miniatura|Diagrama que mostra diferents maneres de reprogramar les cèl·lules durant el desenvolupament dels éssers humans. La clonació humana és la creació d'una còpia genèticament idèntica d'un ésser humà. El terme s'utilitza generalment per referir-se a la clonació humana artificial, que comprèn la reproducció de cèl·lules i teixits humans. No es refereix a la concepció natural de bessons idèntics. La possibilitat de la clonació humana ha plantejat controvèrsies ètiques. Aquests dilemes ètics han conduït a diversos països a promulgar lleis i reglaments pel que fa a la clonació humana i la seva legalitat.
Dos tipus de clonació humana teòrica comunament discutits són: clonació terapèutica i clonació reproductiva. La clonació terapèutica implica la clonació de cèl·lules d'un ésser humà per al seu ús en ciències mèdiques i trasplantaments, i és una àrea activa de recerca, no obstant això no té aplicació mèdica enlloc del món, segons dades del 2014. Dos mètodes comuns de clonació terapèutica que estan en recerca són la transferència nuclear de cèl·lules somàtiques i, més recentment la inducció de cèl·lules mare pluripotents. La clonació reproductiva implicaria clonar un ésser humà complet en lloc de cèl·lules o teixits específics.
Història Encara que la possibilitat de clonar éssers humans va ser causa d'especulació i polèmica durant la major part del , els científics i legisladors van començar a prendre de debò aquesta perspectiva durant la dècada dels 60.
Joshua Lederberg, genetista guanyador del Premi Nobel, va advocar per la clonació i l'enginyeria genètica en un article en The American Naturalist en 1966 i una altra vegada, a l'any següent, en The Washington Post.Joshua Lederberg. (1966). Experimental Genetics and Human Evolution. The American Naturalist 100, 915, p. 519-531. Es va suscitar un debat amb el bioètic conservador Leon Kass, qui va escriure en el seu moment que "la reproducció programada de l'ésser humà, de fet, el deshumanitzarà". Un altre guanyador del Premi Nobel, James D. Watson, va publicitar el potencial i els perills de la clonació en un assaig en el The Atlantic Monthly titulat "Cap a l'ésser humà clonal", en 1971.Watson, James. "Moving Toward a Clonal Man: Is This What We Want?" The Atlantic Monthly (1971).
Amb la clonació de l'ovella Dolly en 1996, mitjançant la transferència nuclear de cèl·lules somàtiques (SCNT per les seves sigles en anglès), la idea de la clonació humana es va convertir en un concorregut tema de debat. Molts països la van proscriure, mentre que alguns científics van prometre crear un clon en els propers anys.
En 2004 i 2005, Hwang Woo-suk, un professor de la Universitat Nacional de Seül, va publicar dos articles a la revista Science en els quals es declarava haver conreat cèl·lules mare embrionàries pluripotents de manera reeixida a partir d'un blastocist humà clonat utilitzant tècniques de transferència nuclear de cèl·lules somàtiques. Hwang va declarar haver creat onze diferents línies de cèl·lules mare específiques patentades. Aquest podria haver estat el primer gran avanç en la clonació humana.Fischbak, Ruth L., John D. Loike, Janet Mindes, and Columbia Center for New Media Teaching & Learning. The Cloning Scandal of Hwang Woo-Suk , part del curs en línia, Stem Cells: Biology, Ethics, and Applications No obstant això, el 2006 Science es va retractar de tots dos articles amb evidències contundents que moltes dades experimentals eren falses.Kennedy, Donald. "Responding to Fraud." Science 314.5804 (2006): 1353.
El gener de 2008, el Dr. Andrew French i Samuel Wood, de la companyia de biotecnologia Stemagen, van anunciar que havien creat amb èxit els primers cinc embrions humans madurs usant SCNT. En aquest cas, cada embrió hauria estat creat prenent el nucli d'una cèl·lula de pell (donada per Wood i un col·lega) i inserint-lo en un òvul humà sense nucli. Els embrions es van desenvolupar fins a l'etapa de blàstula, en aquest punt els processos d'estudi els van destruir. Els membres del laboratori van declarar que la seva següent sèrie d'experiments tindria com a objectiu generar línies de cèl·lules mare embrionàries; aquestes cèl·lules serien el "sant grial", útils per a la clonació terapèutica o reproductiva.Rick Weiss for the Washington Post January 18, 2008 Mature Human Embryos Created From Adult Skin CellsFrench AJ et al Development of human cloned blastocysts following somatic cell nuclear transfer with adult fibroblasts. Stem Cells. 2008 Feb; 26 (2): 485-93. Epub 17 de gener de 2008.
El 2011, científics de la Fundació de Cèl·lules Mare de Nova York van anunciar que havien aconseguit generar línies de cèl·lules mare embrionàries, però el seu procés involucrava deixar el nucli de l'ovòcit en el seu lloc, la qual cosa resultava en cèl·lules triploides, inútils per fer clonació.Noggle S, et al Human oocytes reprogram somatic cells to a pluripotent state. Nature. 2011 Oct 5;478(7367):70-5. Daley GQ, Solbakk JH. Stem cells: Triple genomes go far: Comment on Human oocytes reprogram somatic cells to a pluripotent state. Nature. 5 d'octubre 2011; 478 (7367): 40-1.
El 2013, un grup de científics dirigit per Shoukhrat Mitalipov va publicar el primer informe sobre cèl·lules mare embrionàries creades usant SCNT. En aquest experiment, els investigadors van desenvolupar un protocol per a l'ús de SCNT en cèl·lules humanes, que difereix lleugerament de la metodologia utilitzada en altres organismes. Es van derivar quatre línies de cèl·lules mare embrionàries a partir de cèl·lules somàtiques fetals humanes a partir de blàstules. Les quatre línies es van obtenir utilitzant ovòcits del mateix donador, assegurant que tot l'ADN mitocondrial hereditari fos idèntic.Trounson, Alan and DeWitt, Natalie D. Pluripotent Stem Cells from Cloned Human Embryos: Success at Long Last. Cell Stem Cell 12.6 (2013): 636-638. Un any més tard, un equip dirigit per Robert Llança en Advanced Cell Technology va informar que havien reproduït els resultats de Mitalipov i demostrat l'eficàcia de la clonació de cèl·lules adultes usant SCNT.Chung YG et al Human Somatic Cell Nuclear Transfer Using Adult Cells Cell Stem Cell. 2014 Apr 15. Epub ahead of print.
Mètodes Transferència nuclear de cèl·lules somàtiques miniatura|Diagrama del procés de transferència nuclear de cèl·lules somàtiques En la transferència nuclear de cèl·lules somàtiques (SCNT per les seves sigles en anglès) s'extreu el nucli d'una cèl·lula somàtica d'un donador i es trasplanta en un òvul hoste el propi material del qual el material genètic ha estat eliminat prèviament. Després que el material genètic de la cèl·lula somàtica donadora es transfereix a l'ovòcit hoste amb una micropipeta, el material genètic de la cèl·lula somàtica es fusiona amb l'òvul aplicant un lleu corrent elèctric. Una vegada que les dues cèl·lules s'hagin fusionat, la nova cèl·lula es pot desenvolupar-se dins d'una mare substituta o artificialment. Aquest va ser el procés amb el qual es va clonar reeixidament a l'ovella Dolly (vegi la secció d'Història en el present article).
Cèl·lules mare pluripotents induïdes esquerra|miniatura|Panorama de les cèl·lules iPS La creació de cèl·lules mare pluripotents induïdes (IPSC per les seves sigles en anglès) és un procés llarg i ineficient. El terme pluripotència es refereix a una cèl·lula mare que té el potencial per diferenciar-se en qualsevol de les tres capes germinals: l'endoderma (revestiment interior de l'estómac, tracte gastrointestinal, pulmons), el mesoderma (músculs, ossos, sang, sistema urogenital), o l'ectoderma (teixits epidèrmics i del sistema nerviós). Un conjunt específic de gens, sovint anomenats "factors de reprogramació", s'introdueixen en un tipus específic de cèl·lula adulta. Aquests factors envien senyals en la cèl·lula madura que causen que es converteixi en una cèl·lula mare pluripotent. Aquest procés està altament estudiat; noves tècniques es descobreixen amb freqüència per optimitzar el procés d'inducció.
Depenent del mètode utilitzat, la reprogramació de cèl·lules adultes a cèl·lules iPS per a la seva posterior implantació podria tenir greus limitacions en els éssers humans. Si un virus s'utilitza com un factor de reprogramació per a la cèl·lula, els gens causants de càncer anomenats oncogens podrien activar-se. Aquestes cèl·lules podrien començar a dividir-se ràpidament com a cèl·lules canceroses que no responen als processos de senyalització cel·lular del cos. No obstant això, en 2008 equips de científics van descobrir una tècnica que podria eliminar la presència d'aquests oncogens després d'induir la pluripotencia, augmentant així l'ús potencial de cèl·lules iPS en éssers humans.
Comparació entre SCNT i reprogramació Tant el procés de transferència nuclear de cèl·lules somàtiques com les cèl·lules iPS tenen avantatges i deficiències. Històricament, els mètodes de reprogramació han estat més estudiats que les tècniques de SCNT per produir cèl·lules mare embrionàries (CME). No obstant això, els estudis més recents han posat major èmfasi en el desenvolupament de nous procediments de SCNT. El principal avantatge de SCNT sobre les cèl·lules iPS en aquest moment és la velocitat amb la qual les cèl·lules es poden produir. Les producció de CME mitjançant cèl·lules iPS triga diversos mesos, mentre que prendria molt menys temps amb SCNT, aquest fet podria ser important per a aplicacions mèdiques. Nous estudis estan treballant per a optimitzar el procés de cèl·lules iPS en termes de velocitat i eficiència amb el descobriment de nous factors de reprogramació en ovòcits. Un altre avantatge que el procés de SCNT podria tenir sobre el de cèl·lules iPS és el seu potencial per fungir de tractament per a la malaltia mitocondrial, ja que utilitza un ovòcit donador. En aquest moment no es coneixen altres avantatges de l'ús de cèl·lules mare derivades a partir d'un mètode sobre les cèl·lules mare derivades a partir d'un altre.Langerova, Alena, et. al. Somatic Cell Nuclear Transfer–Derived Embryonic Stem Cell Lines in Humans: Pros and Cons. Cell Reprogram. 2013 Dec;15(6):481-3.
Aplicacions actuals i potencials miniatura|Tractaments amb cèl·lules mare Els estudis i treballs sobre tècniques de clonació ha avançat la nostra comprensió bàsica de la biologia del desenvolupament dels éssers humans. Les observacions de cèl·lules mare pluripotents humanes conreades ofereixen una major comprensió del desenvolupament de l'embrió humà, que d'una altra manera no es pot estudiar. Ara els científics són capaços de definir amb més exactitud les etapes del desenvolupament humà primerenc. L'estudi de la transducció de senyals conjuminat a la manipulació genètica de l'embrió humà en etapes primerenques té el potencial per proporcionar respostes a moltes malalties i defectes en el desenvolupament. Moltes vies de senyalització específiques en éssers humans han estat descobertes mitjançant l'estudi de cèl·lules mare embrionàries. L'estudi de les vies de desenvolupament dels éssers humans ha proporcionat més evidència als biòlegs del desenvolupament per validar la hipòtesi que les vies de desenvolupament es conserven en les espècies.Zhu Z1, Huangfu D. Human pluripotent stem cells: an emerging model in developmental biology. Development. 2013 Feb;140(4):705-17.
Les cèl·lules produïdes mitjançant SCNT o cèl·lules iPS tenen una àmplia gamma d'aplicació en la recerca de la etiologia de les malalties i com a sistemes model per al descobriment de fàrmacs.Subba RM et al. Thinking outside the liver: induced pluripotent stem cells for hepatic applications. World J Gastroenterol. 2013 Jun 14;19(22):3385-96. Tobe BT et al. Implications and limitations of cellular reprogramming for psychiatric drug development. Experimental & Molecular Medicine 2013 Nov 15;45:e59.