الاستنساخ

الاستنساخ


في البيولوجيا، الاستنساخ أو الاصطناء (مولدة) هو إنتاج مجموعة من الكائنات الحية لها نسخة طبق الأصل من المادة الوراثية والتي تحدث في الطبيعة عندما تقوم كائنات حية كالبكتريا، الحشرات أو النباتات بالتكاثر بدون تزاوج. أما في مجال التكنولوجيا الحيوية (البيوتكنولجي) فهو العملية المستخدمة لنسخ أجزاء من الحمض النووي الريبي DNA، خلايا، أو كائنات حية. بشكل عام الاستنساخ يعني إنشاء نسخ طبق الأصل من منتوج ما كالوسائط الرقمية أو البرامج.
الاستنساخ الجزيئي
الاستنساخ الجزيئي يشير إلى عملية إنتاج نسخ مطابقة للأصل من سلسلة جزئية لحمض نووي ريبي DNA محددة. كثيرا ما يستخدم الاستنساخ من أجل تضخيم أجزء من سلسلة الحمض تحتوي على مورثات كاملة، ولكن يمكن استخدام التقنية أيضا من أجل تضخيم أي سلاسل جزئية أخرى. تستعمل التقنية أيضا في مجالات واسعة من التجارب البيولوجية والتطبيقات العملية.
استنساخ الأجنة هو توأمة صناعية أشبه بطريقة تخليق التوائم طبيعيا. كمافي استنساخ التوائم حيث البويضة المخصبة تنشطر بسبب مجهول ليتكون توأمين متطابقين. وكل منهما متطابق مع الآخر جينيا. لكن في الاستنساخ تتم عملية التوأمة المقصودة معمليا.
تقنية الاستنساخ ما زالت تحت التطوير لدرجة لايمكن محاولة إجرائه علي البشر لخطورته. لأن كل التجارب علي الحيوانات قد فشلت أو أسفرت عن أجنة مشوهة. حتي استنساخ الأعضاء والأنسجة من الخلايا الجذعية بالأجنة فيه خطورة كما جاء في مجلة (ساينس).
ورغم أن تقنية الاستنساخ قد أجريت علي عدة حيوانات لكنها ما زالت تحبو ولم تتطور. وآليته لم تفهم بعد.و طريقته بإنتزاع مادةH1N1من نواة خلية البويضة للأم لتحل محلها مادة دنا الأب الإفتراضي المستخلصة من خلاياه ولاسيما خلايا الجلد. ثم يسلط علي الخلية الملقحة شحنات كهروبائية لشحذ عملية الإنقسام كأي جنين عادي. ثم توضع في محلول ملحي لتنقسم وتوضع في رحم الأم الحاضنة بطريقة تشبه تماما تقنية أطفال الأنابيب. لكن من التجارب التي أجريت علي الخمسة أنواع من الثدييات قد أسفرت عن فرص نجاح متدنية. لأن الغالبية العظمي من هذا الحمل الاستنساخي يتعرض للمخاطر للجنين والأم. ولاسيما وأن الجنين قد يكون أكبر من أي جنين عادي مما يمزق الرحم. ويمكن أن ينتفخ بالسوائل. لهذا كل حمل استنساخي يتعرض للإجهاض التلقائي.
ولقد كانت النعجة دوللي أول حمل استنساخي ناجح من بين 247تجربة حمل.فأقل من 1%من الحيوانات المستنسخة عاشت فترة الحمل. لكن معظمها تعرض لشذوذ في وظائف الكبد ومشاكل في القلب والأوعية الدموية وقلة نمو الرئة ومرض السكر وعوز في جهاز المناعة وعيوب جينية خفية. فكثير من الأبقار التي إستنسخت كانت تعاني من عيوب خلقية بالرأس ولم تعش طويلا حسب متوسط العمر لمثيلها من الأبقار الطبيعيين.
أما المواليد العاديون فيتكونون من ارتباط جينات الحيوان المنوي للأب وبويضة الأم. وهذه الجينات تطبع بطريقة غير معلومة تماما متحاشية أي تشويش أو ارتباك ما بين جينات الأم وجينات الأب. لكن في عملية الاستنساخ هذه الطباعة للجينات لاتجري بطريقة سليمة ولايمكن فحص هذه المشكلة في أي جنين لعدم وجود شواهد تدل عليها.
لكن هل يصبح الطفل المستنسخ نسخة طبق الأصل لوالديه ؟. ليس هذا صحيحا. لأن 99,9%سيكون متطابقا جينيا مع والديه بسبب وجود جينات هامة سوف تساهم فيها البويضة وهذه الجينات ستستقر خارج نواة البويضة الملقحة. لهذا توجد تحذيرات من أخطار الاستنساخ جعلت العلماء يحذرون من استنساخ البشر خشية وقوع شذوذ جيني لاتعرف عواقبه ويصعب اكتشافه في الحيوان المستنسخ.
استنساخ الباندا
وعلي صعيد آخر.. يدرس العلماء إمكانية استنساخ دب الباندا العملاق، لزيادة أعداد هذا الحيوان النادر والمهدد بالانقراض. فمنذ شهور نجحت تجربة إنتاج جنين لدب الباندا باستخدام بويضة أرنب، ولكن الفكرة لم تكتمل نظرا لما ثار حولها من جدل في الصين الموطن الأصلي لهذا النوع من الدببة علاوة علي أن نجاح هذا الأسلوب في إنتاج أشبال حية للدب غير مضمون. ويعتبر التوصل لوسيلة لإنقاذ دب الباندا من الانقراض من أكبر التحديات التي تواجه علماء الحيوان بالصين. لأن تلك الفصيلة من الدببة رمزمن أغلى الرموز الوطنية هناك. ولاسيما وأنها تعاني من صعوبة شديدة في التكاثر. لهذا عندما أعلنت الصين في العام الماضي نجاحها في إنتاج جنين لدب الباندا العملاق بالاستعانة بتكنولوجيا الاستنساخ.إعتبرته إنجازا غير مسبوق لإنقاذ هذا الدب من الانقراض وقال العلماء الصينيون إنهم في طريقهم لإنتاج أول باندا مستنسخة خلال الثلاث سنوات القادمة.
لكن أكثر الباحثين في الصين وخارجها يشككون في إمكانية نجاح هذا الأسلوب. لأن من أكبر المشاكل التي تعترض طريق نجاح الفكرة هي إيجاد مضّيف يصلح لاحتضان جنين الباندا المستنسخ. فعلى الرغم من استخدام بويضة أرنب لإنتاج الجنين إلا أن اختلاف الحجم وفترة الحمل بين الحيوانين سيحول دون استخدام أنثى أرنب لحضانة البيضة المخصبة. كما أنه من النادر جدا أن يكتمل حمل إناث الباندا في العادة. مما دعا العلماء الصينيين للبحث عن حيوان بديل لحمل أجنة الباندا.وحتى الآن لم يتمكنوا من تحقيق فكرة استنساخ حيوانات داخل أنواع أخرى. وهذه المخاوف من انقراض الباندا في بيئته الطبيعية قد جعلت الصين تمنع قطع الأشجار في المناطق التي يعيش فيها هذا الدب وتحد من صيده.
عملية الاستنساخ
كان استنساخ النعجة دوللي ثورة في عالم الاستنساخ حيث قامت حولها ضجة إعلامية غير مسبوقة. لأنها كانت قد ولدت من رحم حسب تقنية النقل النووي للخلايا الجسدية. وكانت دولي أول محاولة لاستخلاص واستنبات أجنة صناعية تنمو لإنتاج أشخاص توأمية متشابهة ومتطابقة. ويتكون الجنين من نواة خلية المعطي (المتبرع سواء أكان ذكرا أم أنثي)التي تولج بالبويضة المفرغة من نواتها. ويطلق عليها الخلية المستقبلة. حيث تنتزع نواة البويضة بالقص بالليزر للكروموسومات التي تعتبر إحدي المكونات الوراثية للأنواع. والخلية المعطاة لابد أن تحضر بطريقة خاصة قبل إدخالها في البويضة بوضعها في محلول ملحي بدون مواد مغذية.
وتنقسم الخلية الملقحة جينيا المبكرة لتنمو لخلايا متخصصة تكون أجزاء أعضاء الجسم. ثم تكون الجسم الكامل للكائن الحي المستنسخ. والخلايا المعطاة لاتلفظها البويضة بعد تلقيحها بالنقل النووي لتصبح معدة للإندماج بتيار كهربي ينشط أيضا هذه الخلية البويضية الملقحة جينيا للإنقسام والنمو. والبويضة التي تنزع منها نواتها تفقد موروثها الجيني لتتلقي جينات الخلية المعطاة ليصبح الجنين موروثه الجيني متطابقا مع جينات الخلية المعطاة.
لكن العلماء لهم محاذيرهم علي الاستنساخ البشري بهذه التقنية. لأن تقنية النقل النووي لاتنطبق علي استنساخ البشر. لأن التكوين الجيني لخلاياه أكثر تعقيدا من الأغنام كنوع دوللي. كما أن شريط الدنا البشري معقد جدا. إلا أن بعض العلماء يقرون بإحتمال تطبيق النقل النووي علي البشر. لأن تقنية الاستنساخ الجيني بالنقل النووي متشابهة ومستقلة عن البويضة المتلقية. فلقد وجد أن بويضة البقرة صالحة للقيام كبويضة بديل للبوبضة البشرية من أي امرأة وتقبل أي نوع خلية معطاة حتي ولو كانت بشرية أو من أي حيوان ثديي آخر. لتكون الأجنة المستنسخة أمهاتها بقر
فالعلماء يقولون : أن البويضة البقرية الملقحة بعد اندماجها كهربيا توضع في رحم أم من نفس نوع المعطي وتأخذ صفاته وليس صفات البقر. وبويضة البقرة أنسب لأنها كبيرة ورخيصة ويسهل الحصول عليها وقد استخدمت لإنتاج خنازير وغنم وقرود. واستعمال بويضات البقر وتوفرها سوف يسهل ويسمح بإجراء التجارب علي الاستنساخ البشري مستقبلا. فلقد سبق دوللي قبل استنساخها 1277 تجربة استنساخ قبل نجاح تجربتها.
وخشية أن تكون عملية النقل النووي غيركافية فلقد إستحدث العلماء تقنية جديدة أطلق عليهاعملية بلاستومير (فصل الأجنة) Blastomycose Séparation لاستنساخ البشر. وتتم بإنتاج البويضة المخصبة لتنتج جنينا في دوره النموي المبكر.و يفتح غشاؤها الخارجي pellucide ثم يقسم لعدة أجنة متطابقة وراثيا يطلق عليها الأجنة المنفصلة المتطابقة (بلاستوميرات) Blastomycoses وكل واحد منها ينمو لجنين مستقل ويتكون له غشاء pellucide صناعيا ليغلفه. ولما يصبح كل جنين مستقرا في النمو. يزرع في رحم الأم البديل. وعدد هذه الأجنة المنفصلة المتطابقة قد لايكون محدودا. لأن كل جنين جديد يحصل عليه يمكن أن ينقسم مرة ثانية لعدة أجنة متطابقة. كما يمكن أيضا.. استخلاصها لإنتاج واستنساخ أجنة متطابقة (نسخ طبق الأصل) جديدة. وهذه الطريقة أرخص. ويمكنها أن تجعل عملية الاستنساخ أكثر قدرة وكفاءة.فلو نجحت طريقة النقل النووي أو الإنفصال الجنيني في استنساخ البشر. فهذا معناه أنه سيكون واقعا مقبولا عالميا.وعلماؤه سيمارسونه بكفاءة
فقبل الاستنساخ كان إجراء عمليات الهندسة الوراثية(الجينية) في كائن حي سواء أكان نباتا أو حيوانا. وقد تصيب الهدف أو تحيد عنه.لأنها كانت محاولة لإدخال جين مطلوب في مكانه الصحيح بالخلية المستهدفة. وليكن في نعجة علي سبيل المثال.فقد كانت عمليات الهندسة الجينية تتم بحقن المادة الوراثية (دنا) في البويضة أو الجنين. وعندما ينمو الحيوان يري العلماء التغير الجيني الذي يظهر ومدي تأثيره عليه وعلي نسله من بعده. عكس الاستنساخ الذي يحول أي خلية حية إلي حيوان عن طريق حقن الدنا في خلية توضع في طبق بتري (طبق زجاجي) بدلا من حقنها في بويضة كما كان يتبع سابقا في الهندسة الوراثية. فعندما نحصل علي خلايا بصفات وراثية مطلوبة تدمج مع بويضة منتزعة منها كروموسوماتها ليصبح الحيوان المستنسخ خلايا جسمه كله بها صفات الخلية المستنسخة. وقبل ولادة (دوللي) لم يستنسخ حيوان ثديي واحد بنجاح.
وفي الحياة الطبيعية ليست كل الكائنات الحية تتبع في تكاثرها الاستنساخ الذاتي كما في البكتربا والخميرة لكن هناك كائنات أكبر يتم فيها هذا الاستنساخ كما في القواقع والجمبري رغم أن التكاثر الجنسي هو السمة والوسيلة الطبيعية السائدة والوحيدة للحفاظ علي الإرث الجيني للأنواع. لأن الأنواع التي تتكاثر لاجنسيا(بالإنقسام الخلوي الذاتي) يموت معظمها أوتنقرض. بينما نجد حشرة المن(الأرقة) التي تمتص عصير النباتات رغم أنها تتناسل بالاستنساخ الذاتي لإنتاج نسائل متطابقة معظم الوقت. إلا أنها تتبع خلال بعض أجيالها التكاثر الجنسي وعلي فترات لتحافظ علي مخزونها الجيني وتجدده أوتحسنه.
استنساخ الأجنة
تقول صحيفة الديلي تلجراف البريطانية حول الاستنساخ العلاجي من أن فريقا سيتوصل إلى استنتاج حول الفوائد العلاجية من بعض عمليات الاستنساخ للأجنة رغم الاعتراضات الأخلاقية التي ستواجهها.بالرغم من أن الاستنساخ العلاجي يختلف عن الاستنساخ التكاثري. لأنه لا يهدف إنتاج نسخة كاملة من البشر بل يهتم فقط بالمراحل الأولى للأجنة التي يمكن الاستفادة من خلاياها الأساسية(الجذعية) Stem cells التي بإمكانها التطور إلى أنواع مختلفة من الخلايا والأنسجة والأعضاء والعظام والعضلات والأعصاب مما يؤدي هذا التطور العلمي الحالي إلى ثورة في مجال الطب بتطوير هذه الخلايا الأساسية الجنينية لتنمية أنسجة وأعضاء بشرية متخصصة تستخدم في عمليات زراعة الأعضاء.فهذه التقنية ستنتج أنسجة لا يرفضها جسم الإنسان من خلال أخذ الحامض النووي [[حمض نووي ريبي منقوص الأكسجين DNAمن المريض واستخدامه للحصول على جنين مستنسخ.وتعترض الكنيسة الكاثوليكية على التضحية بجنين من أجل الحصول على خلايا أو عضو جسدي. ويعلق بيتر جاريت الناطق باسم منظمة لايف المعارضة للإجهاض قائلا : إن استخدام الاجنة المستنسخة لإنتاج أنسجة بشرية في عمليات زراعة الاعضاء يشبه إلى حد كبير أكل لحوم البشر. لكن مجلس نافيلد لأخلاقيات العلوم الحيوية يدافع قائلا:إن استنساخ القليل من الخلايا لا يماثل استنساخ الإنسان.ولا يهدف إنتاج نسخة كاملة من البشر، بل يهتم فقط بالخلايا التب بإمكانها التطور إلى أنواع مختلفة من الخلايا لاستخدامها في تحقيق تقدما كبيرا في علاج الكثير من الأمراض المزمنة والمستعصية كمرض الرعاش (باركنسون) والخرف(الزاهيمر) واستبدال القلب والشرايين التالفة.
الاستنساخ العلاجي
نشرت مجلة(سينتفيك أمريكان) مؤخرا مقالا مثيرا بعنوان (أول جنين مستنسخ) يدور حول استنساخ أجنة بشرية في مراحلها المبكرة. وهذه الأجنة تتولد من البويضات بطريقة يطلق عليها الاستنساخ العلاجيTherapeutic cloning.وهذه تتم من خلال تقنية تكنولوجيا الخلية المتطورة Advanced Cell Technology حيث استخدم العلماء تقنية النقل النووي nuclear transplantation الذي يعرف بالاستنساخ cloning. ويقول العالمان جوس سيبيلي ومايكل كارول إيزيللي بعد تلقيح الخلية المفرغة النواة شاهدا تحت الميكروسكوب كرات من خلايا منقسمة لاتري بالعين المجردة. وهذه تعتبر أول أجنة بشرية أنتجت وأستنسخت في أكتوبر عام 2001. ولما وصلت كل كرة لمرحلة الإنقسام وصل عدد خلاياها100خلية بكل كرة جنينية. أطلق عليها بلاستوسستات(خلايا جنينية متحوصلة) blastocysts. وهي عبارة عن أجنة في مراحلها الأولي المبكرة. ويهدف العالمان استخلاص خلايا جذعية بشرية من هذه الأجنة المبكرة.وزراعتها لتنتج الأعصاب والأعضاء والأنسجة الحيوية. وهذه الخلايا الجذعية البشرية human stem cells ستكون في بنوك لإنتاج الأعضاء وقطع الغيار البشرية. ولسوء الحظ أحد هذه الأجنة في تجربة مثيرة إنقسم لمرحلة ست خلايا وتوقف نموه.لكن هذه الخطوة الرائدة تعتبر فجرا جديدا بالطب والعلاج الاستنساخي. لأن العالمين إستطاعا حث هذه البويضات البشرية كهربائيا للإنقسام دون التلقيح بالحيوانات المنوية وإنتاج كرات (العلقة) من الأجنة بدون النطفة.
فالاستنساخ العلاجي يستهدف استعمال مادة جينية من خلايا المريض نفسه لإنتاج خلايا جزر البنكرياس لعلاج السكر أو خلايا عصبية لإصلاح العمود الفقري التالف. وهو غير الاستنساخ التكاثري reproductive cloningالذي يستهدف إدخال وزراعة جنين مستنسخ في رحم امرأة لولادة طفل مستنسخ. وهذه التقنية التي تتبع في هذا الاستنساخ التكاثري تمثل مخاطرة للأم الحاضن للجنين.كما تشكل خطورة علي الجنين نفسه. لهذا أكثر علماء الاستنساخ يعارضون فكرة الاستنساخ البشري التكاثري. لكن الاستنساخ العلاجي يجد قبولا لدي كثيرين من العلماء ورجال الدين.لأنه لايقتل أجنة كاملة النمو ولايمس الموروث الجيني للبشر كما خلقه الله أو يتلاعب في مورثاته التي ميزتنا وجعلتنا بشرا. وكان العالمان قد إستشارا علماء الأخلاق والإجتماع لإجراء تجاربهما حتي لايقعا في محاذير دينية أوأخلاقية لاستنساخهما أجنة بشرية.
وكانت الخطوة التالية اختيار امرأة ترغب في التبرع ببويضات تستعمل في عملية الاستنساخ وإختيار أشخاص راغبين في التبرع بخلاياهم لاستنساخها.وهذه الخلايا الجسدية تؤخذ عادة من الجلد. وقد تبدو هذه العملية الاستنساخية سهلة. إلا أنها تعتمد علي عدة عوامل صغيرة لا يفهم بعضها حتي الآن. لأن من أساسيات تقنية النقل النووي استخدام إبر دقيقة خاصة لشفط المادة الجينية من البويضة الناضجة لتفريغها من النواة. ثم حقن النواة المستخلصة من خلية المتبرع. وغالبا بقية خلية البويضة المفرغة من نواتها في ظروف خاصة قد تجعلها تنقسم بعد ذلك.كما أن البويضات والخلايا الجسدية تؤخذ من اشخاص معافين ليس لديهم أمراض. والمرأة المتبرعة ببويضاتها تحقن بهورمونات أنثوية لتعطي عشر بوبضات في الحيض الواحد بدلا من 1-2بويضة في الحالات العادية. كما أن الخلية الجسدية (الفيبروبلاست fibroblast) البالغة تؤخذ من الجلد عندما تبدأ في الإنقسام.
ورغم أن العالمين قاما بإدخال الخلية الفيبروبلاست في البويضة المفرغة إلا أنهما قاما في بعض التجارب بحقن خلايا تجمعية cumulus cellالتي تتعلق بالبويضات النامية في المبيض. وهذه الخلايا متناهية لدرجة يمكن حقتها بالكامل في البويضة المفرغة. وهذه التجارب أجريت علي 71 بويضة قبل إجراء التجارب الفعلية علي ثمانية بويضات خصبت بالخلايا التراكمية بهذه الطريقة أسفرت بويضتان منها عن تكوين علقات (أجنة مبكرة). كل منها إنقسمت لأربع خلايا وواحدة إنقسمت لستة خلايا قبل أن تتوقف جميعها عن النمو. وكان العالمان قد حاولا إجراء التلقيح العذري (الذاتي) Parthenogenesis عن طريق حث البويضات البشرية للإنقسام إلي أجنة مبكرة بدون إخصابها بالحيوانات المنوية كما في الإخصاب العادي أو تفريغ البويضات وإدخال خلايا المعطي كما في عملية الاستنساخ.
استنساخ فئران متجمدة
تمكن فريق علمي ياباني في وهو البرفيسور تيروهيكو وأكاياما وزملاءه بمعهد ريكن للابحاث في يوكوهاما من استنساخ سبعة فئران بنفس التفينية التي تم فيها استنساخ النعجة دولي حيث تم أخذ خلايا دماغية من جثة فأر ذكر عادي أزالوا النواة التي توجد في مركز الخلية والتي تحتوي على دي.إن.أي DNA وتم وضعها في بويضة فأر مخصبة منزوعة النواة وتم تحفيز الخلايا كهربائيا لتبدأ بالإنقسام وتنمو كأي جنين حديث التكوين وبعد عدة أيام زرعت الأجنة المستنسخة في أرحام أمهات مؤقتة وبعد ثلاثة أسابيع ولدت الفئران وهذا الاستنساخ سوف يتيح للعلماء استنساخ الكائنات المنقرضة المتجمدة مثل فيل الماموث الذي يرجح العلماء أن استنساخ فيل الماموث حاليا غير عملي لانه لا توجد خلايا حية متاحة والمادة الوراثية الباقية هي حتما متحللة.

منتديات أميرة البشر - شموع الحب - قسم الطب والصحة .