det betyder, at alle slæber 10 pund vægte på fødderne, siger Greg Simon, præsident for FasterCures, en fortalergruppe baseret i Washington, DC, som har til formål at fremskynde udviklingen af ​​nye terapier. Vi bruger meget spildtid på at adskille offentlige penge fra private penge, når vi burde bruge tid på at forske.

Den føderale blokade betyder også, at National Institutes of Health, landets største biomedicinske forskningsinstitut, har forladt sin standard regulerende rolle, hvilket efterlader mange videnskabsmænd, der opererer i et vakuum. Det Nationale Videnskabsakademi har forsøgt at tage noget af slækken op ved at udgive et uforpligtende sæt retningslinjer for stamcelleforskning i 2005 og oprette en tilsynskomité for stamcelleforskning tidligere i år.

Mange delstatsregeringer har følt sig tvunget til at træde til, både regulere og yde finansiering til stamcelleforskning. Indtil videre har Californien, Connecticut, Massachusetts og New Jersey vedtaget love, der tillader forskning i embryonale stamceller, herunder arbejde med klonede embryoner. Arkansas, Indiana, Iowa, Michigan, North Dakota og South Dakota forbyder forskning i klonede embryoner.

Derudover har Californien, Connecticut og New Jersey alle øremærket statsmidler til at støtte stamcelleforskning, der ikke er finansieret af den føderale regering. Californien-initiativet, som er langt det største med 3 milliarder dollars, er stødt på faldgruber ved hver tur, hvilket viser de vanskeligheder, der opstår, når stater går ind i forskningsfinansieringsbranchen. California Institute for Regenerative Medicine, tilsynsenheden oprettet af statens proposition 71, har kæmpet med beskyldninger om interessekonflikter blandt dem, der bestemmer fordelingen af ​​midler, og med kontroverser om, hvordan staten vil høste de økonomiske fordele af stamcelleforskning – et løfte, der var en del af forslaget.

Næsten al forskning i embryonale stamceller i USA står over for finansieringshindringer og etiske indvendinger, men fordi nuklear overførsel er det mest omstridte emne på området – involverer det ikke kun ødelæggelsen, men også skabelse af embryoner specifikt til forskning – videnskabsmænd og universiteter, der planlægger programmer for nuklear overførsel, er ekstra forsigtige. Fokus er på enhver, der laver denne form for forskning, siger Lanza. For eksempel påbyder Massachusetts lov strafferetlige sanktioner for personer, der overtræder love, der regulerer æg- og embryoudtagning. Hvis vi smutter nogen steder, bliver vi korsfæstet, siger Lanza.

Andre lande har meget mere støttende miljøer for embryonal-stamcelleforskning, hvilket kan give dem føringen i det nye kapløb mod perfekt nuklear overførsel. I Storbritannien er stamcelleforskningen for eksempel mere intenst reguleret, men også meget mere åben. Forskere ansøger en central regeringsmyndighed om tilladelse til at udføre forskning, der involverer menneskelige embryoner. Resuméer af forskningsforslag, der er under revision - herunder dem, der involverer nuklear overførsel - er lagt online til offentlig evaluering sammen med en forklaring af kriterierne for godkendelse. I Storbritannien har vi enorm regeringsstøtte, fra premierministeren og nedefter, siger Minger, en amerikansk videnskabsmand, der migrerede til Storbritannien. Der er et stigma forbundet med stamceller i USA, som ikke er sandt her.

Denne åbenhed står i kontrast til situationen på Harvard, hvor flere videnskabsmænd søgte om tilladelse til at forske i nuklear overførsel for mere end to år siden. Ifølge Massachusetts statslovgivning skal forskerne få deres eksperimenter godkendt af institutionelle revisionsnævn. Men hvor den britiske godkendelsesprocedure stort set er gennemsigtig, vil hverken Harvard-embedsmænd eller videnskabsmænd, der foreslår eksperimenter, diskutere med Teknologigennemgang deres forskningsplaner eller detaljerne i gennemgangsprocessen, indtil den er afsluttet.

På tværs af Atlanten har regeringsstøtte hjulpet to britiske grupper med at komme i forkant med forskning i terapeutisk kloning. Alison Murdoch, Miodrag Stojkovic og samarbejdspartnere ved University of Newcastle upon Tyne har sandsynligvis gjort flere fremskridt inden for nuklear overførsel end nogen andre forskere. Murdochs hold modtog tilladelse fra den britiske myndighed til at starte eksperimenter i august 2004 og meddelte, at de havde klonet et tidligt stadium af embryo (det har endnu ikke isoleret stamceller) kort efter at Hwang offentliggjorde sit nu tilbagetrukne papir, der annoncerede en effektiv kloningsteknologi. På University of Edinburgh har Wilmut også til hensigt at lave atomoverførsel. Han satte sine planer i bero efter Hwang-skandalen, men han søger nu tilladelse til at starte et nyt sæt eksperimenter, hvor han bruger dyreæg frem for menneskeæg.

Californiens tilflugtssted
I et laboratorium højt på en bakke med udsigt over San Francisco-bugten sidder Renee Reijo Pera ved sit skrivebord og lytter til lyden af ​​byggeri. Pladsen ved siden af ​​hendes laboratorium er blevet fuldstændig ødelagt; stiger og spredte forlængerledninger har erstattet de velordnede rækker af mikroskoper og frysere. Efter færdiggørelsen i august vil rummet blive hjemsted for UCSF's nye terapeutiske kloningsforskningsprogram. Det vil reelt være en kopi af Reijo Peras nuværende laboratorium, fyldt med samme slags udstyr, men købt med private midler.

UCSF håber, at den nye facilitet vil hjælpe den til at blive en frontløber inden for terapeutisk kloning. Universitetet var det første i USA, der forsøgte atomoverførsel, omend uden held, i 1990'erne. Nu håber vi at starte igen, hvor de undersøgelser slap, siger Arnold Kriegstein, direktør for universitetets Institut for Stamcelle- og Vævsbiologi.

Reijo Pera og kolleger startede kloningseksperimenter på et andet off-site anlæg i april, muligvis den første amerikanske gruppe, der forsøgte menneskelig nuklear overførsel, siden Lanzas hold stoppede sit arbejde i 2004. I UCSF laboratoriet vil de bruge mislykkedes til at befrugte æg fra en vitro-befrugtningsklinik, som er meget nemmere at få end donoræg. Når de har optimeret de eksperimentelle forhold, vil de begynde at bruge menneskelige æg doneret specifikt til forskning.

UCSFs nye program er blot et tegn på Californiens forsøg på at blive et paradis for terapeutisk kloning. De 3 milliarder dollars i statsstøtte til stamcelleforskning, som vælgerne godkendte i 2004, er blevet holdt tilbage i juridiske tvister; men i mellemtiden udsteder tilsynsagenturet obligationer for at rejse penge til stamcelleprogrammer. Mange universiteter, der håber at modtage nogle af disse penge, siger, at nuklear overførsel vil være en stor del af deres forskningsdagsordener.

To hold videnskabsmænd ved Harvard med et imponerende dossier planlægger også at starte atomoverførselsforsøg. George Daley på Children's Hospital Boston ønsker at skabe patientmatchede stamceller til knoglemarvstransplantationer til børn med blodsygdomme, såsom leukæmi. I øjeblikket kan mange af disse børn ikke finde donorer, hvis knoglemarv er en tæt nok match til at være egnet til transplantation. Og nogle gange kan endda matchede knoglemarvstransplantationer udløse en alvorlig immunreaktion. Eggan, en ekspert i musekloning, og Doug Melton, en molekylær og cellulær biolog ved Harvard, ønsker at bruge kloning til at skabe nye modeller for neurodegenerative sygdomme og diabetes. Harvard-forskerne håber at få endelig godkendelse til deres respektive projekter i år.

Omprogrammering af debatten
Tobias Brambrink sidder ved et mikroskop og stirrer på en plade belagt med millioner af specialiserede hudceller kendt som fibroblaster. Han håber at finde en klump af celler, der lyser grønt, eller endnu bedre, nogle celler, der har den afrundede form som stamceller, snarere end den aflange form af fibroblaster. Brambrink, en postdoc-forsker i Rudolf Jaenischs laboratorium ved Whitehead Institute for Biomedical Research i Cambridge, MA, søger efter de genetiske switche, der styrer omprogrammering - en dårligt forstået transformation, der finder sted under kloning, og vender en voksen celle tilbage til sin embryonale tilstand.

Alle celler i en organisme deler de samme gener, men mønsteret for en celles genaktivitet afgør, om den bliver en stamcelle eller en differentieret celle. Under omprogrammering slukker nogle stadig ukendte faktorer i ægget de gener, der laver en celle, f.eks. en neuron, og tænder for de gener, der udtrykkes i embryoner. For at afdække generne, der styrer denne omdannelse, har Brambrink konstrueret voksne celler til at udtrykke de gener, der aktiveres selektivt i æg. Hvis et bestemt gen udtrykt af en af ​​disse celler er afgørende for omprogrammeringsprocessen, vil det aktivere gener, der vides at være involveret i processens senere stadier; disse gener er blevet mærket med markører, der får cellen til at lyse grønt. I det bedste tilfælde kan aktivatorgenet udløse omprogrammering af sig selv og skabe en klump af stamceller, hvor der engang sad differentierede fibroblaster.

Omprogrammering af celler i en skål ville være et stort gennembrud for området terapeutisk kloning. Når forskerne forstår processen, kan de skabe nye teknologier til at omdanne voksne celler direkte til stamceller. Sådanne teknologier ville eliminere den etiske kontrovers omkring embryonale stamceller, fordi de ikke ville kræve skabelse og ødelæggelse af menneskelige embryoner. De ville også eliminere behovet for menneskelige æg, hvilket kunne gøre terapeutisk kloning meget mere effektiv og derfor mere bredt anvendelig. Et sådant fremskridt kunne virkelig indlede en ny æra af regenerativ medicin, hvor en skræddersyet stamcelletransplantation er tilgængelig for alle, der har brug for en.

Forskere har allerede kastet lidt lys over omprogrammeringsprocessen. I et papir udgivet i september identificerede Rick Young, en biolog hos Whitehead, og hans kolleger et sæt gener, der holdes inaktive i udifferentierede stamceller. Forskere teoretiserer, at når disse gener tændes, producerer de transkriptionsfaktorer, der ansporer cellerne langs forskellige udviklingsveje.

Forskere advarer om, at et klart billede af omprogrammering - en, der ville muliggøre produktion af stamceller uden æg - sandsynligvis er årtier væk. Imidlertid hjælper det hidtil lidt kendte allerede forskere med at udvikle nye, mindre kontroversielle teknikker til at skabe stamceller. For eksempel søger videnskabsmænd efter måder at skabe genetisk ændrede embryoner, der ikke længere har potentialet til at udvikle sig til mennesker, og dermed eliminere noget af den etiske kontrovers omkring nuklear overførselsforskning. Markus Grompe, direktør for Oregon Stem Cell Center ved Oregon Health and Science University i Portland, håber at skabe en sådan teknologi ved at tvinge donorceller til at udtrykke gener, der normalt kun findes i embryonale stamceller (se 10 Emerging Technologies: Nuclear Reprogramming, marts/ april 2006).

Faktisk kan nuklear overførsel vise sig at være en overgangsteknologi. Men selvom det er det, og på trods af al dens kontrovers, kan det stadig være af afgørende betydning som nøglen til at udvikle nyere teknologier, der endelig er i stand til at befri embryonale stamceller fra etiske dilemmaer. Nuklear overførsel er den eneste måde, vi i øjeblikket kan lave omprogrammering på. Dette er vores model og vores målestok for at lære, hvad der er vigtigt, siger Whiteheads Jaenisch. Tilføjer Snyder, hvis vi ikke ved, hvordan man laver atomoverførsel, eller vi ikke får lov til det, så bliver denne potentielt debatløsningsteknik umulig at forfølge.

Lanza arbejder også på nye omprogrammeringsteknologier for at omgå manglen på æg. Men ligesom Snyder er han bekymret for, at for meget fokus på usikre alternativer kan afspore fremskridt inden for terapeutisk kloning, som forskerne ved virker. Lad os udvikle alle disse teknologier og se, hvad der virker bedst, foreslår han. Han tilføjer, at måneder og år med at kæmpe med de etiske og juridiske spørgsmål omkring stamcelleforskning, snarere end videnskab, har slidt ham ned. Men tanken om stamcelle-baserede behandlinger presser ham til at fortsætte. Jeg har ofte gået hjem og slået hænderne op. Men så siger jeg, så let kan vi ikke give op.

Emily Singer er bioteknologiredaktør for Technology Review.

Sidebjælke: Overvinde immunitet
En af de største hindringer for stamcelle-baserede terapier er muligheden for immunafstødning, som det kan ske med donor nyrer. Patient-matchede stamceller - afledt af en patientdoneret hudcelle - kunne præsentere en vej omkring dette problem. Men da forskere er kommet til at tro, at kloning af stamceller kan være for ineffektiv til bred brug, er de begyndt at udvikle andre måder at overvinde immunafstødning.

I stedet for at skabe stamcellelinjer til hver patient, der har brug for dem, siger Stephen Minger, en stamcelleforsker ved King's College London, kan vi gøre det bedre for at skabe 1.000 stamcellelinjer, der repræsenterer de mest almindelige immunprofiler i befolkningen. Du ville ikke få et perfekt match for alle ... men du ville være tæt på, og du har måske kun brug for mild immunsuppression, siger han.

Forskere udvikler også måder at bruge stamceller til at bedrage immunsystemet. Hvis du kan slå [immunrespons] ud, er det muligt, at du kan få celler snigende under radaren, siger Tim Kamp, en stamcelleforsker ved University of Wisconsin-Madison. Foreløbig forskning tyder på, at omdannelse af stamceller til en type immuncelle kendt som en dendritisk celle kan narre værtens immunsystem til at acceptere andre, relaterede celler. Hvis videnskabsmænd fremstillede både immunceller og hvilken celletype, der var nødvendig for terapi, fra de samme linjer af stamceller, kunne de muligvis injicere begge celletyper i en patient uden et immunrespons.

I nogle tilfælde behøver læger muligvis ikke at bekymre sig om immunafvisning. Vi begynder at erkende, at stamceller kan blive bedre tolereret af immunsystemet i nogle områder af kroppen, end vi havde forventet, siger Evan Snyder, neurolog ved Burnham Institute i La Jolla, CA. Embryonale stamceller synes at blive tolereret i hjernen, selv uden immunsuppression.

Geron, en Californisk-baseret bioteknologivirksomhed, der udvikler embryonale stamcelleterapier, udnytter dette faktum til at udvikle nye behandlinger for rygmarvsskade. Forskere har ansporet sårede rotter til at gå igen efter injektioner af neurale precursorceller afledt af embryonale stamceller; Geron søger om tilladelse til at påbegynde kliniske forsøg med mennesker af en relateret procedure næste år.

skjule