4 Kloning
4.1 Innleiing
Genar kodar for arvelege eigenskapar. Eit gen er ein struktur som i ein bestemt kombinasjon gjev organismen beskjed om å utvikle ein bestemt eigenskap. Gena sit i DNA-molekyla i kjernen til kvar enkelt celle i ein organisme. Innanfor artar viser genmaterialet stort samanfall, men kvart individ har òg sin unike kode. Kloning er naturleg eller kunstig framstilling av likt eller tilnærma likt arvemateriale (DNA), celler, vev eller individ. Punkt 4.2 gjev ei kort utgreiing om dei ulike teknikkane som kan brukast til å framstille dyr med likt eller tilnærma likt arvemateriale.
Kartleggingsarbeid gjort i 1999 1 og 2002 2 har vist at det er få norske miljø som har arbeidd med metodar relaterte til kloning av virveldyr. Etter det departementet kjenner til, er det ikkje framstilt klona virveldyr ved kjernetransplantasjonsteknikkar i Noreg. I følgje rapporteringar i fagtidskrift på området er det i fleire andre land gjort ein del eksperiment med kjernetransplantasjonsteknikkar som har resultert i levande fødde klonar av virveldyr. Kommersielle føretak står for mykje av verksemda på området. I punkta 4.3 og 4.4 blir det gjort nærare greie for desse eksperimenta og erfaringane ein har hausta med desse.
4.2 Kloningsteknikkar
4.2.1 Innleiing
Naturleg eller kunstig framstilling av eitt eller fleire individ med likt eller tilnærma likt arvemateriale kan skje på ulike måtar. Eksempel på eldre og veletablerte teknikkar er innavla genetisk like dyr, kloning ved kunstig gynogenese og kloning ved deling av befrukta egg (embryosplitting). Den nyaste teknikken er kloning ved kjernetransplantasjon, som ofte vert omtala som «somatisk kloning». Mange plantar har naturlege former for vegetativ formeiring som resulterer i genetiske kopiar av opphavsplanten. I tillegg er mykje av det sortsmaterialet som vert brukt innan landbruket i dag klona. Klonar som stammar frå transgene plantar eller frå cellefusjonar som er danna frå to forskjellige planteartar der naturleg hybridisering ikkje kan førekomme, er i dag regulerte av genteknologilova. I visse klassar av virvellause dyr, mellom anna insekt, finst livsstadium der det kan oppstå ukjønna danning av nye individ som er genetisk like mora, og der dei nye individa kan definerast som naturlege klonar. Hos andre primitive dyr 3 kan enkelte artar regenererast fullstendig til heile individ frå mindre bitar, sjølv om dette ikkje er den naturlege reproduksjonsmåten deira. Virveldyr har ikkje denne eigenskapen, sjølv om regenerering av enkelte typar lemmer, organ eller vev kan førekomme.
4.2.2 Assistert og målretta framstilling av genetisk like dyr ved hjelp av reproduksjonsmetodar som òg kan førekomme i naturen
Innavla genetisk like dyr og kloning ved gynogenese er metodar som har vore brukte i lang tid for å framskaffe dyr med mest mogeleg like arveanlegg. For å kunne produsere mest mogeleg like forsøksdyr har ein ved styrt seleksjon og intensiv innavl mellom anna avla fram mus som er homozygote (like arveanlegg frå mor og far) for så godt som alle gen. Metoden er gammal. Fleire artar av tannkarper og karpefisk kan reprodusere seg ved sjølvbefruktning eller også ved såkalla gynogenese, der spermien utan å bidra genetisk penetrerer egget for å starte ei deling av dette. Gynogenese kan òg førekomme hos nokre amfibium. Kunstig framkalla gynogenese ved hjelp av mellom anna bestråling har vore mykje brukt i fiskeforskinga. Dette er ein teknikk som kan brukast til å lage innavla linjer av fisk på ein rask måte og i stor skala. Teknikken vekte inga generell oppsikt då det vart rapportert om klonar av sebrafisk som var produserte på denne måten i 1981. Teknikken er sidan brukt på ei rekkje fiskeartar, til dømes laksefisk. Dersom ein nyttar teknikken utan å bestråle spermiane, får ein triploid fisk som er steril, noko som kan vere ønskjeleg for å hindre at rømd oppdrettsfisk gyter eller vert kryssa med villfisk.
Kloning ved deling av eit befrukta egg, såkalla embryosplitting, er ein enkel måte å lage identiske individ på etter same metode som ved spontan danning av einegga tvillingar eller fleirlingar i naturen. Etter at eit befrukta egg har delt seg nokre gonger og er blitt til 4-16 celler, kan ein dele det. Sett inn i ei livmor kan kvar del bli til eit normalt individ. Desse individa er kunstig skapte einegga tvillingar som er genetisk like. Ved embryosplitting kan ein maksimalt få fram 4-8 like individ. Denne teknikken har i mange år vore brukt til kloning av husdyr, men har ikkje kunna erstatte vanlege avlsmetodar der formålet har vore å få fram avkom med verdifulle eigenskapar. Embryosplitting gjer det òg mogeleg å standardisere den genetiske bakgrunnen til forsøksdyr til bruk i forskinga.
4.2.3 Kloning ved kjernetransplantasjon (somatisk kloning)
Denne metoden går ut på formeiring av eit vakse individ utan samansmelting av egg og sædcelle. Med denne teknologien får ein fram eit individ utan at der er ei mor (utover surrogatmora) og ein far i tradisjonell forstand. Sauen Dolly er blitt mønstereksemplet på kloning ved kjernetransplantasjon. Dolly var ein såkalla somatisk klon fordi ho vart klona av ei kroppscelle frå ein vaksen sau; derav omgrepet «somatisk kloning» .
Kroppen er sett saman av milliardar av spesialiserte celler (hudceller, beinceller, blodceller, hjerneceller osb.). Normalt kan ei spesialisert celle ved celledeling berre bli til same slags celler, det vil seie at ei hudcelle held fram med å dele seg til hudceller. Ved kloning ved kjernetransplantasjon tek ein ei spesialisert celle frå eit individ, tek ut cellekjernen og overfører denne til ei ubefrukta eggcelle der ein har fjerna kjernen. Eggcella «omprogrammerer» cellekjernen slik at denne «gløymer» at han var ei spesialisert celle (til dømes ei hudcelle) og tek til å fungere som om han var kjernen i eit befrukta egg. Det vil seie at eggcella tek til å utvikle seg som om ho var befrukta med ei sædcelle. Sett inn i ei livmor kan det bli til eit individ med omtrent same arvemateriale (med unntak av mitokondrie- DNA som stammar frå eggcella) som det individet som donerte cellekjernen. Den største delen av cella sitt DNA ligg i kjernen, men nokre gen finst òg i mitokondria. Eit mitokondrium produserer dei energirike sambindingane som ei celle treng for å fungere. Mitokrondia ligg i cellematerialet, dvs. cytoplasmaet rundt cellekjernen. Dei 37 gena i mitokondria til Dolly var ikkje dei same som i donoren hennar.
Stamceller er uspesialiserte celler som kan dele seg og bli til meir spesialiserte celler. Det finst forskjellige typar stamceller. Stamceller finst i dei tidlege fasane av det befrukta egget, det vil seie i fosteranlegget (embryoet). Denne typen stamceller kallast difor embryonale stamceller (ES-celler). ES-cellene blir mykje brukte i celle- og genteknologien, mellom anna for å framstille genmodifiserte dyr, som er mykje brukte i medisinsk forsking. Når framande gen vert injiserte direkte i eggcella, har ein lite kontroll med kvar genet vert integrert i genomet. Difor vert dette gjort i embryonale stamceller (ES-celler), som så vert dyrka i tilstrekkeleg tal til at ein kan undersøkje om innsetjinga av det framande genet er vellukka. Dei vellukka genmodifiserte ES-cellene kan deretter fusjonerast med kjernelause eggceller. Med denne metoden lagar ein altså genmodifiserte dyr med ES-celler og kjerneoverføring. Sidan ein tek utgangspunkt i ei cellelinje, kan ein dermed få danna fleire genetisk like individ. Denne metoden var brukt i fleire år før Dolly vart klona.
4.3 Problem ved kloning av dyr
4.3.1 Innleiing
Etter kloninga av sauen Dolly har det vore mykje debatt om kloning av dyr. Debatten har dreia seg om både etikk, miljøvern og dyrevern. Når det gjeld samfunnet sine normer og verdiar i høve til kloning av dyr, viser ein òg til kapittel 3.
4.3.2 Illegal overføring av teknikken på menneske
Uro blant folk flest om faren for illegal overføring av teknikken, slik at denne kan brukast til å klone menneske, er eitt av dei mest framtredande momenta i debatten om kloning av dyr. Dette vert ofte omtala som «skråplanargumentet». Det mogelege skråplanet dreiar seg ikkje berre om kva som skjer på det tekniske planet, men òg om kva som skjer med vår eiga oppfatning av kvar dei etiske grensene går. Bekymringa er at vi stadig flyttar grenser med omsyn til kva vi kan akseptere i forhold til dyr, og at dette i sin tur kan innebere flytting av grenser også for kva vi kan akseptere for menneske. Dette gjeld primært i tilfelle der ei restriktiv haldning er avhengig av den allmenne oppfatninga.
4.3.3 Helsemessige konsekvensar for menneske og dyr
Det finst lite dokumentasjon som drøftar mogeleg helserisiko for menneske når det gjeld klona dyr. National Academy of Sciences har vurdert om det er trygt å bruke matprodukt frå dyr som ikkje er genmodifiserte, men som er framstilte ved bruk av kjernetransplantasjonsteknikkar. I rapporten frå denne studien vert det konkludert med at det per dags dato ikkje ligg føre bevis på at produkt frå slike dyr er utrygge å ete. I Noreg vil slike produkt vere regulerte av næringsmiddellovgjevinga dersom dei representerer ein helserisiko.
Dei helsemessige sidene ved kloning av dyr er i all hovudsak knytte til korleis kloninga påverkar helsa til dei involverte dyra sjølve. I følgje informasjon på området, mellom anna ein rapport frå National Academy of Sciences (National Academy of Sciences (NAS) Scientific and Medical Aspects of Human Reproductive Cloning, National Academy Press, WashingtonDC 2002), der det finst omfattande dokumentasjon, har berre ein liten prosent av embryooverføringane hos sauer, kveg, geiter, mus, kattar og kaninar ført til levande avkom. Forsøk på å klone rotter, hundar og apar har til no ikkje ført til levande avkom. Vidare går det fram av rapporten at i meir enn 90 prosent av kloningsforsøka som har vore utførte med ulike artar av pattedyr, har dei overførte embryoa ikkje utvikla seg normalt og enda som spontanabortar. Sauen Dolly kravde til dømes rundt 300 forsøk før det lukkast å få fram eit livskraftig lam, og atskilleg fleire deformerte og dødfødde dyr. I tillegg er det rapportert ei rekkje helseproblem hos dei klona dyra som er levande fødde. Kalvar framstilte ved kjernetransplantasjon har vist seg å kunne vere unormalt store ved fødselen. Mens ein normal kalv veg rundt 40 kg, kan ein klon vege 90 kg. Denne eigenskapen er ikkje arveleg. Klona storfe får normalt avkom. Som vaksne dyr er dei òg normale i storleik. Årsaka til at kalvane blir så store, er ikkje kjend. Det finst indikasjonar på at embryo framstilte ved kloning har eit anna mønster for avlesing av gen enn embryo som er resultat av samanføring av egg og sædceller. Vidare herskar det uvisse om langtidsverknadene av denne typen kloning pga. aldringsprosessar som er starta i genmaterialet. Det er usikkert om kjernetransplantasjon frå ei kroppscelle teken frå eit vakse individ kan føre til auka sjukdomsfrekvens eller lidingar seinare i livet hos dei klona individa. Det er lansert fleire teoriar om kvifor kjernetransplantasjonsteknologien mislukkast i dei fleste tilfelle.
Det ligg ikkje føre opplysningar om negative helseverknader ved embryosplitting av virveldyr.
4.3.4 Miljø- og næringsmessige konsekvensar
Eit klona dyr som slepp ut i naturen og parar seg med eit individ frå ein naturleg populasjon, representerer i utgangspunktet ingen fare for det biologiske mangfaldet. Ingen av gena i kjønnscellene som dette dyret produserer, er i prinsippet annleis enn dei gena som alt finst i populasjonen. Føresetnaden er at dyret ikkje er genmodifisert, og at det ikkje som følgje av kloningsprosessen eller ved mutasjonar har oppstått eigenskapar som gjer at ei innkryssing i ville populasjonar ikkje er ønskjeleg. Innverknaden på den genetiske variasjonen i ein populasjon er avhengig av kor mange klonar som vert sleppte ut. Innverknaden vil vere sterkare di større gruppa av klona dyr er i høve til mottakarpopulasjonen. Bortsett frå den genetiske effekten vil ikkje eit utslepp av klona dyr frå laboratorium eller forsøksfelt innebere nokon annan økologisk risiko enn når eit ikkje-klona dyr vert introdusert i eit nytt miljø.
Vert kloning brukt kommersielt i større omfang, til dømes for å få fram gode produksjons- og avlsdyr, kan dette føre til eit redusert genetisk mangfald og utarming av genressursane i dei klona populasjonane. Nedsett motstandskraft mot sjukdom vil vere ein fare ved slik produksjon. Nedsett motstandskraft hos eitt individ vil også gjelde for alle klonane frå dette individet. Dersom store delar av dyrestammane i landbruks- og fiskerinæringa er klona, vil heile næringa bli meir utsett for risiko enn i dagens situasjon der dyra er innbyrdes ulike med omsyn til mellom anna motstandskraft mot sjukdom.
Den økologiske risikoen knyter seg særleg til bruk av kloningsteknikkar for å framstille genmodifiserte dyr. Dersom ein gjennom kloning kan framstille eit større tal genmodifiserte dyr, og det vert opna for eksport og/eller utsetjing av desse (til dømes embryo), vil det vere fare for såkalla genforureining med einsretting og utarming av artsmangfaldet i området som konsekvens. Det er kombinasjonen av genmodifisering og utsetjing som kan få dei største følgjene for miljøet ved kloning brukt på dyr. I ein norsk samanheng vil føresegnene om utsetjing i genteknologilova kunne hindre slike utslag. I land der lovreguleringa er meir liberal, vert situasjonen ein annan. Dette gjeld ikkje minst utviklingsland. Slike perspektiv høyrer òg med i vurderinga av dei økologiske risikoane som knyter seg til bruken av kloning ved framstilling av genmodifiserte dyr.
4.4 Ulike område der kloning av dyr kan nyttast
4.4.1 Innleiing
Det har vore stilt store forventningar til kloning av dyr, og då særleg til kloning ved bruk av kjernetransplantasjonsteknikk. I utlandet har teknikken vore brukt til å framstille dyr med tanke på medisinsk forsking og behandling, foredling av husdyr, ønske om å redde utryddingstrua artar og å lage kopiar av selskapsdyr.
4.4.2 Kloning av dyr i forsking og medisinsk verksemd
Kloning vil kunne utviklast til eit viktig verktøy for framtidig forsking på levande organismar. Dette kan auke kunnskapen om dei ulike livsformene i naturen. Med kloning vil ein òg kunne standardisere den genetiske bakgrunnen til forsøksdyr, noko som vil vere av stor verdi for forskinga, ikkje minst innan helsesektoren. Slike modellsystem er viktige for å forstå årsakene til sjukdom og utviklinga av relevant behandling. Ved å bruke genetisk like dyr i til dømes utprøving av eit legemiddel, vil ein få eit betre grunnlag for å vurdere den faktiske effekten av legemidlet. Det er sannsynleg at kloning vil bli brukt i stadig større omfang på forsøksdyr, der ein alt no gjennom avl prøver å gjere dyra så genetisk like som mogeleg.
Kloning kombinert med genteknologi er ikkje berre viktig for å forstå korleis enkeltgen verkar. Det kan òg gjere det mogeleg å bruke dyr som produsentar og donorar av organ, ulike typar vev og celler til sjuke menneske. Det vert rekna som vanskeleg å få fram eit vellukka genmodifisert dyr. Om ein lukkast i å framstille for eksempel ein genmodifisert sau som har stor produksjon av ein viktig legemiddelkomponent i mjølka, eller ein gris der det er liten risiko for at organ vert avstøytte av mottakarorganismen, kan det vere ønskjeleg å bruke kloning for å lage identiske besetningar av slike dyr.
For å lage dyr som produserer til dømes legemiddelkomponentar, må genet som styrer produksjonen av desse plasserast i arvestoffet til dyret. Dette kan mest effektivt gjerast ved hjelp av ES-celler og kjernetransplantasjon, jf. punkt 4.2.3. Sauer og geiter er gode mjølkeprodusentar, og er difor rekna som aktuelle for kloning til produksjon av legemiddel. Britiske og amerikanske forskingsmiljø og føretak har meldt om framstilling av klona fjørfe (høns). Målsetjinga var å genmodifisere høns slik at egga inneheldt legemiddel/legemiddelkomponentar. Egg er godt eigna for produksjon av legemiddel. Ei høne produserer ca 250 egg i året. Kvart egg kan innehalde opp til 100 mg av eit legemiddel eller ein legemiddelkomponent. Ettersom produksjonskostnadene er så låge samanlikna med tradisjonelle alternativ, har selskapet Viragen rekna ut at eitt gram av ein medisinsk komponent kunne koste ned i 10 til 25 cent framstilt i egg, samanlikna med 100 dollar ekstrahert frå celler eller frå to til tjue dollar ekstrahert frå geitemjølk.
I perioden 2000 til 2002 har britiske og amerikanske føretak presentert resultata av sine eksperiment med framstilling av klona griser. Griser er ei potensielt attraktiv kjelde til transplantasjonar fordi organa er av tilsvarande storleik som menneskeorgan. Kloningsteknikkar er sentrale i arbeidet med å framstille griser der ein slår ut genet som gjer at organ vert avstøytte. Gen kan berre slåast ut i kvar einskild celle. Kloning av desse enkeltcellene har så gjort det mogeleg å framstille eit heilt dyr med desse gena i alle celler. Sjølv om ein del er oppnådd, står mykje forsking att på dette området før ein kan hindre at organ blir avstøytte frå mottakarorganismen.
4.4.3 Kloning av dyr for matvareproduksjon
Kunstig inseminering er mykje brukt i tradisjonell foredling av husdyr, der det vert valt ut eit sett av ønskte eigenskapar å avle på. Kjernetransplantasjon frå somatiske celler kan i framtida truleg bli nytta som eit tillegg til dei meir tradisjonelle foredlingsmetodane, m.a. for å skaffe eit breiare utval av livdyr til avl. Kjernetransplantasjonsteknologien gjer det mogeleg å lage kopiar av husdyr med spesielt ettertrakta eigenskapar. Kjøtprodusentar har alltid prøvd å velje ut dyr med særleg verdifulle eigenskapar som kjøtprodusentar. Frå USA og Japan er det i perioden 1997-2002 meldt om vellukka somatisk kloning av kyr. Målet med kloninga var å masseprodusere klonar for å betre kjøtproduksjonen. Amerikanske føretak er også i ferd med å utvikle teknologi som kan brukast til å klone kyllingar i stor skala med tanke på eggproduksjon. I år 2002 fekk eit amerikansk bioteknologiselskap fram ein kalv frå ei celle som vart teken frå ei ku 48 timar etter at ho var slakta. Dette eksperimentet vert rekna som lovande fordi det kan innebere at produsentar kan klone dyr etter at ein har undersøkt kjøtkvalitet m.m. Ein annan fordel for forbrukarane er at produsentane kan satse på rasar som ikkje ber bakteriar som kan gje matforgifting. Ein av farane ved slik produksjon er at dyra kan ha låg motstandsevne mot sjukdom, jf. punkt 4.3.4.
4.4.4 Kloning av selskapsdyr og liknande
Kloning av selskapsdyr vart nyleg aktualisert då ein katt vart klona i USA. Men katten Cc har eit anna pelsmønster og ein annan «personlegdom» enn katten han vart klona av. Selskapet som utførte dette eksperimentet, meiner at det finst ein marknad av dyreeigarar som ønskjer å sikre seg ein kopi av selskapsdyra sine. Forretningskonseptet går mellom anna ut på å tilby lagring av genetisk materiale frå eit dyr med tanke på å kunne klone det seinare. Dyr som vert brukte i konkurransar, til dømes veddeløpshestar og hundar, kan òg vere aktuelle for kloning då det knyter seg store økonomiske interesser til slike dyr, spesielt veddeløpsdyr. Likeins kan ein tenkje seg at somme kan ha interesse av å klone dyr som vert brukte som assistentar for menneske, til dømes førarhundar for blinde. Sjølv om mange forskargrupper arbeider med å klone katter og hundar, er det usikkert når slik kloning kan bli eit utbreitt tilbod.
4.4.5 Restaurering av trua artar
Teoretisk vil forskarane berre trenge nokre få celler frå eit utryddingstrua dyr for å kunne klone det. Kjernematerialet frå ei celle kan brukast til å lage eit klona embryo som vert ført inn i livmora til ein art i same dyreslekta. Teknikken har alt vore brukt til å få hestar til å fø sebraer og vanlege antiloper til å fø sjeldne antilopeartar. Likeins håper ein at celler frå godt bevarte dyrekadaver kan brukast til å restaurere utrydda artar. Kloningsteknikkar der ein nyttar egg frå dyreartar av same slekt, vert rekna som svært lovande når det gjeld utryddingstrua dyr sidan teknikken ikkje krev risikofylte operasjonar for å få tak i egga frå desse dyra. Samtidig er slike metodar for bevaring av biologisk mangfald også omstridde.
For enkelte sjeldne artar kan det vere vanskeleg å finne surrogatmødrer som er så nært i slekt at dei kan bere fram eit klona embryo frå ein annan art. Dyrehagar samlar no celler frå utryddingstrua afrikanske kattedyr, gasellar og antiloper som er artar som er tilstrekkeleg nær i slekt med dyr som kan fungere som surrogatmødrer. I 2001 vart ein sjeldan sørasiatisk okse og ei utryddingstrua spansk fjellgeit klona. I 2002 vart det siste hodyret i ein trua griserase klona i USA som ein siste utveg for å redde rasen frå å døy ut.