Voor het eerst een resusaap (Macaca-mulatta) gekloond in het laboratorium is volwassen geworden en heeft tot nu toe ruim twee jaar overleefd.

De prestatie, vandaag beschreven in Natuurcommunicatie¹markeert de eerste succesvolle klonering van de soort, en werd bereikt met behulp van een enigszins andere benadering dan de conventionele kloontechniek die wordt gebruikt om Dolly de schapen en andere zoogdieren, waaronder langstaartmakaken, te klonen.Macaca fascicularis), de eerste primaten die werden gekloond.

Eerste apen gekloond met een techniek die Dolly tot schaap maakte

Door de placenta van het gekloonde embryo te vervangen door een placenta van embryo’s geproduceerd door in-vitrofertilisatie, konden wetenschappers ontwikkelingsdefecten verminderen die vaak de overleving van gekloonde embryo’s belemmeren, terwijl ze minder embryo’s en draagmoeders gebruikten. De nieuwe techniek zou mogelijkheden kunnen ontsluiten voor het gebruik van gekloonde primaten bij medicijntests en gedragsonderzoek.

“We kunnen een groot aantal genetisch uniforme apen produceren die kunnen worden gebruikt voor exams op de werkzaamheid van geneesmiddelen”, zegt Mu-ming Poo, directeur van het Institute of Neuroscience van de Chinese language Academie van Wetenschappen in Shanghai.

Laag overlevingspercentage

De standaard kloontechniek die bekend staat als somatische celnucleaire overdracht (SCNT) – waarbij de kern van een lichaamscel wordt overgebracht naar een eicel waarvan de kern is verwijderd – resulteert doorgaans in extreem lage geboorte- en overlevingscijfers voor gekloonde embryo’s. bijzonder beperkt geweest.

Wanneer onderzoekers gekloonde makaken met lange staart in 2018, ze creëerden 109 gekloonde embryo’s en implanteerden bijna driekwart daarvan in 21 draagapen, wat resulteerde in zes zwangerschappen. Slechts twee van de apen overleefden de geboorte.

In 2022 hebben onderzoekers een resusaap gekloond met behulp van SCNT, maar het dier overleefde minder dan 12 uur².

Om te onderzoeken wat er misgaat bij het klonen, vergeleken onderzoekers van de Chinese language Academie van Wetenschappen in Shanghai 484 SCNT-resusembryo’s met 499 embryo’s geproduceerd door conventionele in-vitrofertilisatie. De twee soorten embryo’s vertoonden een vergelijkbare ontwikkeling voordat ze in surrogaten werden geïmplanteerd. Maar het aantal gekloonde embryo’s dat met succes werd geïmplanteerd was ongeveer de helft van dat van IVF-embryo’s (35 versus 74), en minder gekloonde embryo’s overleefden de voldragen zwangerschap.

Hoe de erfenis van Dolly het schaap voortleeft: CRISPR-runderen en gekloonde kamelen

De onderzoekers voerden een reeks DNA-analyses uit van SCNT-embryo’s en vonden significante verschillen in epigenetische modificatie tijdens de ontwikkeling: structurele veranderingen die de genactiviteit beïnvloeden zonder de DNA-sequentie te veranderen. Dit omvatte verminderde DNA-methylatie, een proces dat de genexpressie beïnvloedt. “Als je verschillende methyleringen hebt, is de genexpressie tijdens de ontwikkeling anders”, legt Poo uit. “Daarom ontwikkelen gekloonde embryo’s zich niet goed.”

De onderzoekers ontdekten ook dat genen die normaal gesproken verschillend tot expressie komen tussen de genomen van de moeder en de vader, hun duidelijke patronen verloren in gekloonde embryo’s, vooral in cellen in de placenta. Bovendien leken de placenta’s die zich ontwikkelden voor SCNT-embryo’s dikker dan normaal en vertoonden ze defecten.

Om dit aan te pakken ontwikkelden de onderzoekers een techniek waarbij de SCNT-trofoblast – de buitenste laag cellen in een zich ontwikkelend embryo, dat later het grootste deel van de placenta vormt – werd vervangen door trofoblasten van IVF-embryo’s. Dit betekende dat de embryo’s een ‘natuurlijke placenta’ ontwikkelden, zegt co-auteur Zhen Liu, neurowetenschapper aan de Chinese language Academie van Wetenschappen, ‘maar de foetus is nog steeds een gekloonde foetus’.

Eén gezonde kloon

Met behulp van deze aanpak creëerden de onderzoekers 113 gekloonde embryo’s van resusapen en implanteerden ze 11 in zeven surrogaten, wat resulteerde in twee zwangerschappen.

Een van de zwangere draagmoeders is bevallen van een gezonde mannelijke resusaap genaamd ReTro, die al meer dan twee jaar in leven is gebleven. (De andere draagmoeder droeg een tweeling, die stierf op dag 106 van de zwangerschap).

De Chinese language poging om gen-bewerkte apen te klonen is van begin gegaan

De onderzoekers toonden aan dat het inbouwen van de trofoblastvervanging in SCNT-klonen de defecten in de placenta en in DNA-methylatie verminderde. Maar “de efficiëntie van het proces is vergelijkbaar, zelfs lager”, dan SCNT, zei Lluís Montoliu, een geneticus bij het Spaanse Nationale Centrum voor Biotechnologie in Madrid, in een verklaring aan het Britse Science Media Centre. “Het is buitengewoon moeilijk om met deze experimenten te slagen, met zulke lage efficiëntie,” voegde hij eraan toe.

Sinds de eerste primaat zes jaar geleden werd gekloond, hebben wetenschappers gekloonde apen gebruikt om ziekten zoals depressie en angst te modelleren³en om de werkzaamheid en veiligheid van medicijnen, waaronder antidepressiva, te beoordelen.

“We zien nu het start van het gebruik van deze gekloonde apen”, zegt Poo. “We willen zo min mogelijk dieren gebruiken om de werkzaamheid van medicijnen aan te tonen, zonder tussenkomst van genetische achtergrond.” Maar hij voegt eraan toe dat het proces van het produceren van klonen met de huidige technologie nog steeds te veel surrogaten met zich meebrengt. Zelfs met de recente vooruitgang “hebben we de efficiëntie van het klonen nog niet opgelost”, zegt hij.