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Von Zellen zu Embryonen: Wie funktioniert der mysteriöse Prozess der SCNT?
In der Genetik und Entwicklungsbiologie ist der somatische Zellkerntransfer (SCNT) eine Technik zur Erzeugung lebensfähiger Embryonen im Labor aus somatischen Zellen und Eizellen. Bei dieser Technik wird zunächst eine Eizelle entnommen, diese enukleiert und anschließend der Zellkern einer Spenderin implantiert. SCNT wird nicht nur zum therapeutischen Klonen, sondern auch zum reproduktiven Klonen verwendet. Im Jahr 1996 erlangte ein Schaf namens Dolly Berühmtheit, weil es das erste Säugetier war, das erfolgreich reproduktiv geklont wurde. Im Januar 2018 gab eine Gruppe von Wissenschaftlern in Shanghai das erfolgreiche Klonen zweier weiblicher Javaneraffen namens Zhong Zhong und Hua Hua bekannt, was erneut die Aufmerksamkeit der Menschen auf die SCNT-Technologie lenkte.
„Therapeutisches Klonen“ bezieht sich auf die potenzielle Anwendung von SCNT in der regenerativen Medizin, wo die Technik als Antwort auf Probleme bei der Verwendung embryonaler Stammzellen (ESCs) angesehen wird.
Das Grundprinzip und der Prozess von SCNT
Der Prozess des somatischen Zellkerntransfers erfordert zwei verschiedene Zelltypen. Die erste ist die weibliche Fortpflanzungszelle, die Eizelle (Ovum/Follikel). Bei SCNT-Experimenten an Menschen werden diese Eizellen normalerweise kostenlos zur Verfügung gestellt und durch Techniken der ovariellen Stimulation gewonnen. Der zweite Typ sind somatische Zellen. Darunter versteht man verschiedene Zellen im menschlichen Körper, beispielsweise Hautzellen, Fettzellen und Leberzellen.
Beim SCNT-Verfahren wird das genetische Material der Spendereizelle entfernt, zurück bleibt eine deprogrammierte Eizelle. Diese entkernten Eizellen werden dann mit somatischen Zellen verschmolzen und der entstehende Embryo beginnt sich zu teilen, wodurch schließlich ein Individuum mit einer einzigen Quelle vollständiger genetischer Informationen entsteht. Während dieses Vorgangs programmieren zytoplasmatische Faktoren in der Eizelle die eingefügte somatische Zelle um, was letztendlich dazu führt, dass die Eizelle mit der Teilung beginnt und ein früher Embryo entsteht.
Der Schlüssel zu SCNT liegt in der effektiven und kontinuierlichen Aktivierung der Gene im Zellkern, die für die normale Entwicklung des Embryos von entscheidender Bedeutung ist.
Anwendungen und Herausforderungen von SCNT
Die Technologie des somatischen Zellkerntransfers hat in der Stammzellenforschung große Aufmerksamkeit erhalten. Ihr Hauptzweck besteht darin, pluripotente Zellen aus geklonten Embryonen zu gewinnen. Diese Zellen sind genetisch vollständig auf die Individuen abgestimmt, von denen sie stammen, und haben daher das Potenzial, zur Behandlung bestimmter Patienten verwendet.
Allerdings ist der SCNT-Prozess mit zahlreichen Herausforderungen verbunden, unter anderem mit geringer Effizienz und hoher Sterblichkeit. Im Jahr 1996 basierte Dollys Geburt tatsächlich auf 277 Eizellen, und es konnten nur 29 lebensfähige Embryonen gebildet werden, was die sehr niedrige Erfolgsrate der SCNT widerspiegelt. Darüber hinaus sind mit dem Umbau- und Entwicklungsprozess des Embryos komplexe biochemische Reaktionen verbunden, über die es noch viele Unbekannte gibt.
Viele Wissenschaftler beginnen, neue Ansätze wie induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) zu erforschen, die die Abhängigkeit von SCNT verringern könnten.
Moralische und ethische Fragen
Die SCNT-Technologie hat viele ethische Kontroversen ausgelöst. Erstens befürchten viele Menschen, dass SCNT zur Realisierung des Klonens von Menschen führen könnte, was wiederum eng mit der Durchführbarkeit des reproduktiven Klonens zusammenhängt. Zweitens erfordert die SCNT eine große Zahl menschlicher Eizellen, und die Gewinnung dieser Eizellen muss häufig durch Spenden von Frauen erfolgen, was gewisse Gesundheitsrisiken mit sich bringen kann. Wie sollten wir in diesem Zusammenhang Ethik und wissenschaftlichen Fortschritt in Einklang bringen?
Obwohl SCNT viele potenzielle biomedizinische Anwendungen bietet, müssen die damit verbundenen ethischen Überlegungen dennoch ernst genommen werden. Werden Menschen diese Technologie in Zukunft nutzen können, um mehr Forschung zu betreiben, ohne gegen ethische Grundsätze zu verstoßen?