GENETYCZNIE MODYFIKOWANE ZWUERZĘTA W BADANIACH MEDYCZNYCH STRESZCZENIE RAPORTU KRYTYCZNEGO PRZYGOTOWANEGO DLA FUNDACJI „ANIMAL AID”

Setki milionów zwierząt jest używanych w medycznych badaniach genetycznych. Fundacja „Animal Aid” zleciła wykonanie raportu podsumowującego informacje na temat produkcji i zastosowań zwierząt modyfikowanych genetycznie.

Podsumowanie wyników raportu: Całościowa liczba eksperymentów na zwierzętach w Wielkiej Brytanii w latach 1975-85 spadła o około 40%. Po 1985 roku liczba zastosowań zwierząt niemodyfikowanych nadal stopniowo spadało podczas gdy zastosowanie zwierząt genetycznie modyfikowanych zaczęło wzrastać - odwracając tendencję spadkową. Obecnie w Wielkiej Brytanii wzrasta ogólna liczba eksperymentów na zwierzętach, przy czym 1/3 badań jest przeprowadzana na zwierzętach modyfikowanych genetycznie.

2. Badania nad GMO nie spełniają danych obietnic. a) Wątpliwe są efekty badań na zwierzętach genetycznie modyfikowanych, mające na celu znalezienie leku na takie choroby ludzkie, jak :

- Alzheimer - postępująca, degeneracyjna choroba ośrodkowego układu nerwowego, charakteryzująca się występowaniem otępienia Genetycznie modyfikowane zwierzęta nie zdołały wyjaśnić choroby Alzheimera u ludzi, ani nawet zreplikować jej patologii. Myszy – z patologią mózgu taką, jak u pacjentów ludzkich z chorobą Alzheimera –nie wykazywały żadnych lub prawie żadnych objawów chorobowych. Zawiodły też nadzieję na wyjaśnienie innych genów powiązanych z chorobą Alzheimera. Porównanie w MRI mózgu osoby zdrowej (po prawej) i chorej na chorobę Alzheimera (po lewej).

- Mukowiscydoza / Cystic Fibrosis - zwłóknienie torbielowate, to wrodzona, genetycznie uwarunkowana choroba ogólnoustrojowa o różnorodnej ekspresji klinicznej (chore dziecko urodzi się tylko wtedy, gdy oboje jego rodziców jest nosicielami genu CF, gdyż każde z nich ma tylko po jednej kopii genu) Myszy z identyczną mutacją, jak chorujący na CF ludzie, nie mają tych samych objawów chorobowych, lecz umierają od zatorów jelitowych, niespotykanych u ludzi. Przewlekłe zapalenie płuc ze zniszczeniem miąższu płucnego u osoby z mukowiscydozą.

Nieskuteczne okazały się także badania w odniesieniu do chorób takich jak, choroba Parkinsona, cukrzyca, czy zespół Downa (trisomia 21). Diagram ilustrujący rosnące z wiekiem rodziców ryzyko urodzenia dziecka z zespołem Downa Charakterystyczne cechy postawy ciała osoby chorej na chorobę Parkinsona W tym czasie badania oparte na innych metodach, nie wykorzystujących zwierząt, przynoszą znaczne postępy w odniesieniu do wymienionych chorób!

b) Xenotransplantacja również okazuje się być wysoce ryzykowna, z uwagi na możliwość pojawiania się nowych chorób pochodzących od dawcy-zwierzęcia. Powstaje także pytanie o zasadność hodowli zwierząt modyfikowanych w kierunku produkcji mleka zawierającego substancje lecznicze dla ludzi.

3. Proponowane alternatywy względem badań nad zwierzętami: Jako alternatywę twórcy raportu proponują zastąpienie wszelkich doświadczeń związanych ze zwierzętami transgenicznymi badaniami: - na ludzkich tkankach i komórkach (komórki macierzyste, inaczej komórki pnia (ang. stem cells) Kolonia ludzkich embrionalnych komórek macierzystych

- przy użyciu mikromacierzy DNA, chipu DNA (DNA mikroarrai chips), tj - przy użyciu mikromacierzy DNA, chipu DNA (DNA mikroarrai chips), tj. płytki szklanej lub plastikowej o naniesionych – w regularnych odstępach mikroskopijnej wielkości – polami (ang. spots), które zawierają różne sekwencje fragmentów DNA; fragmenty te są sondami, które wykrywają (za pomocą hybrydyzacji) komplementarne do siebie cząsteczki DNA lub RNA Fragment mikromacierzy dwukolorowej cDNA w powiększeniu Mikromacierze oligonukleotydowe firmy Affymetrix

- z wykorzystaniem modelowania komputerowego - mikrofluidy Szklane porty mikrofluidów. - zawansowane technologie skanowania. Obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego (elementy morfotyczne krwi).

4. Metody hodowli genetycznie modyfikowanych zwierząt. Istnieje wiele różnych technik stosowanych do generowania zwierząt transgenicznych, można je wszystkie podzielić na 3 kategorie :

a) Technika oparta na wirusach. Jest to najstarsza z trzech głównych technologii. Następuje w niej wprowadzenie wirusa do komórki, po to, aby dostarczył transgen do docelowych jąder. Obecnie naukowcy z niej rezygnują, ze względu na jej niedoskonałość: wielokrotne wprowadzanie transgenu do obcego genomu utrudnia lub wręcz uniemożliwia interpretacje efektów badań. Stosowanie tej metody daje niewielką ilość żywych transgenicznych organizmów. Prowadzi także do produkcji tzw. mozaikowych zwierząt, których transgen jest przenoszony i dokonuje ekspresji jedynie w niektórych komórkach ciała. Dodatkowo wiadomo, że materiał genetyczny wirusów łączy się z sekwencjami DNA obcego genomu, co w konsekwencji prowadzi do powstania nowych, bardziej zajadłych wirusów. Ponadto, znany jest fenomen zwany „wprowadzoną onkogenezą”, oparte na tym, że komórki, do których zostały wprowadzone obce genomy wirusów, ulegają zrakowaceniu.

b) Pronuklearne mikroiniekcje. Ta często stosowana metoda stanowi normę badawczą, ze względu na jej skuteczność w porównaniu do wirusowej transgenezy – chociaż jej średnia skuteczność wynosi 1-10%, co oznacza, że nadal 90-99% zwierząt jest zabijana. W tej technice samice zwierząt (np. myszy) otrzymują zastrzyk hormonalny, wywołujący wzmożoną produkcje komórek jajowych. Po takiej sesji hormonalnej zapładnia się naturalnie samice, które po określonym czasie zabija się w celu uzyskania embrionów. Następnie za pomocą iniekcji wprowadzone zostają do nich transgeny. 20 lub 30 embrionów jest wówczas transferowanych do odpowiedniej liczby samic myszy, które były uprzednio przygotowane do przyjęcia ciąży. Jest ich tyle, gdyż zazwyczaj tylko 4-5% początkowych embrionów zawiera transgen. Następnie po trzech tygodniach od wykonanego transferu następuje poród zwierząt, które przeżyły ten proces.

c) Embrionalne jądro komórkowe. Ta metoda posługuje się jądrem zarodowych komórek macierzystych, we wczesnym stadium rozwoju, zwanym blastocytem. Blastocyty to embriony, które rozwinęły się kilka dni po zapłodnieniu i składają się z ok. 100 zarodowych komórek, które jeszcze się nie zagnieździły. Embriony, które mają tylko kilka dni, są pobierane z wcześniej zabitego zwierzęcia. Komórki są izolowane i przechodzą proces inkubacji in vitro. W tym czasie wprowadzany jest transgen za pośrednictwem zaprojektowanego wirusa lub prądu elektrycznego. Transgen jest wprowadzany razem z innym genem, tzw. markerem, który pozwala zidentyfikować jądro komórkowe zawierające transgen, oraz je wyselekcjonować antybiotykiem – tylko komórki zawierające transgen będą na niego odporne. Następnie zostają one połączone z nowym, „obcym” blastocytem i transferowane do ciężarnej samicy.

Proces ten powoduje powstawanie czasem zwierząt zwanych jako chimery, które składają się z komórek jądrowych z zawierających transgen i z komórek blastocytu. Często myszy, stosowane jako źródło tych komórek, są różnych kolorów, tak że proporcje tych dwóch rodzajów komórek w zwierzętach transgenicznych można szacować tylko obserwując ich umaszczenie. Zaletą tej techniki jest fakt, że wprowadzenie transgenu do obcego genomu jest ukierunkowane precyzyjnie, dzięki szczególnym elementom DNA otaczającym transgen. To obniża ryzyko wywołania mutacji w obcych genach, w stosunku do przeprowadzanych bardziej przypadkowo wprowadzeń. Jednak ta technika jest tak samo efektywna jak technika mikroiniekcji i także powoduje olbrzymie liczby zmarnowanych embrionów i dorosłych zwierząt.

5. Zastosowanie genetycznie. modyfikowanych zwierząt i 5. Zastosowanie genetycznie modyfikowanych zwierząt i problemy z nimi związane Produkcja organów do transplantacji dla ludzi Fabryki farmaceutyczne Klonowanie

Produkcja organów do transplantacji dla ludzi Ze względu na nieustanny niedostatek organów ludzkich do transplantacji, od wielu lat podejmowane były próby zastosowania organów zwierzęcych, czyli xenotransplantacji. Próby te, zawiodły, gdyż system immunologiczny człowieka odrzuca zwierzęcy organ. Ażeby przezwyciężyć ten problem podjęto manipulacje genetyczne świń. Argumentem przemawiającym za zastosowaniem tego gatunku jest fakt, że organy świń są mniej więcej tych samych rozmiarów, co ludzkie. (Ponadto, ze względu na ich stosowanie jako pożywienia dla ludzi, badania nad nimi nie stwarzają większości problemów etycznych). Manipulacje genetyczne świń mają na celu produkcję organów mniej podatnych na odrzucenie przez ludzkiego biorcę. Próbuje się to osiągnąć za pomocą usuwania powierzchni białek, które sygnalizują organizmowi dawcy pojawienie się „intruza”, lub za pomocą dodawania ludzkich protein, które mogą powstrzymać mechanizmy molekularne, odpowiedzialne za odrzucenie organu.

Jednak proces odrzucenia organu okazał się bardziej skomplikowany, niż pierwotnie przypuszczano, zawierając wiele genów i ścieżek molekularnych, które muszą zostać wydzielone, by osiągnąć zamierzony cel, jakim jest przyjęcie organu zwierzęcego przez ludzki organizm. Ponadto, niedoszacowana okazała się skala problemu wirusów przenoszonych przez świnie. Przykładami infekcji międzygatunkowej mogą być wirusy Ebola i Marburg pochodzące od małp, BSE/CJD pochodzące od krów, ostatnia epidemia ptasiej grypy w Azji, a także przypuszczalnie ewolucja HIV z wirusa pochodzącego od małp. Oczywistym jest, że ryzyko infekcji nie dotyczy tylko osób poddawanych xenotransplantacji, ale każdy jest zagrożony. Szczególnie niebezpieczeństwo stanowi rodzaj wirusa świni, zwany „Porcine Endogenous Retrovirus” (PERV). Eksperymenty wykazały, że te wirusy zatruwają tkanki ludzkie, a nie mogą zostać usunięte z organów świni-dawcy.

Fabryki farmaceutyczne Ludzkie proteiny są stosowane w leczeniu wielu chorób, takich jak skleroza, rak, mukowiscytoza, malaria, żółtaczka. Od pewnego czasu udaje się je produkować za pomocą różnych technik, w tym także technik genetycznych modyfikacji kultur bakterii i drożdży, kultur komórek ssaków i roślin, a także zbóż. Każda z tych technik posiada zarówno wady, jak i zalety. Ostatnio do badań nad produkcją leczniczych protein doszły zwierzęta transgeniczne, nie tyle ze względu na konieczność tego posunięcia, ile na przekonanie, żywione przez producentów leczniczych protein, że możliwe będzie szerokie rozwinięcie produkcji zwierząt transgenicznych, które da nieograniczone zasoby tanich protein leczniczych. Krowy, kurczaki, kozy, świnie, króliki i owce są poddawane genetycznym modyfikacjom, w celu produkcji leczniczych protein. Ten przemysł zwany jest „biohodowlą”. Proteiny są uzyskiwane przede wszystkim w mleku zwierząt, ale także w moczu, krwi i nasieniu.

Poza problemami etycznymi, analogicznymi, jak w przypadku innych badań nad zwierzętami, powstają tu dodatkowe trudności. Przede wszystkim, zgodnie z zamierzeniem ekspresja transgenu powinna być ograniczona do np. gruczołu piersiowego (u zwierząt mających produkować lecznicze proteiny w mleku). Jednak pewien poziom ekspresji genu objawia się też w innych tkankach. W efekcie proteiny są często odnajdywane w krwi zwierząt, co może powodować poważne negatywne konsekwencje zdrowotne, powodując patologie u zwierząt (jak podaje National Academy of Science ze Stanów Zjednoczonych). Niepokój naukowców, w odniesieniu do tych przedsięwzięć, dotyczy też ryzyka międzygatunkowej transmisji chorób. To ryzyko oczywiście istnieje, jednak może być traktowane jako mniej istotne przez pacjentów uzależnionych od leczniczych protein. Pojawia się w tym momencie jednak jeszcze jeden problem: wiele, jeśli nie wszystkie, ludzkie proteiny nie będą prawidłowo funkcjonować pod względem strukturalnym, funkcjonalnym i biochemicznym, jeśli nie zostaną one wyprodukowane w ludzkim otoczeniu, np. w kulturach komórek ludzkich. Niektóre proteiny mogą być produkowane np. w bakteriach, ale inne objawiają istotne różnice będąc produkowane poza otoczeniem ludzkim. Proteiny lecznicze powinny być produkowane w komórkach „wyższych”, więc dlaczego produkować je raczej w mleku krowy, zamiast w kulturach komórek ludzkich? Odpowiedź jest jedna: zysk!

Klonowanie Chociaż klonowanie zwierząt nie stanowi w ścisłym sensie genetycznej modyfikacji, warto przyjrzeć się mu w tym kontekście, ze względu na fakt, że proces klonowanie jest niezwykle istotny dla badań transgenicznych. Technika, starająca się wyprodukować fizyczną replikę jednostkowego organizmu, opiera się na łączeniu komórki osobnika, mającego zostać sklonowanym (który może, ale nie musi być genetycznie zmodyfikowany) z jajem komórki od dawcy, z którego zostały usunięte nukleotydy zawierające DNA. Jajo może się wówczas rozwijać, ale opiera się na programie DNA, pochodzącym od innej jednostki.

Głównym naukowym argumentem, wysuwanym na rzecz tych działań, jest tzw Głównym naukowym argumentem, wysuwanym na rzecz tych działań, jest tzw. „klonowanie terapeutyczne” i technologie „reproduktywnego klonowania”. Istnieje nadzieja, że terapeutyczne klonowanie może służyć do produkcji części ciała, organów i komórek, które idealnie pasują do organizmu potrzebującego przeszczepu pacjenta. Reproduktywne klonowanie ma z kolei na celu umożliwienie replikowania interesujących zwierząt transgenicznych. Jednak klonowanie jest wysoce nieefektywnym procesem, o niskim poziomie przeżycia i wysokim poziomie powodowanego cierpienia zwierząt poddawanych badaniom. Średnio tylko jedno zwierzę osiąga dojrzałość z każdych 100 manipulowanych jaj – tak że poziom błędu wynosi 99%. 1% zwierząt „udanych” będzie ponadto objawiało wady i deformacje oraz wiele z nich umrze przedwcześnie. W sierpniu 2005 roku podano raport na temat pierwszego klonu psa – charta rasy Afgańskiej – który został stworzony w Południowej Korei. Zespół odpowiedzialny za badanie dokonał transferu 1095 embrionów do 123 matek zastępczych, ale tylko trzy ciąże były udane.

Pomijając istotne moralne i etyczne aspekty działań człowieka w kierunku modyfikacji organizmów, należy wspomnieć, że kolejnym czynnikiem przemawiającym przeciwko tym badaniom są ich bardzo wysokie koszty, w które wliczają się koszty wyhodowania grup zwierząt, aparatury do badań, czy wynagrodzeń osób biorących udział w przedsięwzięciu.

Adres artykułu : http://www.animalaid.org.uk/h/n/CAMPAIGNS/experiments/ALL/740/