Clonagem

Muitos organismos, incluindo aspen árvores, reproduzem-se por clonagem, muitas vezes criando grandes grupos de organismos com o mesmo DNA. Um exemplo retratado aqui é tremer aspen.

Clonagem é o processo de produção de organismos individuais com DNA idêntico ou virtualmente idêntico, seja por meios naturais ou artificiais. Na natureza, alguns organismos produzem clones por meio da reprodução assexuada. No campo da biotecnologia, a clonagem é o processo de criação de organismos clonados (cópias) de células e de fragmentos de DNA (clonagem molecular).

Etimologia

Criado por Herbert J. Webber, o termo clone deriva da palavra grega antiga κλών (klōn), galho, que é o processo pelo qual uma nova planta é criada a partir de um galho. Em botânica, o termo lusus foi usado. Na horticultura, a grafia clon foi usada até o início do século XX; o e final passou a ser usado para indicar que a vogal é um "longo" em vez de um "short o". Como o termo entrou no léxico popular em um contexto mais geral, a grafia clone passou a ser utilizada exclusivamente.

Clonagem natural

A clonagem é uma forma natural de reprodução que permitiu que as formas de vida se espalhassem por centenas de milhões de anos. É um método de reprodução usado por plantas, fungos e bactérias, e também é a forma como as colônias clonais se reproduzem. Exemplos desses organismos incluem plantas de mirtilo, aveleiras, árvores Pando, o cafeeiro de Kentucky, Myrica e o chiclete americano.

Clonagem molecular

A clonagem molecular refere-se ao processo de produção de múltiplas moléculas. A clonagem é comumente usada para amplificar fragmentos de DNA contendo genes inteiros, mas também pode ser usada para amplificar qualquer sequência de DNA, como promotores, sequências não codificantes e DNA fragmentado aleatoriamente. Ele é usado em uma ampla gama de experimentos biológicos e aplicações práticas que vão desde a impressão digital genética até a produção de proteínas em larga escala. Ocasionalmente, o termo clonagem é usado erroneamente para se referir à identificação da localização cromossômica de um gene associado a um determinado fenótipo de interesse, como na clonagem posicional. Na prática, a localização do gene em um cromossomo ou região genômica não permite necessariamente isolar ou amplificar a sequência genômica relevante. Para amplificar qualquer sequência de DNA em um organismo vivo, essa sequência deve estar ligada a uma origem de replicação, que é uma sequência de DNA capaz de direcionar a propagação de si mesma e de qualquer sequência vinculada. No entanto, são necessários vários outros recursos, e existe uma variedade de vetores de clonagem especializados (pequeno pedaço de DNA no qual um fragmento de DNA estranho pode ser inserido) que permitem a produção de proteínas, marcação de afinidade, produção de RNA ou DNA de fita simples e uma host de outras ferramentas de biologia molecular.

A clonagem de qualquer fragmento de DNA envolve essencialmente quatro etapas

1. fragmentação - quebrando um fio de DNA
2. ligação – colando partes de DNA em uma sequência desejada
3. transfecção – inserindo as peças recém-formadas de DNA em células
4. triagem/seleção – selecionando as células que foram transfeitas com sucesso com o novo DNA

Embora essas etapas sejam invariáveis entre os procedimentos de clonagem, várias rotas alternativas podem ser selecionadas; estes são resumidos como uma estratégia de clonagem.

Inicialmente, o DNA de interesse precisa ser isolado para fornecer um segmento de DNA de tamanho adequado. Posteriormente, é utilizado um procedimento de ligação onde o fragmento amplificado é inserido em um vetor (pedaço de DNA). O vetor (frequentemente circular) é linearizado usando enzimas de restrição e incubado com o fragmento de interesse em condições apropriadas com uma enzima chamada DNA ligase. Após a ligação, o vetor com a inserção de interesse é transfectado em células. Várias técnicas alternativas estão disponíveis, como sensibilização química de células, eletroporação, injeção óptica e biolística. Finalmente, as células transfectadas são cultivadas. Como os procedimentos acima mencionados são de eficiência particularmente baixa, há uma necessidade de identificar as células que foram transfectadas com sucesso com a construção do vetor contendo a sequência de inserção desejada na orientação necessária. Os vetores de clonagem modernos incluem marcadores selecionáveis de resistência a antibióticos, que permitem o crescimento apenas de células nas quais o vetor foi transfectado. Além disso, os vetores de clonagem podem conter marcadores de seleção de cores, que fornecem triagem azul/branco (complementação de fator alfa) em meio X-gal. No entanto, essas etapas de seleção não garantem absolutamente que o inserto de DNA esteja presente nas células obtidas. Uma investigação mais aprofundada das colônias resultantes deve ser necessária para confirmar que a clonagem foi bem-sucedida. Isso pode ser realizado por meio de PCR, análise de fragmentos de restrição e/ou sequenciamento de DNA.

Clonagem celular

Clonagem de organismos unicelulares

Clonagem de colônias de linha celular usando anéis de clonagem

Clonar uma célula significa derivar uma população de células de uma única célula. No caso de organismos unicelulares, como bactérias e leveduras, esse processo é notavelmente simples e requer essencialmente apenas a inoculação do meio apropriado. No entanto, no caso de culturas de células de organismos multicelulares, a clonagem celular é uma tarefa árdua, pois essas células não crescem facilmente em meios padrão.

Uma técnica útil de cultura de tecidos usada para clonar linhagens distintas de linhas celulares envolve o uso de anéis de clonagem (cilindros). Nesta técnica, uma suspensão unicelular de células que foram expostas a um agente mutagênico ou medicamento usado para direcionar a seleção é semeada em alta diluição para criar colônias isoladas, cada uma surgindo de uma única célula distinta potencialmente clonal. Em um estágio inicial de crescimento, quando as colônias consistem em apenas algumas células, anéis de poliestireno estéreis (anéis de clonagem), que foram mergulhados em graxa, são colocados sobre uma colônia individual e uma pequena quantidade de tripsina é adicionada. As células clonadas são coletadas de dentro do anel e transferidas para um novo vaso para posterior crescimento.

Clonagem de células-tronco

A transferência nuclear de células somáticas, popularmente conhecida como SCNT, também pode ser usada para criar embriões para pesquisa ou fins terapêuticos. O objetivo mais provável para isso é produzir embriões para uso em pesquisas com células-tronco. Esse processo também é chamado de "clonagem de pesquisa" ou "clonagem terapêutica". O objetivo não é criar seres humanos clonados (chamados de "clonagem reprodutiva"), mas sim coletar células-tronco que possam ser usadas para estudar o desenvolvimento humano e potencialmente tratar doenças. Embora um blastocisto humano clonal tenha sido criado, as linhas de células-tronco ainda precisam ser isoladas de uma fonte clonal.

A clonagem terapêutica é obtida através da criação de células-tronco embrionárias na esperança de tratar doenças como diabetes e Alzheimer. O processo começa removendo o núcleo (que contém o DNA) de um óvulo e inserindo um núcleo da célula adulta a ser clonada. No caso de alguém com doença de Alzheimer, o núcleo de uma célula da pele desse paciente é colocado em um ovo vazio. A célula reprogramada começa a se desenvolver em um embrião porque o óvulo reage com o núcleo transferido. O embrião se tornará geneticamente idêntico ao paciente. O embrião formará então um blastocisto que tem o potencial de formar/tornar-se qualquer célula do corpo.

A razão pela qual o SCNT é usado para clonagem é porque as células somáticas podem ser facilmente adquiridas e cultivadas em laboratório. Este processo pode adicionar ou excluir genomas específicos de animais de fazenda. Um ponto importante a lembrar é que a clonagem é alcançada quando o oócito mantém suas funções normais e, em vez de usar os genomas do esperma e do óvulo para se replicar, o núcleo da célula somática do doador é inserido no oócito. O oócito reagirá ao núcleo da célula somática, da mesma forma que reagiria ao núcleo de uma célula espermática.

O processo de clonagem de um determinado animal de fazenda usando SCNT é relativamente o mesmo para todos os animais. O primeiro passo é coletar as células somáticas do animal que será clonado. As células somáticas poderiam ser usadas imediatamente ou armazenadas no laboratório para uso posterior. A parte mais difícil do SCNT é remover o DNA materno de um oócito na metáfase II. Feito isso, o núcleo somático pode ser inserido no citoplasma de um óvulo. Isso cria um embrião unicelular. A célula somática agrupada e o citoplasma do ovo são então submetidos a uma corrente elétrica. Espera-se que essa energia permita que o embrião clonado comece o desenvolvimento. Os embriões desenvolvidos com sucesso são então colocados em recipientes substitutos, como uma vaca ou ovelha no caso de animais de fazenda.

O SCNT é visto como um bom método de produção de animais para consumo alimentar. Ele clonou com sucesso ovinos, bovinos, caprinos e suínos. Outro benefício é que o SCNT é visto como uma solução para clonar espécies ameaçadas que estão à beira da extinção. No entanto, as tensões colocadas tanto no óvulo quanto no núcleo introduzido podem ser enormes, o que levou a uma grande perda nas células resultantes nas pesquisas iniciais. Por exemplo, a ovelha clonada Dolly nasceu depois que 277 ovos foram usados para SCNT, que criou 29 embriões viáveis. Apenas três desses embriões sobreviveram até o nascimento e apenas um sobreviveu até a idade adulta. Como o procedimento não podia ser automatizado e tinha que ser realizado manualmente sob um microscópio, o SCNT consumia muitos recursos. A bioquímica envolvida na reprogramação do núcleo da célula somática diferenciada e na ativação do óvulo receptor também estava longe de ser bem compreendida. No entanto, em 2014, os pesquisadores relataram taxas de sucesso de clonagem de sete a oito em cada dez e, em 2016, uma empresa coreana Sooam Biotech estava produzindo 500 embriões clonados por dia.

No SCNT, nem toda a informação genética da célula doadora é transferida, pois as mitocôndrias da célula doadora que contêm seu próprio DNA mitocondrial são deixadas para trás. As células híbridas resultantes retêm as estruturas mitocondriais que originalmente pertenciam ao ovo. Como consequência, clones como Dolly que nascem de SCNT não são cópias perfeitas do doador do núcleo.

Clonagem de organismos

Clonagem de organismos (também chamada de clonagem reprodutiva) refere-se ao procedimento de criação de um novo organismo multicelular, geneticamente idêntico a outro. Em essência, esta forma de clonagem é um método de reprodução assexuada, onde não ocorre fertilização ou contato entre gametas. A reprodução assexuada é um fenômeno natural em muitas espécies, incluindo a maioria das plantas e alguns insetos. Os cientistas fizeram algumas conquistas importantes com a clonagem, incluindo a reprodução assexuada de ovelhas e vacas. Há muito debate ético sobre se a clonagem deve ou não ser usada. No entanto, a clonagem, ou propagação assexuada, tem sido uma prática comum no mundo da horticultura há centenas de anos.

Horticultura

Propagando plantas de cortes, como vinhas de uva, é uma forma antiga de clonagem.

O termo clone é usado em horticultura para se referir a descendentes de uma única planta que foram produzidos por reprodução vegetativa ou apomixia. Muitas cultivares de plantas hortícolas são clones, tendo sido derivadas de um único indivíduo, multiplicadas por algum processo diferente da reprodução sexual. A título de exemplo, alguns cultivares europeus de uvas representam clones que foram propagados por mais de dois milênios. Outros exemplos são a batata e a banana.

O enxerto pode ser considerado como clonagem, uma vez que todos os brotos e galhos provenientes do enxerto são geneticamente um clone de um único indivíduo, mas esse tipo particular de clonagem não passou por escrutínio ético e geralmente é tratado como um tipo totalmente diferente de operação.

Muitas árvores, arbustos, trepadeiras, samambaias e outras plantas herbáceas perenes formam colônias clonais naturalmente. Partes de uma planta individual podem se desprender por fragmentação e crescer para se tornarem indivíduos clonais separados. Um exemplo comum é a reprodução vegetativa de clones de gametófitos de musgo e hepática por meio de gemas. Algumas plantas vasculares, e. o dente-de-leão e certas gramíneas vivíparas também formam sementes assexuadamente, denominadas apomixia, resultando em populações clonais de indivíduos geneticamente idênticos.

Partenogênese

A derivação clonal existe na natureza em algumas espécies animais e é referida como partenogênese (reprodução de um organismo por si só sem um parceiro). Esta é uma forma de reprodução assexuada que só é encontrada em fêmeas de alguns insetos, crustáceos, nematóides, peixes (por exemplo, o tubarão-martelo), abelhas-do-cabo e lagartos, incluindo o dragão de Komodo e vários whiptails. O crescimento e desenvolvimento ocorre sem fertilização por um macho. Nas plantas, a partenogênese significa o desenvolvimento de um embrião a partir de um óvulo não fertilizado e é um processo componente da apomixia. Nas espécies que usam o sistema de determinação do sexo XY, a prole será sempre fêmea. Um exemplo é a formiga lava-pés (Wasmannia auropunctata), que é nativa da América Central e do Sul, mas se espalhou por muitos ambientes tropicais.

Clonagem artificial de organismos

A clonagem artificial de organismos também pode ser chamada de clonagem reprodutiva.

Primeiros passos

Hans Spemann, um embriologista alemão, recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1935 por sua descoberta do efeito agora conhecido como indução embrionária, exercido por várias partes do embrião, que direciona o desenvolvimento de grupos de células em particular tecidos e órgãos. Em 1924, ele e sua aluna, Hilde Mangold, foram os primeiros a realizar a transferência nuclear de células somáticas usando embriões de anfíbios – um dos primeiros passos para a clonagem.

Métodos

A clonagem reprodutiva geralmente usa "transferência nuclear de células somáticas" (SCNT) para criar animais geneticamente idênticos. Este processo envolve a transferência de um núcleo de uma célula adulta doadora (célula somática) para um óvulo do qual o núcleo foi removido, ou para uma célula de um blastocisto do qual o núcleo foi removido. Se o óvulo começar a se dividir normalmente, ele será transferido para o útero da mãe substituta. Esses clones não são estritamente idênticos, pois as células somáticas podem conter mutações em seu DNA nuclear. Além disso, as mitocôndrias no citoplasma também contêm DNA e durante o SCNT esse DNA mitocondrial é totalmente do óvulo do doador citoplasmático, portanto, o genoma mitocondrial não é o mesmo da célula doadora de núcleo a partir da qual foi produzido. Isso pode ter implicações importantes para a transferência nuclear entre espécies, na qual as incompatibilidades mitocondriais podem levar à morte.

A divisão artificial de embriões ou gememinação de embriões, uma técnica que cria gêmeos monozigóticos a partir de um único embrião, não é considerada da mesma forma que outros métodos de clonagem. Durante esse procedimento, um embrião doador é dividido em dois embriões distintos, que podem ser transferidos por transferência de embriões. É realizado de forma ideal no estágio de 6 a 8 células, onde pode ser usado como uma expansão da fertilização in vitro para aumentar o número de embriões disponíveis. Se ambos os embriões forem bem sucedidos, dá origem a gêmeos monozigóticos (idênticos).

Dolly, a ovelha

O corpo taxidermied de Dolly as ovelhas

clone do Dolly

Dolly, uma ovelha Finn-Dorset, foi o primeiro mamífero clonado com sucesso a partir de uma célula somática adulta. Dolly foi formada tirando uma célula do úbere de sua mãe biológica de 6 anos. O embrião de Dolly foi criado pegando a célula e inserindo-a em um óvulo de ovelha. Foram necessárias 435 tentativas antes que um embrião fosse bem-sucedido. O embrião foi então colocado dentro de uma ovelha que passou por uma gravidez normal. Ela foi clonada no Roslin Institute, na Escócia, pelos cientistas britânicos Sir Ian Wilmut e Keith Campbell e viveu lá desde seu nascimento em 1996 até sua morte em 2003, quando ela tinha seis anos. Ela nasceu em 5 de julho de 1996, mas não foi anunciada ao mundo até 22 de fevereiro de 1997. Seus restos mortais empalhados foram colocados no Museu Real de Edimburgo, parte dos Museus Nacionais da Escócia.

Dolly foi publicamente significativo porque o esforço mostrou que o material genético de uma célula adulta específica, projetada para expressar apenas um subconjunto distinto de seus genes, pode ser reprojetada para desenvolver um organismo totalmente novo. Antes dessa demonstração, John Gurdon havia mostrado que núcleos de células diferenciadas poderiam dar origem a um organismo inteiro após o transplante em um ovo enucleado. No entanto, esse conceito ainda não foi demonstrado em um sistema mamífero.

A primeira clonagem de mamíferos (resultando em Dolly) teve uma taxa de sucesso de 29 embriões por 277 óvulos fertilizados, que produziram três cordeiros ao nascer, um dos quais sobreviveu. Em um experimento bovino envolvendo 70 bezerros clonados, um terço dos bezerros morreu muito jovem. O primeiro cavalo clonado com sucesso, Prometea, levou 814 tentativas. Notavelmente, embora os primeiros clones fossem sapos, nenhum sapo clonado adulto foi produzido a partir de uma célula doadora de núcleo adulto somático.

Houve alegações iniciais de que Dolly tinha patologias semelhantes ao envelhecimento acelerado. Os cientistas especularam que a morte de Dolly em 2003 estava relacionada ao encurtamento dos telômeros, complexos DNA-proteína que protegem a extremidade dos cromossomos lineares. No entanto, outros pesquisadores, incluindo Ian Wilmut, que liderou a equipe que clonou Dolly com sucesso, argumentam que a morte prematura de Dolly devido a infecção respiratória não estava relacionada a problemas com o processo de clonagem. Essa ideia de que os núcleos não envelheceram irreversivelmente foi mostrada em 2013 como verdadeira para camundongos.

Dolly recebeu o nome da artista Dolly Parton porque as células clonadas para produzi-la eram de uma célula da glândula mamária, e Parton é conhecida por seu amplo decote.

Espécies clonadas e aplicações

As modernas técnicas de clonagem envolvendo transferência nuclear foram realizadas com sucesso em várias espécies. Experimentos notáveis incluem:

• Tadpole: (1952) Robert Briggs e Thomas J. King clonaram com sucesso sapos leopardos do norte: trinta e cinco embriões completos e vinte e sete girinos de uma centena e quatro transferências nucleares bem sucedidas.
• Carp: (1963) Na China, o embriólogo Tong Dizhou produziu o primeiro peixe clonado do mundo, inserindo o DNA de uma célula de uma carpa masculina em um ovo de uma carpa feminina. Ele publicou as descobertas em um jornal de ciência chinesa.
• Zebrafish: O primeiro vertebrado clonado (1981) por George Streisinger
• Sheep: Marcado o primeiro mamífero sendo clonado (1984) de células embrionárias iniciais por Steen Willadsen. Megan e Morag clonaram de células embrionárias diferenciadas em junho de 1995 e Dolly de uma célula somática em 1996.
• Mice: (1986) Um rato foi clonado com sucesso de uma célula embrionária inicial. Os cientistas soviéticos Chaylakhyan, Veprencev, Sviridova e Nikitin tinham o mouse "Masha" clonado. A pesquisa foi publicada na revista Biofizika volume Conveyor, número 5 de 1987.
• Macaco de Rhesus: Tetra (janeiro de 2000) da divisão do embrião e não da transferência nuclear. Mais semelhante à formação artificial de gêmeos.
• Porco: os primeiros porcos clonados (março de 2000). Em 2014, a BGI na China produzia 500 porcos clonados por ano para testar novos medicamentos.
• Gaur: (2001) foi a primeira espécie em extinção clonada.
• Gato:
  • Alfa e Beta (males, 2001) e (2005), Brasil
  • Em 2023, os cientistas chineses relataram a clonagem de três supercows com uma produtividade do leite "quase 1,7 vezes a quantidade de leite uma vaca média nos Estados Unidos produzida em 2021" e um plano para 1.000 dessas super vacas no próximo prazo. De acordo com um relatório de notícias "[i]n muitos países, incluindo os Estados Unidos, os agricultores reproduzem clones com animais convencionais para adicionar traços desejáveis, como produção de leite elevado ou resistência à doença, na piscina genética".
• Cat: CopyCat "CC" (female, final de 2001), Little Nicky, 2004, foi o primeiro gato clonado por razões comerciais
• Rato: Ralph, o primeiro rato clonado (2003)
• Mule: Idaho Gem, um John Mule nascido em 4 de maio de 2003, foi o primeiro clone da família de cavalos.
• Horse: Prometea, uma mulher de Haflinger nascida em 28 de maio de 2003, foi o primeiro clone de cavalos.
• Cão:
  • Snuppy, um cão afegão masculino foi o primeiro cão clonado (2005). Em 2017, o primeiro cão clone de edição genética do mundo, Apple, foi criado pela Sinogene Biotechnology. Sooam Biotech, Coreia do Sul, foi relatado em 2015 para clonar 700 cães até à data para seus proprietários, incluindo dois cães de caça Yakutian Laika, que estão seriamente ameaçados devido a cruzamentos.
  • Clonagem de cães super sniffer foi relatado em 2011, quatro anos depois quando os cães começaram a trabalhar. Clonagem de um cão de resgate bem sucedido também foi relatado em 2009 e de um cão de polícia semelhante em 2019. Cães com cheiro de câncer também foram clonados. Uma revisão concluiu que "os cães de trabalho de elite qualificados podem ser produzidos pela clonagem de um cão de trabalho que exibe tanto um temperamento adequado e boa saúde".
• Wolf: Snuwolf e Snuwolffy, os dois primeiros lobos femininos clonados (2005).
• Búfalo de água: Samrupa foi o primeiro búfalo de água clonado. Nasceu em 6 de fevereiro de 2009, no Instituto Nacional de Pesquisa Diária da Índia, mas morreu cinco dias depois devido à infecção pulmonar.
• Pyrenean ibex (2009) foi o primeiro animal extinto a ser clonado de volta à vida; o clone viveu por sete minutos antes de morrer de defeitos pulmonares.
• Camel: (2009) Injaz, foi o primeiro camelo clonado.
• Bode de Pashmina: (2012) Noori, é a primeira cabra de pashmina clonada. Cientistas na faculdade de ciências veterinárias e pecuária da Universidade Sher-e-Kashmir de Ciências Agrícolas e Tecnologia de Caxemira clonaram com sucesso a primeira cabra Pashmina (Noori) usando as técnicas reprodutivas avançadas sob a liderança de Riaz Ahmad Shah.
• Bode: (2001) Cientistas da Northwest A&F University clonaram com sucesso a primeira cabra que usa a célula adulta feminina.
• (2013) O sapo gástrico, Rheobatrachus silus, pensado para ter sido extinto desde 1983 foi clonado na Austrália, embora os embriões morreram após alguns dias.
• Macaque macaco: (2017) Primeira clonagem bem sucedida de uma espécie primata usando transferência nuclear, com o nascimento de dois clones ao vivo chamado Zhong Zhong e Hua Hua Hua. Realizado na China em 2017, e relatado em janeiro de 2018. Em janeiro de 2019, os cientistas da China relataram a criação de cinco macacos clonados idênticos, usando a mesma técnica de clonagem que foi usada com Zhong Zhong e Hua Hua e Dolly as ovelhas, e a técnica de Crispr-Cas9, supostamente usada por He Jiankui na criação dos primeiros bebês humanos modificados pelo gene Lulu e Nana. Os clones de macaco foram feitos para estudar várias doenças médicas.
• Um grupo de cientistas clonou uma fêmea chamada Willa, que morreu em meados da década de 1980 e não deixou descendentes vivos. Seu clone, uma fêmea chamada Elizabeth Ann, nasceu em 10 de dezembro. Os cientistas esperam que a contribuição deste indivíduo aliviará os efeitos da incriação e ajudará os furões de pé negro a lidar melhor com a praga. Especialistas estimam que o genoma desta fêmea contém três vezes mais diversidade genética como qualquer um dos ferrets de pé negro moderno.
• Primeira parthenogenesis artificial em mamíferos: (2022) A prole de camundongos viáveis nasceu de ovos não fertilizados através da edição de metilação de DNA direcionada de sete regiões de controle de impressão.

Clonagem humana

A clonagem humana é a criação de uma cópia geneticamente idêntica de um ser humano. O termo é geralmente usado para se referir à clonagem humana artificial, que é a reprodução de células e tecidos humanos. Não se refere à concepção natural e parto de gêmeos idênticos. A possibilidade de clonagem humana tem levantado controvérsias. Essas preocupações éticas levaram várias nações a aprovar legislação sobre a clonagem humana e sua legalidade. A partir de agora, os cientistas não têm intenção de tentar clonar pessoas e acreditam que seus resultados devem desencadear uma discussão mais ampla sobre as leis e regulamentos que o mundo precisa para regular a clonagem.

Dois tipos comumente discutidos de clonagem humana teórica são clonagem terapêutica e clonagem reprodutiva. A clonagem terapêutica envolveria a clonagem de células de um humano para uso em medicina e transplantes, e é uma área ativa de pesquisa, mas não está na prática médica em nenhum lugar do mundo, a partir de 2021. Dois métodos comuns de clonagem terapêutica que estão sendo pesquisados são transferência nuclear de células somáticas e, mais recentemente, indução de células-tronco pluripotentes. A clonagem reprodutiva envolveria fazer um ser humano clonado inteiro, em vez de apenas células ou tecidos específicos.

Questões éticas da clonagem

Há uma variedade de posições éticas sobre as possibilidades de clonagem, especialmente a clonagem humana. Embora muitos desses pontos de vista sejam de origem religiosa, as questões levantadas pela clonagem também são enfrentadas por perspectivas seculares. As perspectivas sobre a clonagem humana são teóricas, uma vez que a clonagem humana terapêutica e reprodutiva não é usada comercialmente; os animais são atualmente clonados em laboratórios e na produção animal.

Os defensores apóiam o desenvolvimento da clonagem terapêutica para gerar tecidos e órgãos inteiros para tratar pacientes que de outra forma não podem obter transplantes, para evitar a necessidade de drogas imunossupressoras e para evitar os efeitos do envelhecimento. Os defensores da clonagem reprodutiva acreditam que os pais que não podem procriar devem ter acesso à tecnologia.

Os oponentes da clonagem temem que a tecnologia ainda não esteja desenvolvida o suficiente para ser segura e que possa ser propensa a abusos (levando à geração de seres humanos dos quais órgãos e tecidos seriam colhidos), bem como preocupações sobre como a clonagem os indivíduos poderiam se integrar com as famílias e com a sociedade em geral. A clonagem de seres humanos pode levar a graves violações dos direitos humanos.

Grupos religiosos estão divididos, com alguns se opondo à tecnologia como usurpando o "lugar de Deus" e, na medida em que os embriões são usados, destruindo uma vida humana; outros apoiam os potenciais benefícios de salvar vidas da clonagem terapêutica. Existe pelo menos uma religião, o raelismo, na qual a clonagem desempenha um papel importante.

O trabalho contemporâneo sobre este tópico está preocupado com a ética, regulamentação adequada e questões de qualquer clonagem realizada por humanos, não potencialmente por extraterrestres (incluindo no futuro), e em grande parte também não replicação – também descrita como clonagem mental – de potenciais emulações cerebrais inteiras.

A clonagem de animais é contestada por grupos de animais devido ao número de animais clonados que sofrem de malformações antes de morrer e, embora alimentos de animais clonados tenham sido aprovados como seguros pelo FDA dos EUA, seu uso é contestado por grupos interessados sobre segurança alimentar.

Em termos práticos, a inclusão de "requisitos de licenciamento para projetos de pesquisa com embriões e clínicas de fertilidade, restrições à mercantilização de óvulos e esperma e medidas para evitar que interesses proprietários monopolizem o acesso a linhagens de células-tronco" em regulamentos internacionais de clonagem foi proposto, embora e. mecanismos eficazes de supervisão ou requisitos de clonagem não foram descritos.

Clonagem de espécies extintas e ameaçadas de extinção

A clonagem, ou mais precisamente, a reconstrução do DNA funcional de espécies extintas é, há décadas, um sonho. Possíveis implicações disso foram dramatizadas no romance de 1984 Carnosaur e no romance de 1990 Jurassic Park. As melhores técnicas de clonagem atuais têm uma taxa média de sucesso de 9,4 por cento (e tão alta quanto 25 por cento) ao trabalhar com espécies familiares, como camundongos, enquanto a clonagem de animais selvagens geralmente tem menos de 1 por cento de sucesso.

Clonagem de conservação

Vários bancos de tecidos surgiram, incluindo o "Frozen zoo" no Zoológico de San Diego, para armazenar tecidos congelados das espécies mais raras e ameaçadas do mundo. Isso também é conhecido como "clonagem de conservação".

Engenheiros propuseram uma "arca lunar" em 2021 - armazenando milhões de amostras de sementes, esporos, esperma e óvulos de espécies contemporâneas da Terra em uma rede de tubos de lava na Lua como um backup genético. Propostas semelhantes foram feitas desde pelo menos 2008. Isso também inclui o envio de DNA de clientes humanos e uma proposta para "um registro de backup lunar da humanidade" que inclui informação genética por Avi Loeb et al.

Cientistas da Universidade de Newcastle e da Universidade de New South Wales anunciaram em março de 2013 que o recém-extinto sapo de incubação gástrica seria objeto de uma tentativa de clonagem para ressuscitar a espécie.

Muitas dessas "Desextinção" os projetos são descritos no Projeto Revive and Restore da Long Now Foundation.

Desextinção

Um dos alvos mais esperados para a clonagem já foi o mamute-lanoso, mas as tentativas de extrair DNA de mamutes congelados não tiveram sucesso, embora uma equipe conjunta russo-japonesa esteja atualmente trabalhando para atingir esse objetivo. Em janeiro de 2011, foi relatado por Yomiuri Shimbun que uma equipe de cientistas chefiada por Akira Iritani, da Universidade de Kyoto, baseou-se na pesquisa do Dr. Wakayama, dizendo que extrairiam DNA de uma carcaça de mamute que havia sido preservada em um laboratório russo e inseri-lo nos óvulos de um elefante asiático na esperança de produzir um embrião de mamute. Os pesquisadores disseram que esperavam produzir um bebê mamute dentro de seis anos. Observou-se, no entanto, que o resultado, se possível, seria um híbrido elefante-mamute em vez de um verdadeiro mamute. Outro problema é a sobrevivência do mamute reconstruído: os ruminantes dependem de uma simbiose com uma microbiota específica em seus estômagos para a digestão.

Em 2022, os cientistas mostraram grandes limitações e a escala do desafio da desextinção baseada na edição genética, sugerindo que os recursos gastos em projetos de desextinção mais abrangentes, como o do mamute lanoso, podem não estar bem alocados e substancialmente limitados. Suas análises "mostram que mesmo quando o rato marrom norueguês de altíssima qualidade (R. norvegicus) é usado como referência, quase 5% da sequência do genoma é irrecuperável, com 1.661 genes recuperados com menos de 90% de completude, e 26 completamente ausente", complicado ainda mais porque "a distribuição das regiões afetadas não é aleatória, mas, por exemplo, se 90% de completude for usado como corte, os genes relacionados à resposta imune e ao olfato são excessivamente afetados" devido ao qual "um rato da Ilha Christmas reconstruído careceria de atributos provavelmente críticos para sobreviver em seu ambiente natural ou natural".

Em uma sessão online de 2021 da Sociedade Geográfica Russa, o ministro da Defesa da Rússia, Sergei Shoigu, mencionou o uso do DNA de guerreiros citas de 3.000 anos para potencialmente trazê-los de volta à vida. A ideia foi descrita como absurda pelo menos neste ponto nas reportagens e notou-se que os citas provavelmente não eram guerreiros habilidosos por padrão.

A ideia de clonar neandertais ou trazê-los de volta à vida em geral é controversa, mas alguns cientistas afirmaram que isso pode ser possível no futuro e delinearam várias questões ou problemas com isso, bem como amplas razões para fazê-lo.

Tentativas sem sucesso

Em 2001, uma vaca chamada Bessie deu à luz um gaur asiático clonado, uma espécie ameaçada de extinção, mas o bezerro morreu dois dias depois. Em 2003, um banteng foi clonado com sucesso, seguido por três gatos selvagens africanos de um embrião congelado descongelado. Esses sucessos deram esperança de que técnicas semelhantes (usando mães substitutas de outra espécie) pudessem ser usadas para clonar espécies extintas. Antecipando essa possibilidade, amostras de tecido do último bucardo (íbex dos Pirineus) foram congeladas em nitrogênio líquido imediatamente após sua morte em 2000. Os pesquisadores também consideram a clonagem de espécies ameaçadas, como o panda gigante e a chita.

Em 2002, geneticistas do Museu Australiano anunciaram que haviam replicado o DNA do tilacino (tigre da Tasmânia), na época extinto há cerca de 65 anos, usando a reação em cadeia da polimerase. No entanto, em 15 de fevereiro de 2005, o museu anunciou que estava parando o projeto depois que os testes mostraram que os espécimes estavam presos. O DNA foi muito degradado pelo conservante (etanol). Em 15 de maio de 2005, foi anunciado que o projeto tilacino seria revivido, com nova participação de pesquisadores em New South Wales e Victoria.

Em 2003, pela primeira vez, foi clonado um animal extinto, o íbex dos Pirinéus acima referido, no Centro de Tecnologia e Investigação Alimentar de Aragão, utilizando o núcleo celular congelado preservado das amostras de pele de 2001 e ovo de cabra doméstica -células. O íbex morreu logo após o nascimento devido a defeitos físicos em seus pulmões.

Tempo de vida

Depois de um projeto de oito anos envolvendo o uso de uma técnica pioneira de clonagem, pesquisadores japoneses criaram 25 gerações de camundongos clonados saudáveis com expectativa de vida normal, demonstrando que os clones não têm uma vida intrinsecamente mais curta do que os animais nascidos naturalmente. Outras fontes observaram que a prole dos clones tende a ser mais saudável do que os clones originais e indistinguíveis dos animais produzidos naturalmente.

Alguns postulam que a ovelha Dolly pode ter envelhecido mais rapidamente do que os animais nascidos naturalmente, já que ela morreu relativamente cedo para uma ovelha aos seis anos de idade. No final das contas, sua morte foi atribuída a uma doença respiratória e o "envelhecimento avançado" teoria é contestada.

Um estudo detalhado divulgado em 2016 e estudos menos detalhados de outros sugerem que, uma vez que os animais clonados passam do primeiro ou segundo mês de vida, eles geralmente são saudáveis. No entanto, a perda precoce da gravidez e as perdas neonatais ainda são maiores com a clonagem do que com a concepção natural ou reprodução assistida (FIV). A pesquisa atual está tentando superar esses problemas.

Na cultura popular

Sontarans in Doutor. Quem? são uma raça guerreira clonada.

A discussão sobre clonagem na mídia popular muitas vezes apresenta o assunto de forma negativa. Em um artigo do Time de 8 de novembro de 1993, a clonagem foi retratada de forma negativa, modificando a Criação de Adão de Michelangelo para retratar Adão com cinco mãos idênticas. A edição da Newsweek de 10 de março de 1997 também criticou a ética da clonagem humana e incluiu um gráfico representando bebês idênticos em copos.

O conceito de clonagem, em particular a clonagem humana, tem caracterizado uma grande variedade de obras de ficção científica. Uma das primeiras representações fictícias da clonagem é o Processo de Bokanovsky, que aparece no romance distópico de Aldous Huxley, de 1931, Brave New World. O processo é aplicado a óvulos humanos fertilizados in vitro, fazendo com que eles se dividam em cópias genéticas idênticas do original. Após um interesse renovado na clonagem na década de 1950, o assunto foi explorado ainda mais em obras como a história de 1953 de Poul Anderson UN-Man, que descreve uma tecnologia chamada "exogênese" e o livro de Gordon Rattray Taylor The Biological Time Bomb, que popularizou o termo "clonagem" em 1963.

A clonagem é um tema recorrente em vários filmes de ficção científica contemporâneos, desde filmes de ação como Anna ao Poder Infinito, Os Meninos do Brasil, Jurassic Park (1993), Alien Ressurreição (1997), O 6º Dia (2000), Resident Evil (2002), Star Wars: Episódio II – Ataque dos Clones (2002), A Ilha (2005) e Moon (2009) a comédias como Filme de Woody Allen de 1973 Sleeper.

O processo de clonagem é representado de várias formas na ficção. Muitos trabalhos descrevem a criação artificial de seres humanos por meio de um método de cultivo de células a partir de um tecido ou amostra de DNA; a replicação pode ser instantânea ou ocorrer por meio do crescimento lento de embriões humanos em úteros artificiais. Na longa série de televisão britânica Doctor Who, o Quarto Doctor e sua companheira Leela foram clonados em questão de segundos a partir de amostras de DNA ('The Invisible Enemy', 1977) e então – em uma aparente homenagem ao filme de 1966 Fantastic Voyage – encolheu ao tamanho microscópico para entrar no corpo do Doutor para combater um vírus alienígena. Os clones nesta história têm vida curta e só podem sobreviver alguns minutos antes de expirarem. Filmes de ficção científica como Matrix e Star Wars: Episódio II – Ataque dos Clones apresentam cenas de fetos humanos sendo cultivados em escala industrial em tanques mecânicos.

A clonagem de humanos a partir de partes do corpo também é um tema comum na ficção científica. A clonagem aparece fortemente entre as convenções de ficção científica parodiadas em Sleeper de Woody Allen, cujo enredo gira em torno de uma tentativa de clonar um ditador assassinado de seu nariz desencarnado. Na história de Doctor Who de 2008, "Journey's End", uma versão duplicada do Décimo Doctor cresce espontaneamente de sua mão decepada, que foi cortada em uma luta de espadas. durante um episódio anterior.

Após a morte de sua amada Coton de Tulear, de 14 anos, chamada Samantha, no final de 2017, Barbra Streisand anunciou que havia clonado o cachorro e agora estava "esperando que [os dois filhotes clonados] fossem mais velhas para [ela] ver se eles têm os olhos castanhos de [Samantha] e sua seriedade. A operação custou US$ 50.000 por meio da empresa de clonagem de animais de estimação ViaGen.

Clonagem e identidade

A ficção científica tem usado a clonagem, mais comumente e especificamente a clonagem humana, para levantar as questões controversas da identidade. A Number é uma peça de 2002 do dramaturgo inglês Caryl Churchill que aborda o tema da clonagem e identidade humana, especialmente natureza e criação. A história, ambientada em um futuro próximo, é estruturada em torno do conflito entre um pai (Salter) e seus filhos (Bernard 1, Bernard 2 e Michael Black) – dois dos quais são clones do primeiro. A Number foi adaptado por Caryl Churchill para a televisão, numa co-produção entre a BBC e a HBO Films.

Em 2012, uma série de televisão japonesa chamada "Bunshin" foi criado. A personagem principal da história, Mariko, é uma mulher que estuda bem-estar infantil em Hokkaido. Ela cresceu sempre em dúvida sobre o amor de sua mãe, que não se parecia em nada com ela e que morreu nove anos antes. Um dia, ela encontra alguns pertences de sua mãe na casa de um parente e segue para Tóquio para descobrir a verdade por trás de seu nascimento. Mais tarde, ela descobriu que era um clone.

Na série de televisão de 2013 Orphan Black, a clonagem é usada como um estudo científico sobre a adaptação comportamental dos clones. No mesmo sentido, o livro O Duplo, do prémio Nobel José Saramago, explora a experiência emocional de um homem que descobre ser um clone.

Clonagem como ressurreição

A clonagem tem sido utilizada na ficção como forma de recriar figuras históricas. No romance de Ira Levin de 1976 Os meninos do Brasil e sua adaptação cinematográfica de 1978, Josef Mengele usa a clonagem para criar cópias de Adolf Hitler.

No romance Jurassic Park de Michael Crichton, de 1990, que gerou uma série de longas-metragens do Jurassic Park, a empresa de bioengenharia InGen desenvolve uma técnica para ressuscitar espécies extintas de dinossauros criando criaturas clonadas usando DNA extraído de fósseis. Os dinossauros clonados são usados para povoar o parque de vida selvagem Jurassic Park para o entretenimento dos visitantes. O esquema dá desastrosamente errado quando os dinossauros escapam de seus recintos. Apesar de serem clonados seletivamente como fêmeas para evitar que se reproduzam, os dinossauros desenvolvem a capacidade de se reproduzir por partenogênese.

Clonagem para guerra

O uso da clonagem para fins militares também foi explorado em diversas obras de ficção. Em Doctor Who, uma raça alienígena de seres guerreiros vestidos de armadura chamados Sontarans foi introduzido na série de 1973 "The Time Warrior". Os sontarans são retratados como criaturas atarracadas e carecas que foram geneticamente modificadas para o combate. Seu ponto fraco é uma "respiratória probiótica", uma pequena tomada na parte de trás do pescoço que está associada ao processo de clonagem. O conceito de soldados clonados sendo criados para o combate foi revisitado em "A Filha do Doutor" (2008), quando o DNA do Doutor é usado para criar uma guerreira chamada Jenny.

O filme Star Wars de 1977 foi ambientado em um conflito histórico chamado Guerras Clônicas. Os eventos desta guerra não foram totalmente explorados até os filmes anteriores Attack of the Clones (2002) e Revenge of the Sith (2005), que retratam uma guerra espacial travada por um enorme exército de clone troopers fortemente blindados que leva à fundação do Império Galáctico. Soldados clonados são "fabricados" em escala industrial, geneticamente condicionado para obediência e eficácia no combate. Também é revelado que o popular personagem Boba Fett se originou como um clone de Jango Fett, um mercenário que serviu de modelo genético para os clone troopers.

Clonagem para exploração

Um subtema recorrente da ficção de clonagem é o uso de clones como suprimento de órgãos para transplante. O romance de Kazuo Ishiguro de 2005 Never Let Me Go e a adaptação cinematográfica de 2010 são ambientados em uma história alternativa na qual humanos clonados são criados com o único propósito de fornecer doações de órgãos para humanos nascidos naturalmente, apesar do fato de que eles são totalmente sencientes e autoconscientes. O filme de 2005 A Ilha gira em torno de um enredo semelhante, com a exceção de que os clones desconhecem o motivo de sua existência.

A exploração de clones humanos para trabalhos perigosos e indesejáveis foi examinada no filme de ficção científica britânico de 2009 Moon. No romance futurista Cloud Atlas e no filme subsequente, uma das linhas da história se concentra em um clone de fabricação geneticamente modificado chamado Sonmi~451, um dos milhões criados em um "wombtank" artificial, destinado a servir desde o nascimento. Ela é uma das milhares criadas para trabalho manual e emocional; A própria Sonmi trabalha como garçonete em um restaurante. Mais tarde, ela descobre que a única fonte de alimento para os clones, chamada 'Sabão', é fabricada a partir dos próprios clones.

No filme Nós, em algum momento antes da década de 1980, o governo dos EUA cria clones de todos os cidadãos dos Estados Unidos com a intenção de usá-los para controlar seus homólogos originais, semelhante ao vodu bonecas. Isso falha, pois eles foram capazes de copiar corpos, mas incapazes de copiar as almas daqueles que clonaram. O projeto é abandonado e os clones ficam presos exatamente espelhando a vida de suas contrapartes acima do solo. ações por gerações. Nos dias atuais, os clones lançam um ataque surpresa e conseguem completar um genocídio em massa de seus colegas inconscientes.