Kloning af husdyr: Historie, status og fremtid

Nye og ofte kontroversielle reproduktionsteknologier har altid påkaldt sig videnskabelig og  samfundsmæssig interesse, som det også skete med fremkomsten af det voksen-klonede får »Dolly« i 1997. Her tiltog både den faglige og offentlige debat, og som fagkyndige deltog vi hyppigt. I denne artikel vil vi give en kortere opsamling på kloningens historie, nuværende status og mulige fremtidige udvikling. En mere uddybende beskrivelse kan findes i Dansk Veterinærhistorisk Årbog 2020.

Kloning er en cellebiologisk metode

Ordet »kloning« kan oversættes som »kopiering«, og i denne artikel anvendes det i forbindelse med kopiering af et pattedyr, mere specifikt vores større husdyr. Kloning er som sådan en cellebiologisk metode, hvor der ikke ændres ved generne, men den kan anvendes i forbindelse med genteknologi; dette behandles senere i artiklen.

Naturlig kloning optræder i forbindelse med énæggede tvillinger, hvor ægget få dage efter  befrugtning spontant deles i to halvdele, som derefter begge gennemfører drægtigheden. I laboratoriet foretages kloning på tre forskellige måder (Figur 1), der alle udføres i de tidligste faser af forplantningsprocessen, nemlig i dagene omkring og efter befrugtningen.

Ved kernetransplantationsmetoden (Figur 1c) bruges to forskellige slags celler, enten blastomerer fra et embryo eller somatiske celler. Metoden er sådan set relativ enkel, men i detaljen indeholder den både biologisk og teknisk endog meget store udfordringer. Det biologiske handler både om »sammensmeltningen« mellem den anvendte celle og ooplasten, men især gælder det »re-programmeringen«, der er nødvendig efter brug af somatiske celler. Det tekniske handler om at udvikle og bruge forskellige præcisionsmetoder, fx mikromanipulation og in-vitrodyrkning.

De forskellige kloningsmetoder vil ikke blive yderligere beskrevet, men har man interesse i at vide mere, kan artiklens forfattere kontaktes.

Markante udviklingstrin i kloningens historie frem til 1997

Kloning blev udført første gang for over 100 år siden af tyske Hans Spemann, hvor 2- og 4-cellede salamander-æg blev brugt til blastomer-separation (Figur 1b). Samme metode blev forsøgt på pattedyr i 1930’erne, men de første levende afkom blev først født flere år senere. I 1950’erne var det kanin og mus, og i 1979 var det de første husdyr, da den danske dyrlæge Steen Willadsen i 1979 frembragte levende får under sit ophold i Cambridge.

Kloning ved deling af senere embryonale stadier (Figur 1a) lykkedes første gang i 1982 på kvæg i Frankrig og USA. Også i Danmark blev der arbejdet med deling af embryoner i begyndelsen af 1980’erne – både på KVL (Henrik Lehn-Jensen) og på Foulum (Peter Holm), og de første danske kloner var énæggede tvillingekalve, født i 1985 (Figur 2).

Kloning ved kernetransplantation (Figur 1c) begyndte også for snart 100 år siden, for førnævnte Hans Spemann viste dets muligheder sidst i 1920’erne på salamander-æg. På pattedyr publicerede Steen Willadsen i 1986 som den første om fødslen af et lam fremstillet ved kernetransplantation af en blastomer fra et 8-celle embryo (Figur 1c). Denne metode blev i de efterfølgende år brugt med held på flere dyrearter, og i begyndelsen af 1990’erne blev metoden anset som en stor kommerciel mulighed af firmaer i bl.a. Canada, USA, Australien og Japan. Metoden gav dog store problemer med både effektiviteten og levedygtigheden af de fødte dyr. Sammenholdt med de store omkostninger resulterede dette i, at det ikke blev en bæredygtig forretning til rutinemæssig masseproduktion af klonede dyr.

I Danmark blev der også arbejdet med blastomer-kernetransplantation (Figur 1c), først som laboratorieforsøg på svin omkring 1990 på KVL, derefter på kvæg i Foulum (Figur 3).

Kernetransplantation med brug af somatiske celler (Figur 1c; SCNT, somatic cell nuclear transfer) fra voksne individer, derfor også kaldet voksen-kloning, var i tankerne hos Hans Spemann allerede i 1938. Det blev dog først udført af John Gurdon i 1962 med brug af tarmceller fra frøer. I de efterfølgende tre årtier forsøgte man at aflure de cellebiologiske fænomener i denne metode, især med hensyn til omprogrammeringen fra en specialiseret celle til at være en celle, der kunne starte udviklingen forfra igen. Ian Wilmuts laboratorium i Edinburgh, hvor ikke mindst Keith Campbell undersøgte det intenst, var førende i denne forskning. Herfra kom der i 1996 melding om fødsel af lam efter kernetransplantation med blastomerer, hvor disse celler havde været dyrket i laboratoriet i flere generationer og reelt var blevet embryonale stamceller. Samtidig var der i de videnskabelige kredse rygter om, at noget stort var på vej fra gruppen i Edinburgh.

Fødslen af Dolly og de næste ti år

Mandag den 24. februar 1997 blev det afsløret i tidsskriftet »Nature«, hvad der var sket i Skotland: Fåret »Dolly« var født som resultat af voksen-kloning, nemlig med brug af en yvercelle fra et 8-årigt får. Der var i tiden forud opbygget en stor mediemæssig nysgerrighed, og reaktionerne var i sandhed store og verdensomspændende. På Foulum og på KVL blev vi kimet ned af interesserede journalister, som ville høre vores mening om denne nyhed. Da vi oplyste, at der på Foulum blev arbejdet med kloning, blev opmærksomheden skærpet. Der var mange diskussioner i medier og i Folketinget, specielt da det blev klart, at metoden havde andet end grundvidenskabelig interesse, fx til produktion af hele besætninger af ens individer og til at genskabe uddøde eller afdøde individer. Således var der meget stor bekymring for en direkte glidebane med metoden fra får til mennesker, og der var en del ophedede diskussioner om, hvorvidt arbejdet med kloning skulle forbydes eller ej.

Det danske forløb blev foreløbigt afsluttet med en vedtagelse af en dagsorden i Folketinget den 22. maj 1997, hvor regeringen blev opfordret til blandt andet at sikre, at »forsøg med voksenkloning begrænses og således ikke resulterer i færdigudviklede individer«. Samtidig skulle regeringen følge op på denne vedtagelse. Dette passede fint i forhold til det forskningsarbejde, vi allerede var i gang med, for det var fortsat muligt at udføre basale undersøgelser af kloningsmetoden. Vigtigt var det imidlertid, at vi fra juni 1997 fik tilladelse fra Dyreforsøgstilsynet til at transplantere klonede embryoner, herunder også at få fuldført eventuelle drægtigheder.

Den spontane reaktion på historien om »Dolly« var todelt i de videnskabelige kredse: Overraskelse og begejstring, men også tvivl, skepsis og mistro. Mistroen ophørte, da der i 1998 blev født mus efter samme metode, og i de efterfølgende år blev der født voksen-klonede dyr fra flere og flere dyrearter. Der var dog også et stigende antal rapporter om problemer med klonede drægtigheder og fødte, klonede dyr, som svarede ganske til problemerne tidligere beskrevet for kloningen. I disse år var der ofte også historier i medierne om kloning, hvor personer med større eller mindre lægefaglig baggrund fortalte, at de var i gang med kloning af mennesker. Hverken dengang eller siden er der dog publiceret videnskabelige artikler om en vellykket human kloning.

Vejen frem til den danske lov om kloning

I Danmark var der i disse år ganske stor folkelig, faglig og politisk diskussion af, hvad denne nye metode kunne eller måtte bruges til, blandt andet med høringer i regi af Folketingets Forskningsudvalg, Etisk Råd og Det Dyreetiske Råd, samt talrige debatter i foreninger og indlæg i pressen. I laboratorierne på Foulum fortsatte yderligere grundlæggende undersøgelser og forbedringer af kloningsmetoden på kvæg, og afprøvningen skete stadig ved at følge in-vitroudviklingen af de klonede embryoner. I henhold til den gældende tilladelse fra Dyreforsøgstilsynet blev der også overført klonede kvægembryoner med henblik på at opnå afkom. Drægtighed blev opnået i foråret 2001, men uanset vores tilladelse fra Dyreforsøgstilsynet blev drægtigheden i efteråret 2001 afsluttet ved kejsersnit i 7. måned, hvor fosteret straks blev aflivet.

I foråret 2002 transplanterede vi igen klonede kvægembryoner, men inden havde vi skrevet til Folketingets Forskningsudvalg med vores ønske om at få født klonede kalve. Igennem foråret blev vores aktivitet omtalt flere gange i medierne, og denne opmærksomhed genåbnede den politiske side af sagen, men det skulle gå stærkt, fordi drægtighederne havde termin omkring nytår. Derfor mente flere, at vi lagde et urimeligt pres på politikerne, for det biologiske ur tikkede med de voksende kalvefostre. I ventetiden inden en klarlægning fra lovgivernes side udtalte statsminister Anders Fogh Rasmussen derfor, at disse fostre ikke skulle bevares. Dette sagde han en tirsdag i november, og kort tid efter blev recipienterne forløst ved kejsersnit, og de 8 måneder gamle fostre blev aflivet.

Folketinget genoptog herefter sin behandling af 1997-dagsordenen, og et lovforslag blev fremsat i oktober 2004. Det endelige lovforslag blev vedtaget i juni 2005, og Lov nr. 550 trådte i kraft den 1. oktober 2005. I forhold til de omfattende første udkast var loven kort og klar. Den fik en helt nær tilknytning til den eksisterende lov om dyreforsøg, så alle aktiviteter med kloning og genmodificering skulle godkendes af Dyreforsøgstilsynet. Loven beskrev tydeligt fire anvendelsesområder, hvor kloning og genmodificering kunne tillades: Grundforskning, anvendt forskning inden for sundhed og miljø, dyr til produktion af stoffer til væsentlig gavn for sundhed og miljø, undervisning og uddannelse. Samtidig var det også fastlagt, at kloning og genmodificering ikke var tilladt i forbindelse med fx husdyrproduktion, kæledyr eller »sjove« dyr.

De danske voksen-klonede grise

Vores kloningsforsøg på kvæg viste, at kloningsmetoden virkede både in-vitro og in-vivo. Inden for rammerne af den nye lov blev vi på Foulum derfor en del af Højteknologifondens forskningsprojekt »Pigs and Health«, hvor kloning skulle bruges i forbindelse med menneskers sundhed og sygdom. Der skulle fremstilles grise ved kloning, hvor de celler, der blev brugt til kloningen, var genetisk modificerede for alvorlige arvelige sygdomme hos mennesker, så de senere fødte grise kunne fungere som modeller for disse sygdomme. På Foulum skulle vi modtage genmodificerede celler fra forskere fra forskellige grupper ved Aarhus Universitet, bruge disse celler til kloning, transplantere de klonede embryoner til recipienter, overvåge drægtighederne og bringe grise til verden. Herefter skulle disse grise tilbage til de respektive forskergrupper for at undersøge, om de ville udvikle sig som mulige modeller for de givne sygdomme.

Vores kloningsmetode virkede også på grise, og de første klonede grise fødtes i juni 2006 (Figur 4). Derefter arbejdede vi videre med kernetransplantation med genetisk modificerede somatiske celler, og det første kuld grise blev født i august 2007 (Figur 4). Det fremmede gen, der var brugt, var for Alzheimers sygdom, og det var indsat i hudceller.

Over de næste cirka ti år blev der født mange grise, som var genetisk modificerede for alvorlige sygdomme hos mennesker: Åreforkalkning, psoriasis, brystkræft, diabetes, blærekræft, pancreaskræft, colonkræft og progeria. Grisene indgik efterfølgende til videre undersøgelser af, hvorvidt de kunne bruges som modeller for de pågældende sygdomme, og dette arbejde er stadig i gang. Hertil bruges kloning ikke, idet opformering af de klonede grise sker på helt almindelig vis.

De sidste klonede genmodificerede grise blev født i marts 2017. Kloningsarbejdet foregår således ikke længere på Foulum, idet der ikke har været bevillinger til at fortsætte hverken det videnskabelige eller det praktiske arbejde.

Status i dag og forventningerne til den fremtidige udvikling

Mange har gennem de sidste over 20 år spået kloning en stor udbredelse i årene fremover. Det er bestemt ikke vores forventning blandt andet på grund af metodens lave effektivitet, høje omkostningsniveau, afkommets levedygtighed og den folkelige bekymring for arbejdet med metoden og anvendelsen af produkter herfra. Kloningsmetoden er dog stadig aktuel på i hvert fald følgende områder.

Kloning til kopiering af særligt værdifulde dyr

Dyr af særlig værdi kan fx være brugsdyr som avlstyre, springheste, væddeløbs-dromedarer og narkohunde, men det kan også være kæledyr som fx hund og kat, som flere firmaer i bl.a. Sydkorea og USA tilbyder kloning af. For brugen i husdyravl er det ikke afklaret, om kloning eller afkom fra klonede dyr må bruges inden for EU.

Truede eller eksotiske dyrearter

Disse dyrearter repræsenterer en særlig værdi, hvor kloning kan komme på tale til at bevare dem. I dag er man dog kun nået til at opbevare det genetiske materiale i form af nedfrosne somatiske celler, da alle andre trin i kloningsprocessen endnu ikke er udviklet. Derfor er der kun ganske få konkrete eksempler på fødsel af sådanne dyr efter brug af kloning.

Kloning som hjælpemetode til at lave transgene dyr

Der er fortsat stor interesse for dyr med ændrede gener (transgene, genmodificerede, gensplejsede), både til forskning (fx til at øge mastitis-resistens hos malkekøer og til at muliggøre organtransplantation fra gris til menneske) og til produktion (fx af lægemidler i mælk fra husdyr).  Kloningsmetoden var tiltænkt en betydende rolle til at opfylde dette ønske, men som nævnt har den vist sig at være svær at arbejde med. Derfor kan det få betydning, at der er udviklet en ny lovende metode til fremstilling af sådanne dyr. Den handler om brug af injektion af præcist modificeret DNA til en forkerne i det tidligt befrugtede æg. Samme metode blev anvendt til nogle af de tidlige forsøg med genetisk modificerede dyr for omkring 40 år siden, men dengang skabte det store problemer, især fordi man ikke kunne styre placeringen af det injicerede DNA. Den nye metode udnytter CRISPR-Cas-metoden til at lave helt præcise DNA-ændringer, men hvorvidt det giver mere brugbare resultater, vil de næste år måske vise.

Kloning, et etisk dilemma

Den samfundsmæssige bekymring for kloning har vist sig på mange måder med blandt andet læserbreve, kronikker, debatmøder og artikler, men også med redegørelser både internationalt fra fx Eurobarometer, European Food Safety Authority (EFSA) og Food and Drug Administration (FDA) og nationalt fra fx Center for BioRisk Assessment (CeBRA), Etisk Råd og Det Dyreetiske Råd. De mange og forskellige bekymringer har haft forskellige vinkler, som kan samles i fire hovedformer: Eksistentielle (imod naturens orden, et grundlæggende livssyn), anvendelser på mennesker (glidebanen fra dyr til menneske), dyrevelfærd (recipienterne; fødte, klonede dyr) og fødevaresikkerhed for mennesker (produkter fra klonede dyr).

Med hensyn til det eksistentielle afhænger det i meget høj grad af ens personlige holdning, og denne etiske dimension vedrører ikke alene kloningen, men også andre forsøg på at gribe ind i naturens orden. Hvad angår mulig kloning af mennesker er dette endnu ikke sket, og vores bedste overbevisning er, at dette har uendelig lange udsigter, hvis overhovedet nogen.

I forhold til dyrevelfærd er der opnået meget konkrete erfaringer, da kloningsmetoden er blevet anvendt gennem flere år i forskellige laboratorier og på forskellige dyrearter. I Danmark har vi arbejdet allermest med grisen, og det har tydeligt vist, at problemerne med kloningen forekommer i alle led i processen, altså i laboratoriet, gennem drægtigheden og fødslen samt i grisens første levemåned. Derefter ser problemerne ud til at ophøre, for vi har fulgt grisene gennem snart fire generationer med brug af helt almindelig opformering, og vi har ikke set forskelle mellem klonede-genmodificerede og almindelige grise med hensyn til sygdomsforekomst, frugtbarhed eller andet.

Der er også behov for at dokumentere, hvorvidt produkter (især kød og mælk) fra klonede dyr eller deres afkom er anderledes end fra ikke-klonede dyr. Flere store undersøgelser fra især Japan samt udtalelser fra FDA og EFSA konkluderer, at der ikke har kunnet påvises forskelle mellem alle undersøgte produkter fra klonede dyr og de tilsvarende produkter fra almindelige dyr. I Danmark udgav Det Dyreetiske Råd i 2016 en »Udtalelse om kloning af dyr til fødevareproduktion «, og her konstateres det, at spørgsmålet stadig ikke er undersøgt tilstrækkeligt.

Afslutning

Kloning af husdyr har haft en slags »guldalder« de sidste 20-25 år, og Danmark har – begyndende med Steen Willadsen og sluttende med forskergruppen på Foulum – haft en meget aktiv rolle i dette arbejde. Det har været med til at vise, at kloningsmetoden er svær og problematisk at arbejde med, både biologisk og teknisk, og at der er store etiske dilemmaer ved at bruge den. Vi forventer på den baggrund ikke, at kloning vil få nogen særlig stor betydning fremadrettet. Det ændrer dog ikke ved, at det har været en spændende æra at være del af. Blandt rigtig meget har vi lært, at en teknologi kan være nok så indlysende for forskerne at arbejde med, men den samfundsmæssige accept og den politiske opbakning er helt afgørende for, at den kan implementeres. Det har været nyttig og vigtig læring for os, og det vil utvivlsomt også være en betydende del af læringen for de yngre kolleger,
der fremadrettet arbejder med forskning.