Clonazione
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La parola clonare significa fare copie identiche di un organismo vivente, sia esso batterio, virus, pianta o animale. La clonazione è un processo naturale praticato normalmente dagli organismi unicellulari, da alcuni invertebrati (Platelminti, Anellidi, ecc) e dalle piante per scopi riproduttivi (riproduzione asessuata). L'uomo utilizza da tempo questa tecnica in agricoltura con talee, margotte e innesti.
In genetica, la clonazione è una tecnica in cui il nucleo proveniente dalla cellula di un donatore viene trapiantato in una cellula uovo ospite che viene fatta normalmente sviluppare fino allo stadio adulto in modo da ottenere la generazione di soggetti a corredo genetico identico.
Per estensione, nel campo informatica, per clonazione si suole tecnicamente intendere la riproduzione, e in particolare quella abusiva, di prodotti informatici (hardware o software) o la riproduzione del codice identificativo di un telefono cellulare (non protetto) al fine di utilizzarne abusivamente la linea telefonica e il credito relativo.
In fisica, la clonazione si riferisce alla possibilità di riprodurre lo stato quantico di una particella elementare.
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[modifica] Storia della clonazione
1938: Spemann propone un esperimento di trasferimento nucleare per capire se il nucleo di una cellula differenziata fosse in grado di riprogrammare l'informazione espressa e di controllare lo sviluppo embrionale. Propose di prelevare il nucleo da una cellula di un embrione in avanzata fase di sviluppo e trasferirlo nel citoplasma di una cellula uovo enucleata. Spemann non poté tuttavia condurre l'esperimento per la mancanza di strumenti adatti alla manipolazione e dissezione delle cellule somatiche e germinali.
1952: R. Briggs e T.J. King misero in pratica l'esperimento proposto da Spemann 14 anni prima sulla rana leopardo (Rana pipiens). Prelevarono il nucleo da una cellula embrionale di rana allo stadio di blastula e lo trasferirono in una cellula uovo enucleata (privata del nucleo). Si sapeva già che i nuclei di blastula erano totipotenti, da questo esperimento si vide che isolandoli ognuno poteva dare origine ad un nuovo individuo. Il 60% di tutti i nuclei trasferiti portarono a girini, ma non superarono mai questo stadio. Prelevando nuclei ad uno livello di differenziazione maggiore si aveva una drastica diminuzione delle probabilità di successo (questa limitazione fu superata successivamente con la sincronizzazione tra cellule somatiche donatrici e cellula uovo, infatti è molto importante che le cellule somatiche siano in uno stadio di quiescenza e completamente differenziate, inoltre devono appartenere ad una categoria di cellule che si replica rapidamente). Da questo esperimento comunque si iniziarono a formulare alcune domande:
- il nucleo anche se differenziato contiene l'intero corredo genetico? - questo può essere riprogrammato per lo sviluppo di un nuovo individuo? - le interazioni oocita-nucleo trasferito permettono di ridifferenziare il nucleo e di dirigerne lo sviluppo?
1962: J. Gurdon ritenta l'esperimento di Briggs e King, prelevando nuclei di cellule differenziate dall'intestino di girino di Xeanopus laevis e trasferendole in una cellula uovo enucleata. Dei 726 nuclei trasferiti solo 10 si svilupparono fino allo stadio di girino. Utilizzando il trapianto in serie (cioè ponendo un nucleo intestinale in un uovo, lasciandolo sviluppare fino allo stadio di blastula e poi trasferendo i nuclei delle cellule della blastula in altrettante uova, si ottiene una maggiore dedifferenziazione del nucleo originale e un maggior numero di cloni) ottenne un successo del 7% e 7 di questi girini metamorfosarono in rane adulte fertili.
L'esperimento di Gurdon differisce da quello di Briggs e King perché venne utilizzato un organismo più primitivo della rana leopardo. Xenopus ha una capacità di rigenerazione maggiore, può infatti rigenerare arti perduti, e lo sviluppo iniziale è tre volte più rapido di quello della Rana pipiens. Quest'esperimento fu però criticato da Briggs e King che sostennero che le cellule di girino potevano essere contaminate da cellule germinali che migrano e spesso sostano attraverso l'intestino, inoltre non si poteva con certezza affermare che le cellule di un girino così giovane fossero sicuramente differenziate.
1981: P. Hoope e K. Illmensee trasferirono nuclei di cellule embrionali di topo allo stadio di blastocisti in oociti enucleati e affermarono di aver ottenuto alcuni topolini in questo modo. Purtroppo ne loro ne altri ricercatori riuscirono a ripetere l'esperimento con successo. Questo fallimento portò allo scioglimento del gruppo di ricerca di Hoope e Illmensee e i finanziamenti per questi studi nell'ambito della biologia dello sviluppo vennero bloccati. Continuarono solo in campo zootecnico per l'interesse economico che ne poteva derivare.
dal 1986: vengono effettuati trasferimenti nucleari da embrioni di bovini, suini e ovini ottenendo migliaia di cloni.
1997: nasce Dolly, il primo animale clonato a partire da cellule somatiche adulte e quindi completamente differenziate. L'esperimento fu effettuato dal gruppo di ricerca di Ian Wilmut e pubblicato su Nature. Vennero prelevate cellule dalla ghiandola mammaria di una pecora adulta di razza Finn Dorset, furono disgregate e mantenute in un terreno di coltura privo di alcuni nutrienti per rallentarne la divisione cellulare e bloccarle in una fase del ciclo chiamata G0 (stadio di quiescenza). È infatti importante per la riuscita del trasferimento che l'oocita e il nucleo donatore siano in sincronia. Le cellule furono poi incubate in un terreno contenente il virus Sendai il quale si lega alla membrana plasmatica delle cellule somatiche e serve successivamente a facilitarne la fusione con l'oocita. Furono trasferite 277 cellule somatiche in altrettanti oociti prelevati da pecore di razza diversa. Di questi, 29 si svilupparono fino allo stadio di morula/blastocisti e vennero trasferiti nell'utero di 13 femmine surrogate. Di queste 29 blastocisti solo una completò lo sviluppo fino alla nascita, la famosa Dolly.
1998: Yanagimachi Ryuzo e il suo gruppo di ricerca riescono finalmente ad ottenere la nascita di topolini a partire nuclei somatici in oociti enucleati (l'esperimento di Illmensee che non si era riusciti a ripetere). Furono utilizzati altri tipi cellulari come donatori del nucleo: le cellule follicolari del cumulo ooforo (circondano l'oocita ovulato a formare un corona chiamata appunto cumulo ooforo), le cellule del Sertoli (componente somatica del tubulo seminifero, regolano l'andamento della spermatogenesi) e le cellule nervose (dalla corteccia cerebrale di individui adulti). In questo esperimento invece di far fondere le membrane dell'oocita e della cellula somatica con l'aiuto del virus Sendai si è preferito estrarre e trasferire direttamente il nucleo all'interno dell'oocita. Solamente le cellule follicolari sono state in grado di svilupparsi fino alla nascita.
Dopo 80 anni dall'esperimento suggerito da Spemann si possono avere alcune risposte alle domande poste in precedenza: una cellula differenziata di un adulto contiene l'intero patrimonio genetico e questo può essere riprogrammato e diretto verso lo sviluppo di un nuovo individuo.
Molto importante è il ruolo svolto dalla cellula uovo la quale è in grado, per meccanismi ancora sconosciuti, di azzerare il programma di una cellula già completamente differenziata e di guidarlo verso tutti gli stadi di sviluppo embrionale. Fenomeni simili di riprogrammazione sono noti anche nel caso di cellule neoplastiche, che in un certo momento perdono la propria identità (diventano indifferenziate) ed iniziano a proliferare in modo simile alle cellule embrionali. Capire come la cellula uovo è in grado di guidare verso lo sviluppo un genoma anche già differenziato è alla base per capire come si formano le cellule tumorali, potremmo quindi essere in grado di riprogrammarle al loro stato differenziativo originale.
[modifica] Osservazioni
Nella clonazione dell'uomo vi sono problemi differenti da affrontare rispetto alla clonazione della rana di Gurdon. La femmina di anfibio infatti produce migliaia di uova contemporaneamente, mentre nella specie umana le femmine producono poche uova mature ogni mese. Inoltre vi possono essere altre differenze nell'interazione uovo-nucleo differenziato.
[modifica] Clonazione nelle piante
Un esperimento fatto nel 1958 da F.C.Steward e colleghi per verificare se cellule adulte e differenziate di piante avessero un corredo genetico completo consistette nell'isolare piccoli pezzi di floema dalle radici di carota che vennero poi messi in piastre contenenti latte di noce di cocco. Questo liquido contiene tutti i fattori e le sostanze nutritive necessarie per l'accrescimento e gli ormoni per la differenziazione della pianta.
In queste condizioni le cellule proliferarono e si formò una massa di tessuto chiamata Callo. Le piastre vengono fatte ruotare per provocare la disgregazione di questa massa e il distacco di cellule nella sospensione.
Le cellule vengono isolate e danno origine a noduli cellulari simili a radichette. I noduli vengono infine posti in terreno di coltura solido e da questi si osserva lo sviluppo una nuova pianta di carota completa e fertile.
L'esperimento è favorito dall'elevata capacità rigenerativa delle piante, la clonazione vegetale è infatti praticata normalmente in natura come metodo di propagazione della specie, inoltre mentre negli animali le cellule germinali rappresentano una popolazione distinta e separata, le piante derivano normalmente i loro gameti da cellule somatiche. Non sorprende quindi che una singola cellula di pianta isolata possa dare origine a tutti gli altri tipi di cellule e formare un nuovo individuo identico al donatore della cellula.
[modifica] Giudizio della Chiesa cattolica
Da parte della Chiesa cattolica la clonazione delle persone umane non è accettata come moralmente ammissibile.
La ragione di questa posizione risiede nell'antropologia della stessa Chiesa Cattolica, che considera la persona umana come un unicum, creato da Dio attraverso la collaborazione libera e responsabile dell'uomo e della donna. Pertanto, l'uomo non ha il diritto di realizzare una copia di un essere umano.
È importante notare che questa visione estrema non è comune a tutte le dottrine cristiane; alcune confessioni protestanti hanno posizioni molto più moderate nei confronti della clonazione.
[modifica] Implicazioni giuridiche
Non è stato ancora iniziato un dibattito circa lo status giuridico dei soggetti clonati e il diritto di proprietà sulle parti organiche create a seguito del processo di clonazione. Nella maggior parte della bibliografia fantastica o filmografia si trattano i cloni come esseri senza diritti, ma se pensiamo alla possibilità di ottenere un clone di un personaggio ricco e famoso e proporlo dopo 20 anni come erede legittimo (il test del DNA lo confermerebbe) si capisce come il problema sia non solo etico ma anche giuridico.
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