sou · GRB3107 · 2004-01-01 00:00:00 — Celler från djur kan vidare användas för att klona djur och för att användas som transplantationsmaterial från djur till människa, se mer om detta i kap. 4 och avsnitt 5.1.2. 3.1Studier och analys av genernas uppbyggnad och funktion Celler i cellkulturer kan användas bl.a. för att studera, analysera och jämföra uppbyggnaden och funktionen hos olika gener. För att kunna studera och analysera en gen (eller delar av en gen) behöver man tillgång till en viss mängd av genen i fråga. För att få fram tillräckliga mängder genetiskt material massförökar man genen. Detta kan ske genom s.k. molekylär kloning. Vid molekylär kloning isolerar man den aktuella genen från resterande delar av arvsmassan och för över det genetiska materialet till en ny, mottagande cell (mottagarcell). Överförandet av materialet underlättas om man använder en s.k. vektor, en bärare. Före överföringen av materialet behandlas den mottagande cellen så att den kan ta emot det nya DNA:t. Efter det att mottagarcellen Användning av celler från levande eller döda djur har tagit upp det överförda DNA:t och införlivat det i den egna arvsmassan (som finns i cellens kärna) uppkommer en cell som på konstgjord väg försetts med ny genetisk information. Inuti denna cell förökar sig den nya genetiska informationen genom duplika- tion. Under gynnsamma omständigheter bildas hundratals iden- tiska kopior av DNA:t i varje mottagarcell och när cellen sedan delar sig mångfaldigas både cellens egna arvsanlag och det överförda DNA:t. Ofta används bakterier för mångfaldigande av DNA eftersom bakterier har lätt att föröka sig. Bakterier förökar sig just genom delning. I själva verket består en bakterie endast av en enda cell men denna cell har förmåga att dela sig varför en bakterie snabbt kan flerfaldiga DNA. (Hos bakterier behöver dock det nya DNA:t inte alltid införlivas i bakteriens arvsmassa utan DNA:t kan mångfaldigas inuti bakterien ändå). DNA kan även mångfaldigas i provrör genom PCR-metoden (polymerase-chain-reaction). Här sker mångfaldigandet med hjälp av särskilda enzymer. PCR-metoden har till viss del kommit att ersätta den molekylära kloningen, bl.a. på grund av att molekylär kloning är en relativt omständlig process. Genom en metod som kallas sekvensering kan man bestämma ordningsföljden hos de olika byggstenar (nukleotider) som en individs arvsmassa (DNA) är sammansatt av. De molekyler som DNA består av är för små för att kunna studeras med hjälp av mikroskop men de kan studeras med hjälp av en kombination av kemiska, enzymatiska och fysikaliska metoder. Ett instrument har konstruerats som gör det möjligt att automatiskt läsa av DNA- molekylers sammansättning. Med en sådan apparat kan ett stort antal byggstenar i arvsmassan läsas av per dag. Sekvensering kan, tillsammans med andra metoder som syftar till att bestämma de olika genernas funktion och läge i kromosomerna, bidra till att man kan sätta samman detaljerade kartor över olika arters gener (genkartering). Genkartorna kan sedan användas för att studera den genetiska bakgrunden till en mängd olika egenskaper och biologiska funktioner. meddelade ledningen för det s.k. Humana genomprojektet (HPG eller som det ofta kallas i ) – ett projekt som har till uppgift att avläsa och kartlägga innehållet i den mänskliga arvsmassan – och det amerikanska bio- teknikföretaget att man med gemensamma insatser lyckats kartlägga det mänskliga genomet. Kartläggningen av generna ger Användning av celler från levande eller döda djur dock inte någon information om hur generna fungerar eller hur de samspelar med varandra. Det kan man däremot studera genom att använda sig av genetiskt modifierade djur hos vilka man slår ut generna, en efter en, för att se vilka effekterna blir. (Rapport från Gentekniknämnens m.fl. konferens om kon- sekvenser – fakta och fantasier i , och J. , Human Genome Work Reaches Milestone artikel i , 2000, vol. 158, nr 1). presenterades också en karta över musens hela arvs- massa. Det är därför nu möjligt att göra mycket detaljerade genetiska jämförelser mellan mus och människa. En jämförelse mellan musens och människans genom visar bl.a. att endast ca 300 gener, dvs. , är helt unika för de respektive arterna. Några av de tydligaste genetiska skillnaderna mellan möss och människor ligger i de delar av arvsmassan som berör immunsystem, luktsinne och sexualitet (Möss och människor nästan lika som bär, artikel i , ). 3.2Studier av organismers normala livsprocesser och avvikelser från dem Genom att studera genernas egenskaper och funktioner kan man få en fördjupad kunskap om de normala livsprocesserna hos olika arter och om eventuella avvikelser från dem. Kunskapen kan bl.a. användas för att lokalisera sjukdomar som beror på skador eller förändringar i generna (genetiska sjukdomar). Möjligheterna att kunna diagnostisera, förebygga och behandla sådana sjukdomar ökar därmed också. Kunskapen om genernas uppbyggnad och funktion kan även användas på annat sätt, t.ex. i djuraveln för att få fram djur som har sådana anlag som människan anser vara önsk- värda. Med hjälp av en teknik som kallas rekombinant-DNA-teknik är det möjligt att ändra gener eller bitar av gener och skapa gener eller bitar som är sammansatta av olika arvsmassa. Det DNA som används för att skapa den nya genen/DNA:t kan komma från olika individer. Det kan också tas från individer av olika arter. Exem- pelvis kan en del av DNA:t komma från en bakterie och den andra delen från ett djur eller en människa. Genom att på detta sätt ändra och sätta samman olika arvsmassa kan man lära sig mer om hur generna fungerar. Användning av celler från levande eller döda djur Tillvägagångssättet att skapa nytt, sammansatt DNA kan variera. Men det man i princip gör är att ta DNA-molekyler från en organism och tillför molekylerna sedan nytt DNA från en annan organism. Alternativt tillför man molekylerna DNA som fram- ställts helt på konstgjord väg. har det nämligen utvecklats en teknik som gör det möjligt att på automatisk väg tillverka helt konstgjorda gener och DNA. De olika DNA-bitarna sammanfogas i ett provrör och blir till en ny, sammansatt DNA- molekyl. Den tillförda DNA-biten kan endera komplettera den ursprungliga DNA-molekylen eller ersätta en DNA-bit som av- lägsnats från den ursprungliga molekylen. Den artificiellt samman- satta DNA-molekylen förs över till en cell som har lätt att föröka sig. När mottagarcellen delar sig skapas kopior av den nya DNA- molekylen. Jämför med vad som beskrivits ovan angående molekylär kloning. 3.3Framställning av ämnen som kan användas för produktion av olika substanser Genom hybrid-DNA-tekniken kan man föra över ny genetisk information till en cell. Under rätt valda betingelser kan man få den främmande genetiska informationen – den nya DNA-molekylen – att fungera (uttryckas) i mottagarcellen. Detta är möjligt även om delar av DNA-molekylen kommer från en annan organism och kanske till och med från en individ av en annan art än den från vilken mottagarcellen togs. Att det är möjligt att få genetiskt material att fungera över artgränserna beror på att alla levande varelser (människor, djur, växter, bakterier etc.) har samma gene- tiska kod, dvs. samma genetiska alfabet. Vad som skiljer olika individer och organismer åt är den ordningsföljd i vilka de olika byggstenarna i DNA:t sitter och antalet gener och kromosomer i arvsmassan. Med rekombinant-DNA-tekniken kan man således skapa celler med nya egenskaper. Tekniken används inte bara inom grund- forskningen för att studera genernas och organismers funktioner och livsprocesser utan även inom tillämpad forskning och inom industrin. När tekniken att kombinera arvsmassa används inom den tilläm- pade forskningen och industrin är målet ofta att förena DNA som har en styrande/kontrollerande funktion med DNA som innehåller Användning av celler från levande eller döda djur information om hur ett visst protein skall skapas. Om målsätt- ningen lyckas och man också lyckas föra över det sammansatta DNA:t till en mottagande cell och få det att fungera där kan den mottagande cellen förmås att tillverka det särskilda protein som det nya DNA:t innehöll ritningen för. Om man t.ex. tar DNA från en mus som innehåller information om hur ett visst musprotein produceras och för över det till en bakterie kan man få bakterien att framställa ett protein vars grundläggande byggstenar är identiska med de som produceras hos musen vars DNA man använt. Proteiner är livsviktiga ämnen för alla levande organismer. Proteinerna fungerar både som signaler och som byggnadsmaterial för allt som händer och finns i en levande organism. I princip kan alla proteiner (t.ex. enzymer, hormoner och antikroppar) fram- ställas med hjälp av rekombinant-DNA-teknik. De framställda ämnena kan i sin tur användas för att tillverka olika substanser, t.ex. läkemedel och vaccin eller andra preparat som är av intresse för t.ex. läkemedelsindustrin och den biotekniska sektorn. Några praktiska exempel på vad som har framställts med hjälp av genteknik är mänskligt insulin, tillväxthormon, vaccin mot hepatit B och den blodproppslösande substansen TPA (Tissue Plasminogen Activator). Även veterinärmedicinska preparat och vacciner har framställts med hjälp av genteknik. På marknaden finns bl.a. vaccin mot rabies, mul- och klövsjuka och diarré hos kalvar (M. Sarvas, Användning av genetiskt modifierade orga- nismer, Gentekniskt modifierade organismer – etiska och juridiska debatter i , Nordiske Seminar- og Arbejdsrapporter, 1993:604, , 1993, s. 20–21 och J. , Genteknik – den nya biotekniken, Kemifakta nr 7, Kemikontoret och för Bioteknik 1991, s. 22). Ofta används bakterier eller bagerijäst som mottagare av det nya DNA:t då de är lättodlade och därför kan fås att framställa det eftertraktade ämnet i snabb takt och i stora mängder. De celler hos djur och människor som normalt producerar proteiner är inte lika lättodlade. används ändå djurceller som mottagare av DNA:t. I djurceller finns nämligen vissa komponenter som saknas i celler från lägre organismer. För att vissa komplicerade proteiner skall bli biologiskt aktiva krävs det att de veckas på ett särskilt sätt och att de genomgår vissa förändringar, t.ex. klyvs i mindre bitar eller får tillägg av vissa kemiska grupper som socker och fosfat m.m. Det är processer som endast djurcellerna klarar av (J. , Genteknik – den nya biotekniken, Kemifakta nr 7, Användning av celler från levande eller döda djur Kemikontoret och för Bioteknik 1991, s. 14 och 21 och M. Sarvas, Användning av genetiskt modifierade organismer, Gentekniskt modifierade organismer – etiska och juri- diska debatter i , Nordiske Seminar- og Arbejdsrapporter, 1993:604, , 1993, s. 20). Proteiner och andra ämnen från djur (och människa) har använts i läkemedels- och vaccinframställning . Ämnena har då framför allt utvunnits ur blod. Vid användning av blodprodukter finns det dock en viss risk för överföring av smitta och sjukdomar. Det är ibland också svårt att utvinna sådana mängder av det aktuella ämnet att det räcker för att framställa en substans som kan användas. Med hjälp av rekombinant-DNA- tekniken kan man framställa helt nya ämnen och också framställa större volymer av sådana ämnen som kan framställas på tradi- tionellt sätt. Eftersom tekniken medför att man kan ändra samman- sättningen av ett ämne finns det även en möjlighet att skräddarsy ämnet särskilt för dess mottagare. På så sätt kan de produkter som framställs bli både mer effektiva och säkra (dvs. medföra färre biverkningar för mottagaren). På den svenska marknaden finns det ca 80 olika typer av läkemedel som framställts med hjälp av genteknik. Av dem är drygt hälften gjorda huvudsakligen av mikroorganismer (vanlig bagerijäst eller kolibakterie) och resterande del huvudsakligen av odlade djur- celler eller humana celler. De djurcellerna som använts i preparaten kommer framför allt från celler i cellodling från hamster. (Enligt uppgift från ). Möjligheten att upptäcka och diagnostisera olika sjukdomar har ökat då man numera på ett detaljerat sätt med hjälp av olika biotekniska och gentekniska metoder kan studera och analysera en organisms gener, celler och normala livsprocesser samt avvikelser från dem. De tidigare under avsnitt 3.1 nämnda genkartorna kan fungera som ett diagnosverktyg. Ett annat verktyg för diagnos är att använda sig av PCR-teknik eller sådana monoklonala anti- kroppar som beskrivs i avsnitt 5.1.3. Ett tredje gentekniskt verktyg för diagnostisering är s.k. genprober (gensonder). Genprober fungerar som en sorts biologiska sökrobotar som letar efter sin motsvarighet. När man använder genprober, t.ex. för Användning av celler från levande eller döda djur att kontrollera om en individ har blivit smittad av ett visst virus, gör man på följande sätt. Man skiljer ut kortare eller längre bitar av arvsmassan som är unik för det aktuella viruset. De avsnitt som skiljts ut märks, t.ex. med radioaktiva isotoper eller genom att man kopplar nya molekyler till avsnitten, så att man med hjälp av vissa särskilda tekniker kan identifiera dem. Sedan tar man ett prov som innehåller DNA från den individ man vill diagnostisera (prov- DNA) och låter det vara i kontakt med prob-DNA:t. En DNA-molekyl utgörs i själva verket av två kedjor kopplade till varandra med vätebindningar. Byggstenarna i kedjorna är kopplande parvis till varandra; A–T och G–C. Eftersom parbild- ningen alltid sker på ett visst sätt blir det möjligt att se på den ena sidan i DNA-molekylens spiral och kunna förutsäga vad som skall finnas på den andra sidan. Man kan säga att den ena sidan utgör ett negativt avtryck av den andra sidan. Byggstenarnas benägenhet att alltid koppla ihop sig med sin motsvarighet är den mekanism som man drar nytta av när man använder genprober. När prob-DNA:t sätts i kontakt med DNA:t i provet kommer prob-DNA:t nämligen att söka efter och fästa sig vid den bit DNA som utgör motsvarigheten till dess egna bygg- stenar. Om provet innehåller det aktuella smittämnet kommer prob-DNA:t alltså att söka upp de byggstenar som motsvaras av smittämnet och fästa sig på prov-DNA:t. Celler från djur används också inom den s.k. stamcellsforskningen som ett försteg till användning av mänskliga celler för terapeutiska ändamål. Tanken bakom stamcellsforskningen är enkelt beskrivet att lära sig mer om hur celler fungerar och att försöka behandla skador, sjukdomar och sjukdomssymptom hos en individ med celler. Detta sker genom en stimulering av individens egna celler eller genom att tillföra honom eller henne nya, levande, friska celler. Tekniken med behandling med celler har, om den kan fås att fungera, en potential att leda till nya behandlingsmetoder för flera svåra sjukdomar som är omöjliga att bota. Användning av celler från levande eller döda djur Parkinsons sjukdom t.ex., är nära förknippad med en brist på dopamin. Traditionell behandling av sjukdomen består bl.a. i att tillföra den sjuke ämnen som i hjärnan kan omvandlas till dopamin. pågår forskning för att behandla sjukdomen med celler. I vissa forskningsprojekt försöker man behandla sjukdomen genom att stimulera den sjukes egna dopaminproducerande celler och i andra projekt arbetar man med att behandla sjukdomen genom att transplantera nya dopaminbildande celler (nervceller) till hjärnan. De celler som används är stamceller. Stamceller är omogna celler som genom delningar ger upphov till mer mogna (mer speciali- serade) celler. Stamcellerna är av grundläggande betydelse för flera basala pro- cesser hos flercelliga organismer såsom människor och djur. Bland annat spelar de roll för fosterutveckling, för tillväxt och för nybildning av celler som har begränsad livslängd. De celler som används i stamcellsforskningen härstammar ursprungligen antingen från ett embryo som är under utveckling (embryonala stamceller) eller från en fullt utvecklad individ (adulta stamceller). Embryonala stamceller tar man från tidiga embryon som befinner sig i ett stadium där den befruktade äggcellen endast har hunnit dela sig ett fåtal gånger. Adulta stamceller får man fram genom att ta en bit vävnad från den fullt utvecklade individen och sedan isolera stamcellerna från resterande delar av vävnaden. De stamceller som man får tag på kan i vissa fall odlas i provrör och fås att kontinuerligt dela sig och ge upphov till nya stamceller. När celler odlas på detta sätt kallas det att etablera en cellinje. Det är svårt att etablera stamcellslinjer. Vissa typer av stamceller är dock lättare att odla än andra, bl.a. är det ofta lättare att odla embryonala stamceller än adulta stamceller. Trots svårigheterna med att odla stamceller finns det ett antal etablerade cellinjer med celler från åtminstone mus och människa på laboratorier runt om i världen. Ju fler typer av celler en stamcell kan utvecklas till desto större potentiell användbarhet har den. Mot bakgrund härav är de embryonala stamcellerna kanske de mest eftertraktade cellerna. Tillgången till embryonala stamceller är dock begränsad när det gäller stamceller från människa eftersom de mänskliga stamceller som används i forskningen framför allt kommer från tidiga em- bryon som har blivit över i samband med in-vitro fertiliseringar (provrörsbefruktningar). Forskning sker därför även på adulta stamceller. Användning av celler från levande eller döda djur 3.5.2Vad vet vi ? Stamceller kan under vissa betingelser förmås att på konstgjord väg genomgå en mognadsprocess och utvecklas till mer specia- liserade celltyper. Genom sådana konstgjorda mognadsprocesser hoppas man kunna programmera celler att utveck- las till den typ av celler som en sjuk eller skadad individ har behov av. Man hoppas även att man skall kunna förmå de omogna stamcellerna att mogna och utvecklas till hela vävnader och organ som sedan kan användas vid transplantationer till sjuka eller skadade människor. I forskningssammanhang har man lyckats sätta i gång konst- gjorda mognadsprocesser och förmå stamceller att bilda enkla vävnader såsom hud och brosk. I dagspressen kunde man också läsa om ett australiensiskt forskarteam som påstår sig ha lyckats odla ett helt bröst i en gris med hjälp av de stamceller hos grisen som bildar fettvävnad (artikel i , ). Stamceller har även visats ha förmåga att omprogrammeras. Stamceller som har börjat mogna/specialisera sig har kunnat i sin utveckling från ett mer specialiserat stadium till ett mer omoget stadium och sedan omdirigeras. På så sätt har forskare lyckats att få stamceller från en mushjärna att utvecklas till bl.a. hjärt-, mag- och lungvävnadsceller (SOU 2000:103, s. 110 och H. , Kloning av djurceller – önskvärda och möjliga tillämpningar?, artikel i skogs- och lantbruks- nr 12, 2002, s. 17). Behandling med stamceller har även prövats i djurförsök. Parkinsons sjukdom hos råttor har framgångsrikt behandlats med embryonala stamceller från mus. En ny typ av stamceller, s.k. mesenkymala stamceller, har upptäckts i benmärgen hos djur. De mesenkymala stamcellerna tycks ha kvar förmågan att utvecklas till i princip samtliga olika celltyper, trots att cellerna är adulta. Om försöken med de mesenkymala stamcellerna är möjliga att upprepa och samma metod också går att tillämpa på människa skulle, enligt experterna, sådana celler kunna bli ett mycket användbart medicinskt redskap. Tillgången på mänskliga celler som kan användas för forskning och terapi skulle då också öka (SOU 2002:119, s. 24). Kunskaperna om hur cellerna skall behandlas för att mogna och bilda specifika celler är dock fortfarande begränsade och några mer Användning av celler från levande eller döda djur komplicerade vävnader eller organ har man ännu inte lyckats framställa. Flera studier pågår dock, både på celler från djur och från människa, för att förfina metoderna och få cellerna att utveckla sig i en önskad riktning (SOU 2002:119, s. 2 och 25–26, H. , Kloning av djurceller – önskvärda och möj- liga tilllämpningar?, artikel i skogs- och lantbruks- nr 12, 2002, s. 17 och SOU 2000:103, s. 110). En långsiktig förhoppning bakom stamcellsforskningen är att de nya celler som man önskar föra över till en sjuk eller skadad individ skall ha samma arvsmassa som individens egna celler. Djurförsök tyder på att det är möjligt att få fram sådana stamceller. Den metod som används för att få fram stamceller med en i princip identisk arvsmassa som den tilltänkta mottagarens är somatisk kärnöverföring. Metoden beskrivs i avsnitt 4.4.3. När metoden används för att få fram stamceller för terapeutiska ända- mål använder man sig av obefruktade ägg från vilka man plockar ut cellkärnan och ersätter den med cellkärnan från en vanlig kropps- cell (somatisk cell) från den individ som man har för avsikt att försöka behandla. Ägget med den nya cellkärnan förmås att dela sig och bli till flera celler. Från den inre massan av dessa celler kan man sedan isolera och plocka ut stamceller. Då äggcellens kärna har ersatts med en ny cellkärna som bär på arvsmassa (DNA) från den individ man önskar behandla kan man få fram embryonala stam- celler som har samma arvsmassa som den fullt utvecklade individ från vilken man tog cellkärnan. Den förväntade fördelen med att ta fram stamceller på detta sätt är att risken för att de nya cellerna stöts bort hos mottagaren minskar om de har samma arvsmassa som mottagarens egna celler. Normalt sett stöter kroppen bort främmande material på grund av att immunförsvaret griper in och dödar eller förstör det. Om metoden kan fås att fungera skulle man alltså kunna lösa proble- men med avstötning. I ett ännu längre perspektiv hoppas man kunna kombinera stamcellstransplantationer med genterapi (se mer om genterapi i avsnitt 5.1.1). Avsikten är då att de stamceller man tar från den sjuka individen skall modifieras genetiskt (tillföras nya gener som bär på den information som behövs för att korrigera individens Användning av celler från levande eller döda djur skada, defekt eller sjukdom) innan de förs tillbaka till individen. På så sätt skulle man kunna undvika avstötningsproblem och skräddarsy cellbehandlingen. 3.5.4Kommittén om genetisk integritet beslutade regeringen att tillsätta en kommitté för att se över ett antal frågeställningar rörande genetisk diagnostik, genterapi och kloning (dir. 2001:20). Kommitténs arbete skall bl.a. utgöra underlag för ratificering av konven- tion av om mänskliga rättigheter och bio- medicinen (ETS 164). har undertecknat konventionen men ännu inte ratificerat den. beslutade regeringen om ett tilläggsdirektiv till kommittén (dir. 2002:58) enligt vilket kommittén utöver det ursprungliga uppdraget även fick till uppgift att överväga och lämna förslag kring vissa frågor som rör forskning på stamceller. Kommittén, som har antagit namnet Kommittén om genetisk integritet, överlämnande delbetänkandet (SOU 2002:119) i vilket kommittén redovisade sitt uppdrag enligt tillläggsdirektivet. Uppdraget i sin helhet skall vara avslutat . Kommittén sammanfattar kunskapsutvecklingen inom stamcells- forskningen med att framhålla att forskningen ännu till över- vägande del befinner sig långt ifrån den kunskap som behövs för att använda sig av metoden för att behandla patienter. Det kan dröja ca 10–innan det är aktuellt att överväga stamcellsterapi som en behandlingsform. När det gäller somatisk kärnöverföring är förut- sättningarna ännu mer osäkra. Förslagen i kommitténs delbetänkande behandlar endast sådan stamcellsforskning som görs på människa eller med biologiskt material från människa. I betänkandet föreslår kommittén bl.a. att forskning på befruktade ägg från människa även skall vara tillåten under vissa förutsättningar. regleras förutsättningarna för att få använda befruktade ägg i lag (1991:115) om åtgärder i forsknings- eller behandlingssyfte med befruktade ägg från människa. Lagen inne- håller bl.a. bestämmelser om att det krävs samtycke från donatorer- na av ägg och sperma för att en sådan användning skall få ske. Lagen innehåller även vissa begränsningar för hur långt gånget i Användning av celler från levande eller döda djur