Wetenschappers hebben aangetoond dat het mogelijk is om muizen te klonen met behulp van gevriesdroogde lichaamscellen. Een doorbraak.
Veel wetenschappers maken zich grote zorgen om de hedendaagse biodiversiteit. Nog niet zo lang geleden toonde een studie zelfs aan dat we sinds het jaar 1500 al een duizelingwekkende 150.000 tot 260.000 soorten hebben verloren. Velen vrezen dan ook voor een zesde massa-extinctie. Maar onderzoekers hebben in een nieuwe studie, gepubliceerd in het vakblad Nature Communications, een veelbelovende manier bedacht om bedreigde diersoorten van de ondergang te redden. En wel door ze op een baanbrekende manier te klonen.
Klonen
Het klonen van dieren wordt gezien als één van de manieren om de biodiversiteit veilig te stellen en bedreigde diersoorten voor uitsterven te behoeden. Maar doeltreffend en succesvol klonen is nog niet zo eenvoudig. Verzamelde monsters moeten bijvoorbeeld bij extreem lage temperaturen bewaard worden. Dit is niet alleen duur, het is ook kwetsbaar in geval van stroomuitval. “Bovendien moet vloeibare stikstof constant worden aangevuld,” legt onderzoeker Teruhiko Wakayama in gesprek met Scientias.nl uit. “Als dat om welke reden dan ook niet lukt, zullen alle ei- en zaadcellen smelten en onbruikbaar worden. Daarom is er volgens ons een methode nodig waarbij geen gebruik wordt gemaakt van vloeibare stikstof of extreem koude vriezers. En wij zijn van mening dat vriesdrogen (waarbij de monsters in een stabielere vorm worden bewaard die geen extreme temperaturen vereist, red.) de enige manier is om dit te bereiken.”
Vriesdrogen
Het vriesdrogen van cellen is niet helemaal nieuw. Recente ontwikkelingen hebben de opslag van gevriesdroogd sperma bijvoorbeeld al mogelijk gemaakt. En dat is al een stap in de goede richting. “Een nadeel is echter dat ei- en zaadcellen niet kunnen worden afgenomen van oude of onvruchtbare dieren,” zegt Wakayama. “Zelfs van gezonde vrouwtjes is het lastig om eicellen te verkrijgen.”
Gevriesdroogde somatische cellen
Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, gooide Wakayama het samen met zijn collega’s over een andere boeg. Uit eerder onderzoek is namelijk gebleken dat het mogelijk is om gekloonde nakomelingen te genereren uit somatische cellen. Somatische cellen zijn alle lichaamscellen, met uitzondering van de geslachtscellen. Denk bijvoorbeeld aan huidcellen. En dat is veelbelovend. “Somatische cellen kunnen gemakkelijk van elk dier en in grote hoeveelheden worden verkregen,” zegt Wakayama. De onderzoekers stelden zichzelf een intrigerende vraag. Want zouden er ook gekloonde nakomelingen gegenereerd kunnen worden uit gevriesdroogde somatische cellen? “Als somatische cellen met behulp van vriesdroogtechnologie bij kamertemperatuur kunnen worden bewaard, kunnen er twee problemen in één keer worden opgelost,” aldus Wakayama.
Muizen
In de nieuwe studie gingen de onderzoekers de uitdaging aan en vriesdroogden verschillende muizencellen. Tijdens dit proces werden de cellen negen maanden lang bij een temperatuur van -30 graden Celsius opgeslagen.
Embryo’s
Hoewel de cellen tijdens het vriesdrogen stierven, waren de onderzoekers alsnog in staat succesvol blastocysten (vroege embryo’s) te genereren. Hoe? Door de kernen van de dode, bevroren cellen in niet-bevroren eicellen te plaatsen waarvan de eigen kernen waren verwijderd. Uiteindelijk groeiden de embryo’s uit tot volwaardige, gekloonde muizen.
Jongen
En dat niet alleen. Drie mannelijke en negen vrouwelijke klonen waren namelijk ook weer in staat zich voort te planten en succesvol nakomelingen op de wereld te zetten. Dit wijst op een normale vruchtbaarheid van de gekloonde dieren. Kortom, met de studie hebben de onderzoekers bewezen dat muizen, gekloond met behulp van gevriesdroogde somatische cellen, dus ook zelf weer gezonde jongen kunnen krijgen.
Doorbraak
De studie is een grote doorbraak. “We hebben een techniek ontwikkeld om muizen uit gevriesdroogde lichaamscellen te klonen,” concludeert Wakayama. “Dit is iets waar tot nu toe nog niemand in is geslaagd. Ons eerste succes was het vriesdrogen van sperma. Sindsdien is er nog nooit iets anders dan sperma gevriesdroogd. Daarom is het echt verbazingwekkend dat er veel nakomelingen werden geboren na het vriesdrogen van lichaamscellen anders dan sperma.”
Slagingspercentage
Ondanks de baanbrekende prestatie moet het proces nog veel verder worden verfijnd. Het slagingspercentage voor het creëren van gezonde vrouwelijke en mannelijke muizenjongen was slechts 0,2 tot 5,4 procent. Maar Wakayama ziet het rooskleurig in. “De eerste kloon ter wereld, Dolly het schaap, had een slagingspercentage van maar 0,4 procent,” vertelt hij. “Het slagingspercentage van ’s werelds eerste succesvolle experimenten is meestal laag. Een volgende wetenschapper zal een experiment uitvoeren met een hoger slagingspercentage.”
DNA-schade
Een andere aandachtspuntje is dat het vriesdrogen van lichaamscellen veel schade aan het DNA veroorzaakt. “Dit verlaagde het geboortecijfer van de gekloonde muizen sterk,” vertelt Wakayama. Bovendien ging in sommige cellen het Y-chromosoom verloren, waardoor vrouwelijke muizen werden geboren uit cellen die waren verkregen van mannelijke dieren. “Alle gekloonde muizen waren echter normaal,” zegt Wakayama. “Dit betekent dat we relatief gemakkelijk verbeteringen kunnen doorvoeren. We geloven dat we in de toekomst afwijkingen kunnen verminderen en het geboortecijfer kunnen verhogen door onder andere de droogmethoden te optimaliseren.”
Ondanks de ethische vragen die bij het klonen van dieren komen kijken, wijzen de bevindingen er volgens de onderzoekers op dat het vriesdrogen van somatische cellen een levensvatbaar alternatief kan zijn voor het klonen van bedreigde diersoorten. En mogelijk kan deze techniek op een dag daadwerkelijk gebruikt kan worden om teloorgegane soorten nieuw leven in te blazen.
