› Gentechnik - Experimente an Schafen und Menschen

1.0 Morag und Megan

1.1 Schafe als Versuchskaninchen

Im Mai 1996 wurde zum ersten Mal bekannt, dass Wissenschaftler des britischen Roslin Institutes in Edinburgh, Schottland ein Schaf geklont hatten. Sie verwendet den neun Tage alte Embyro eines schwangeren Schafes, welcher aus etwa einhundert Zellen bestand. In dem Stadium sind noch alle Zellen gleich gebaut, d.h. es hat noch keine Spezialisierung auf bestimmte Aufgaben stattgefunden. Die Zellen sind totipotent, so dass es für ihre weitere Entwicklung noch alle Möglichkeiten vorhanden sind. Die Wissenschaftler haben dafür gesorgt, dass sich diese Zellen noch weiter vermehrten, so dass es in weniger als einer Woche schon über tausend Zellen gab. Man hat anschließend noch sichergestellt, dass alle Zellen auch wirklich genetisch identisch waren.

1.2 Klonen durch Zellkerntransfer

Zur gleichen Zeit hat man anderen Schafen Hormone eingespritzt, so dass sie extrem viele unbefruchtete Eizellen, sogenannte Oozyten, produzierten. Von diesen Oozyten wurde der Zellkern vorsichtig entfernt. Daraus resultierten Eizellen, die keinen Kern hatten und somit auch keine genetischen Informationen speicherten. Durch kleine elektrische Impulse wurde eine Fusion der entkernten Oozyten und der totipotenten Zellen bewirkt, so dass man im Grunde genommen Eizellen mit ausgetauschten Zellkernen hatte.
Dies hatte auch zur Folge, dass die Eizellen nun diploid waren, d.h. so, als wären sie von Sperma befruchtet worden.
Die Eizellen konnten sich nun teilen. Es entstanden neue Embryonen, alle mit den gleichen Erbinformationen.

1.3 Die Erfolgsrate

Diese identische Embryonen wurden nun wieder in weibliche Schafe implantiert. Die Schafe dienten als Leihmütter. Von 250 Embryonen überlebten nur fünf bis zur Geburt. In den ersten zehn Tagen starben drei dieser walisischen Bergschafe, zwei überlebten. Diesen zwei überlebenden Schwesterschafen, beide genetisch identisch, gab man die schottischen Namen Morag und Megan. Selbst nach sieben Monaten waren noch beide gesund.
Zwar war die Überlebensrate der Embryonen noch sehr niedrig, doch dies war schon ein recht großer Erfolg. Das Verfahren wurde patentiert. Morag und Megan waren die ersten Schafe, die mit dem Zellkerntransferverfahren geklont wurden. Vor diesem Versuch hatte man mit dieser Methode nur bei niedrigeren Lebewesen wie etwa bei Fröschen Erfolg gehabt.

2.1 Ein Schaf als Star der Medienwelt

Zwar wurde in der Presse auch über Morag und Megan berichtet, doch große Diskussionen gab es erst, als das Team von Wissenschaftlern des Roslin Institutes bzw. der Firma PPL Therapeutics im Februar 1997 einen Artikel über ihr geklontes Schaf Dolly veröffentlichten.
Bei Morag und Megan hatte man einen Embryo geklont, bei dem die Zellen noch totipotent waren. Nun wollte man aber nicht nur Embryonen klonen, sondern auch erwachsene Lebewesen mit differenzierte Zellen.

2.2 Von »allmächtigen« und »spezialisierten« Zellen

Bei der normalen Entwicklung eines höheren Lebewesens spezialisieren sich die Zellen schon sehr früh. Es entstehen unterschiedliche differenzierte Zellen wie z.B. Nervenzellen, Muskelzellen usw. Zwar haben diese Zellen immer noch die komplette Erbinformation, doch die Gene werden z.B. durch bestimmte Enzyme mit Methylgruppen reguliert, so dass nur noch bestimmte Proteine produziert werden und die Zelle nur für ganz bestimmte Aufgaben zuständig wird. Sie sind also in jener Form nicht totipotent sondern spezialisiert.

2.3 Unterschiedliche Versuchsordnungen

Die Wissenschaftler des Roslin Institut verwendeten dieses mal drei verschiedene Spenderzellarten: Zellen eines 9 Tage alten Embryos, Zellen eines nach 26 Tagen abgetriebenen Schafsfötus und (wie beim Fall Dolly) Euterzellen eines sechs Jahre alten und somit erwachsenen, weiblichen Schafes. Bei den Fötus- und Euterzellen handelt es sich wohlgemerkt nicht um totipotente, sondern um weiterentwickelte, differenzierte Zellen. Wie beim vorherigen Experiment musste man den Zellkern dieser Zellen jeweils in eine vorher entkernte Eizelle einpflanzen.
Wieder schien es vorteilhafter, Oozyten zu verwenden und um diese zu erhalten hatte man 28 - 33 Stunden vor der Entnahme den Schafen ein Gonadotropin freisetzendes Hormon eingespritzt. Das Einpflanzen der Spenderzellkerne erreichte man wieder indem man durch elektrische Impulse eine Verschmelzung der Zellkerne der Spenderzellen mit vorher entkernten Eizellen bewirkte.

2.4 Reprogrammierung bereits spezialisierter Zellen

Damit sich aber Embryonen aus den fusionierten Eizellen entwickeln konnten, mussten die Eizellen undifferenziert, d.h. totipotent sein. Dies zu erreichen war sehr schwierig, und hier lag der eigentliche große Fortschritt beim Klonen von Dolly.
Bei der Fusion war es sehr wichtig, dass sich sowohl die Spenderzelle als auch die Eizelle in einer bestimmten Phase des Mitosezyklus befanden, denn die Erfolgsquote hing sehr stark von der Phasenkombination ab. Durch eine besondere Salzlösung sorgte man vor der Elektrofusion dafür, dass die Spenderzellen in die G0-Phase gelangten. Mit der G0-Phase meint man einen fast inaktiven Zustand. Die Zellen teilen sich nicht mehr und die DNA wird nicht mehr kopiert. Die resultierenden Eizellen waren in der Tat totipotent, aber über die genauen biochemischen Prozesse, die dazu führten, sind sich die Wissenschaftler noch nicht vollständig im klaren. Man vermutet, dass die Eizellen bestimmte Proteine bzw. Enzyme enthalten, die diese Reprogrammierung von der spezialisierten Zelle zur totipotenten Zelle möglich machten.

2.5 Der Durchbruch

Die Embryonen wurden Leihmüttern eingepflanzt. Es überlebten vier Schafe, die von Embryozellen abstammten, zwei Schafe, die von Fötuszellen abstammten und schließlich ein Schaf, das von einer Euterzelle abstammte. Durch Tests wurde verifiziert, dass die Schafe von den Spenderschafen abstammten. Das letztgenannte Schaf nannte man Dolly. Dolly ist das erste Lebewesen, das durch Klonen eines erwachsenen Säugetieres entstanden ist.
Dies war ein sensationeller Durchbruch für das Team. Im Februar 1997 wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift »Nature« veröffentlicht. Es folgte sehr viel Anerkennung, aber auch viel Kritik. Die Erfolgsquote beispielsweise ist sehr viel geringer als bei der natürlichen Fortpflanzung.

2.6 Offene Fragen

Trotz vieler post-mortem Untersuchungen weiß man in den meisten Fällen nicht definitiv, weshalb es zu Fehlgeburten kam. Die geklonten Schafe tendieren außerdem dazu, noch im Mutterleib sehr viel größer als bei einer normalen Schwangerschaft zu werden, was nicht nur eine Gefahr für das Tier sondern auch eine Gefahr für die Leihmutter darstellt. Daneben gibt es auch einige Bedenken über das biologische Alter eines geklonten Schafes, denn in gewisser Weise ist Dolly zur Zeit ihrer Geburt bereits über 7 Jahre alt.

2.7 Ethische Diskussionen

Sehr viel größere Kritik gab es, als auch in den Massenmedien über das Schaf Dolly berichtet wurde. Am wichtigsten war dabei natürlich der ethische Aspekt. Viele Menschen halten das Klonen für ein unerlaubtes Eingreifen in die Natur.
Eine große Rolle spielt dabei die Angst vor dem Klonen von Menschen. Ein großer Teil der Bevölkerung glaubt, dass es bald absolut identische Personen mit identischen Persönlichkeiten geben wird, doch die Menschen sind sich nicht darüber im klaren, dass auch eineiige Zwillinge von der Natur geschaffene Klone sind, und dass sehr vieles durch die Umwelt bestimmt wird. Ob bzw. wann das Klonen von Menschen möglich sein wird, ist momentan nicht ganz sicher. Wie bereits erwähnt sind sich die Wissenschaftler über die genauen biochemischen Prozesse, die zur Reprogrammierung der Euterzelle führten, noch nicht im klaren.

2.8 Diskussionen in Fachkreisen

Einige Wissenschaftler vermuten sogar, dass Dollys genetische Informationen aus einer Zelle stammten, bei der die Entwicklung zu einer ausgereiften Euterzellen noch nicht vollständig abgeschlossen war. Dies kann zwar nicht hundertprozentig ausgeschlossen werden, aber die meisten Wissenschaftler halten das für unwahrscheinlich.
Bisher glaubte man, dass die biologische Entwicklung und die Spezialisierung der Zellen nicht mehr rückgängig gemacht werden kann. Das Roslin Institute lieferte uns jetzt anscheinend einen Beweis für das Gegenteil, sodass es völlig neue Perspektiven für die Wissenschaft gibt. So kann man sich jetzt genauer mit den sogenannten somatischen Mutationen befassen, welche für die Entstehung von Tumoren verantwortlich sind und beim Alterungsprozeß eine Rolle spielen.
Es ist aber dennoch ungewiß, ob diese Methode wirklich bei allen spezialisierten Zellen funktioniert. Laut Dr. Ian Wilmut, Wissenschaftler am Roslin Institut, sind Gehirn- und Muskelzellen vermutlich schon so stark spezialisiert, dass die Aufhebung der biologischen Entwicklung nicht mehr möglich ist. Weiterhin ist es noch unklar, ob auch ältere Zellen als Spenderzellen in Frage kommen, da es im Laufe der Zeit beim Alterungsprozeß chemische Veränderungen geben kann.

2.9 Geklonte Menschen??

Selbst wenn dieser Prozeß nicht bei allen spezialisierten Zellen möglich ist, wäre es aber höchstwahrscheinlich immer noch möglich, sich gezielt bestimmte Zellen eines Menschen auszusuchen, um ihn dann zu klonen. Einige Wissenschaftler vermuten, dass das Klonen von Menschen schon sehr bald möglich sein wird, manche, wie z.B. der amerikanische Wissenschaftler Dr. Richard Seed, haben sogar bereits ganz konkrete Pläne in dieser Richtung. In einigen Ländern, u.a. auch Deutschland und Großbritannien ist das Klonen von Menschen verboten, doch Wissenschaftler können die nationalen Gesetze ihres Landes sehr einfach umgehen, indem sie ihre Arbeit in das Ausland verlagern. Selbst wenn internationale Vereinbarungen getroffen werden, wird eine vollständige Kontrolle nicht möglich sein.

2.10 Weitere Anwendungsmöglichkeiten

Bei den vielen Diskussion um das Klonen von Menschen sollte man nicht vergessen, dass das britische Wissenschaftlerteam einige andere Ziele hatte. Durch ihre neue Methode könnte es z.B. möglich werden, auch andere erwachsene Weidetiere wie z.B. Rinder zu klonen. Das würde die Viehzucht revolutionieren, denn besonders wertvolles Vieh würde man einfach klonen und die Suche nach geeigneten Kreuzungspartnern würde entfallen. Einige Forscher haben inzwischen schon mit solchen Experimenten bei Rindern angefangen. Weiterhin könnte das Klonen bei der Genmanipulation sehr hilfreich sein. Das »Dolly-Projekt« entstand aus einer Zusammenarbeit zwischen dem Roslin Institute und der Firma PPL Therapeutics. PPL war hauptsächlich daran interessiert, mit dieser Methode sehr effizient transgene Tiere zu schaffen. Transgene Tiere sind Tiere mit einigen menschlichen Genen.

3.0 Polly

3.1 Ein Schaf mit menschlichen Genen

Dolly war in keinster Weise genmanipuliert. Im Juli 1997 stellte das Wissenschaftlerteam des Roslin Institute der Öffentlichkeit das erste geklonte transgene Schaf vor: Polly. Bei Polly verwendete man den Zellkern einer Fötuszelle.
In den Zellkern hat man vor der Fusion ein menschliches Gen eingepflanzt, welches für die Produktion des »Faktor IX« sorgt.

3.2 Neue Perspektiven für die Pharmazie

Bei Menschen, die unter Hämophilie leiden, ist dieses Blutprodukt nicht in ausreichendem Maße im Körper vorhanden.
In Nordamerika, Europa und Japan gibt es momentan etwa 7000 Betroffene, denen man bisher zum Beispiel mit Blutspenden half. Das Schaf Polly soll Milch produzieren, welches diesen Faktor IX enthält. Dies soll allmählich eine billigere Alternative zu den Blutspenden werden. Es gab bereits Fälle von Hämophiliekranken, die sich durch die Blutspenden mit HIV, Hepatitis und anderen Krankheiten infiziert haben. Diese Gefahr bestünde bei dieser neuen Alternative nicht. Daneben bestätigt der Erfolg bei Polly noch einmal das Experiment mit Dolly.

3.3 Präzisere Genmanipulation durch Klonen

Zwar gibt es schon seit 1991 transgene Schafe, transgene Tiere allgemein sogar schon seit 1981, aber Polly ist das erste transgene Tier, das durch Klonen entstanden ist. Bisher war die Schaffung transgener Weidetiere nur durch pronukleare Injektion möglich. Bei diesem Verfahren werden 200 - 300 Kopien eines menschlichen Genes in ein befruchtetes Ei injiziert. Das Tier wird dann von einer Leihmutter ausgetragen. Die Resultate sind dabei aber überhaupt nicht zufriedenstellend, denn nur aus 2-3% der Eizellen entstehen schließlich transgene Tiere, und von diesen 2-3% ist das Gen außerdem nur bei extrem wenigen Tieren in ausreichendem Maße aktiv. Der Versuch mit Dolly zeigte, dass man auch aus Zellkulturen Tiere entstehen lassen konnte, und so wurde es jetzt möglich, die Genmanipulation sehr viel präziser auszuführen. Außerdem kann man ganz genau prüfen, bei welchen Zellen die Modifikationen erfolgreich verlaufen sind, sodass man nur bei diesen den Prozeß fortsetzen muß.

4.0 Fazit

Die Meldungen über die geklonten Schafe überraschten sicherlich sehr viele Menschen. Es scheint in der Tat einige sinnvolle Anwendungsgebiete für das Klonen zu geben, doch wie mit allen neuen Technologien sollte man zumindest anfangs sehr vorsichtig sein. Manche Dinge kann man aber anscheinend leider erst durch Erfahrungen lernen.

5.0 Klonschaf Dolly frühzeitig gestorben

Der vorzeitige Tod des Klonschafs Dolly am 14 Februar 2003 hat in Großbritannien eine neue Diskussion über die Gefahren des Klonens in Gang gesetzt. Dolly, der erste Klon eines erwachsenen Säugetiers, hatte im Alter von sechs Jahren wegen einer Lungeninfektion eingeschläfert werden müssen. Unter guten Lebensbedingungen können Schafe doppelt so alt werden. Lungenkrankheiten sind außerdem typisch für ältere Tiere.

5.1 Reaktionen auf Dollys Ableben aus der Welt der Wissenschaft

5.1.1 Prof. Richard Gardner

Prof. Gardner, Vorsitzende der Arbeitsgruppe Therapeutisches Klonen bei der Royal Society, sagte im »Daily Telegraph« man müsse die Obduktion des Tiers abwarten. Dann werde man möglicherweise wissen, ob sich Dollys früher Tod darauf zurückführen lasse, dass sie ein Klon gewesen sei. «Wenn eine Verbindung bestehen sollte, wird dies ein weiterer Hinweis auf die Gefahren sein, die reproduktives Klonen mit sich bringt - und auf die Unverantwortlichkeit eines jeden, der versucht, dies auf Menschen zu übertragen.»

5.1.2 Robert Lanza

Prof. Lanza, medizinischer Direktor des US-Unternehmens Advanced Cell Therapeutics, das Klontechniken zur Erzeugung von Organen anwendet, sagte der «Financial Times»: «Ich glaube, Dollys Tod bestätigt, was wir schon befürchtet hatten: dass mit dem Klonen Probleme verbunden sind. Er unterstreicht die Notwendigkeit größter Vorsicht, besonders beim Klonen von Menschen.» Das Klonen zur Herstellung von Stammzellen habe damit aber nichts zu tun.

5.1.3 Prof. Keith Kendrick

Der Neurobiologe Prof. Kendrick, Leiter eines Forschungsinstituts in Cambridge, sagte dagegen, es sei nicht ungewöhnlich, wenn ein Schaf mit sechs Jahren eingeschläfert werden müsse. Wenn Dolly zwölf Jahre alt geworden wäre, hätte das «einige Ängste hinsichtlich des Klonens abgebaut». Doch für Schlussfolgerungen jedweder Art sei es jetzt noch viel zu früh: «Auf der Grundlage eines Versuchstiers kann man nichts Seriöses folgern. Die Tür zum Klonen steht noch offen.»

6.0 Raelianer behaupten: Zweites Klonbaby geboren!

6.1 PR-Gag oder wissenschftliche Sensation?

Bart Overvliet, Anführer der Realianer-Sekte verkündete Anfang Jänner 2003, das 2. Klonbaby sei geboren. Mutter des kleinen Mädchens sei eine 31-jährige lesbische Holländerin und kein Mitglied der Realianer-Sekte. Mehrere Wissenschaftler äußerten in Gesprächen mit CNN sofort Zweifel an der Nachricht, solange keine klaren Beweise vorgelegt würden.

6.2 Eine Sekte mit wissenschaftlichen Zielen

Die Realianer-Sekte ist verbunden mit dem Unternehmen Clonaid, dessen Direktorin Brigitte Boisselier ist. Boisselier hatte mit der Bekanntgabe der Geburt des angeblich ersten Klonbabys weltweites Aufsehen erregt. Bislang ist Clonaid jeden Beweis für die angeblichen Klon-Erfolge schuldig geblieben. Overvliet hatte in einem Interview der niederländischen Zeitung »De Telegraaf« angekündigt, dass in Kürze weitere Klonbabys geboren werden und die Zahl dieser Kinder sich auf fünf erhöhen werde.

6.3 Fehlende Beweise

Unterdessen verzögert sich der von Clonaid in Aussicht gestellte DNS-Beweis für die Geburt eines ersten Kindes mit kopiertem Erbgut. Boisselier erklärte, die Eltern des Mädchens namens Eve seien nach der Einleitung von Ermittlungen in den USA unterschiedlicher Meinung, ob sie den Gentest zulassen wollten. Zuvor hatte Boisselier erklärt, ein DNS-Test werde innerhalb von acht bis neun Tagen beweisen, dass das neugeborene Mädchen genetisch identisch mit der 31-jährigen amerikanischen Mutter sei.

Justyna Niemiec (April 2003, 2AD)

Zur Recherche wurden Der Spiegel und Informationen der Universität Frankfurt herangezogen. Au�erdem empfiehlt sich ein Studium der Sekte der Raelianer.