1.2. RAKU- JA EMBRÜOTEHNOLOOGIAD

Taimede meristeempaljundus
Meristeemplajundus on üks taimede vegetatiivse paljundamise ehk kloonimise meetodeist. Kloonimine tähendab geneetiliselt identse järglaskonna saamist paljundatavast üksikobjektist, olgu selleks objektiks DNA molekul, rakk või organism. Saadud järglaskond moodustab klooni. Inimene on paljusid taimi iidsetest aegadest peale paljundanud peamiselt vegetatiivselt, seega neid klooninud. Näiteks paljundamine mugulate, sibulate, pisikute, poogendite või muude vegetatiivsete tiameosade abil on sisuliselt kloonimine.
Taimede uudse, tehnoloogiliselt keerukama kloonimisviisina on loodud meristeempaljundus - meristeemirakkude kasutamine ühelt taimelt suure arvu vegetatiivsete järglaste saamiseks. Taimedel on võrdsete tippudes (kasvukuhikutes), pungades ja mitmel pool mujal, sh. ka lehtedes, algkude ehk meristeem. Ka vigastuste paranemisel tekkiv haavkude ehk kallus sisaldab algkudet. Meristeemi rakud pole diferenteesunud, s.t. pole eristunud mingit kindlat koefunktsiooni täitma. Nad on säilitanud jagunemisvõime ja neist võivad tekkida kõigi püsikudede rakud. Sobivates tingimustes, teatud kasvufaktorite (e. taimehormoonide) toimel, võivad meristeemrakud anda alguse kogu taime arengule, s.t. nad on totipotentsed ("kõikvõimelised"). Just selle taime algkoe omadusel (totipotentsusel) põhineb paljude taimede võime kasvada pistokstest ja isegi väikestest koetükikestest terviklikuks taimeks.
Meristeempaljunduseks eraldatakse varre kasvukuhikust (või muust meristeemi sisaldavast organismist) väike koelõik, mis kantakse steriilselt suletavasse anumasse toitesegule ehk söötmele. Agar-agariga tahkestatud sööde sialdab mineraalsooli, suhkrut, vitamiine ja kasvufaktoreid. Kui kultuur on kasvama läinud ja võrsuma hakanud, eraldatakse mikrovõrseid ja kantakse uuele söötmele. Ühest meristeemilõigust võib saada sadu või koguni tuhandeid võrseid. Mikrovõrdsete juurdumiseks muudetakse söötme koostist, lisades sinna juurte teket soodustavaid kasvufaktoreid. Juurdunud ja vajalikul määral kasvanud võrsed istutatakse kasvuhoonesse sobiva koostisega pinnasesse. Tuleb lisada, et kõigi taimeliikide meristeempaljundus ei õnnestu ühtemoodi hõlpsalt, sest nõutavad arengu- ja kasvutingimused on eri taimeliikidel mõnevõrra erinevad.
Meristeempaljundust hakati kasutama raskesti paljundatavate taimede (nt. orhideed, viljapuud) istutusmaterjali kiireks tootmiseks. Tõeliselt laia rakendust sai see meetod aga päras seda, kui 1960. aastatel selgus, et meristeemirakud, esmajoones tipumeristeemis, on tavaliselt viirusvabad. Viirused kahjustavad taimi. Viirusvabad taimed on jõulisema kasvuga, õitsevad lopsakamalt ja annavad rikkalikumat saaki. Just viirusvabade taimekultuuride, eriti kartuli-, aga ka maasika-, nelgi-, krüsanteemi- jt. taimede kultuuride saamiseks on meristeemimeetod kõige sobivam, sest tavaliselt vegetatiivsel paljundamisel (mugulate, sibulate, risoomide abil) kantakse haigustekitajad edasi.
Meristeempaljundust kasutatakse ka looduskaitses ühe meetodina hävimisohus taimeliikide kaitses. Näiteks saab paljundatud taimi ümber istutada uude kasvukohta või ka vanasse, et taastada kaduvat populatsiooni.


Hübridoomitehnoloogia ja monokloonsed antikehad
1960. aastate keskel leiti meetod imetajate rakkude liitmiseks üheks rakuks, mille ühendustuumas sisalduvad mõlema lähteraku kõik kromosoomid. Võimalikuks sai ka eri liikide, näiteks inimese ja hiire rakkude ühendamine. Saadud hübriidrakud on jagunemisvõimelised. See on somaatiliste rakkude hübriidimise meetod.
Tõelise rakendusbioloogilise tähenduse ja laia kasutuse leidsid somaatilised hübriidrakud pärast seda, kui 1975. a. leiutati hübridoomitehnoloogia monokloonsete antikehade tootmiseks. Saksa ja inglise immunoloogid Ceorg Köhler ja Cesar Milstein pälvisid selle eest 1984. a. Nobeli preemia.
Antikehi toodavad antigeeniga aktiveeritud B-lämfotsüütidest tekkivad plasmarakud, kuid need ei ole võimelised jagunema ega pikemat aega väljaspool organismi elama. Siin saab appi tuua kasvajarakud, millel on piirnematu paljunemise võime. Mingi antigeeniga immuniseeritud hiire põrnast eraldatud lümfotsüüdid viiakse kokku hiire vereloomekasvaja müeloomi rakkude lahuses, mis stimuleerib rakkude ühinemist. Nii tekib nende rakkude hübriide, mida nimetatakse hübridoomideks. Mõne minuti järle viiakse rakkude lahjendatud segu plastikplaadi väikestesse kannudesse kasvusöötmesse. See on erilise koostisega selektiivsööde, milles elavad ja paljunevad ainult teatud omadustega rakud, antud juhul hübridoomirakud. Tekkinud hübridoomikloonidest leitakse oodatavad antikehad piisaval määral tootvad kloonid immunoloogilise testi abil. Neid kloone paljundatakse ja kasvukeskkonnast eraldatakse antikehi. Hübridoomi omadustest on olulised kaks: aktiveeritud lümfotsüüdist pärineb võime toota antikeha kasutatud antigeeni vastu ja müeloomist tuleneb kasvajarakule omane piiramatu jagunemise võime. Iga hübridoomikloon produtseerib üht tüüpi antikehi. Need onnn. monokloonsed antikehad, mis erinevad tavalises antiseerumis sisalduvast antikehade segust (polükloonsetest antikehadest) väga kitsaste spetsiifiliste omaduste poolest. Antiseerum on vereseerum, mis sisaldab organismi toodetud antikehade seguu kas ühe või mitme antigeeni vastu. Saadud hübridoomikloon on säilitav kui kaua tahes (vajaduse korral vahepeal külmutatuna vedelas lämmastikus -196 C juures) ja ta võib seda antikeha toota piiramatus koguses.
Selliseid monokloonseid antikehi kasutatakse 1) vastava antigeeni (mida kasutatakse hiire immuniseerimisel) olemasolu ja kontsentratsiooni määramiseks ainete segus või rakus. Näiteks viiruse tuvastamiseks kartulilehes või düstrofiini (teatud valgu) tuvastamiseks inimese lihassrakus; 2) selle aine väga puhtaks eraldamiseks segust; 3) meditsiinilises ja veterinaarses diagnostikas.
Viimast tüüpi rakenduste kohta esitame siin paar näidet. Paljude haigustekitajate, nii viiruste, bakterite kui ka protstide tuvastamisel on monokloonsed antikehad osutunud kõige usaldusväärsemaks. Need võimaldavad väga täpselt eristada patogeeni kitsamat tüüpi - tüve. Klamüüdia-bakteri eri liikide eduka diagnoosimise esimese vahendina võeti Prantsusmaal 1983. a. kasutusele just monokloonne antikeha.
Üpris laialt on kasutusel test raseduse varaseks diagnoosimiseks (alates 10.-14. päevast pärast viljastumist). See seisneb kooriongonatropiini (hCG) sisalduse määramises uriinis monokloonsel antikehal põhineva immuunreaktsiooni abil.
Pikka aega osati saada ainult hiire monokloonseid antikehi. 1990. aastatel hakati tootma ka inimese monokloonseid antikehi, kasutades transgeenseid hiiri, kelle genoomi on siiratud inimese antikehade geene. Neid antikehi saab kasutatada ka inimese ravis nii nakkushaiguste kui vägi puhul. Transgeneesi ja kloonimise edenedes võivad inimese monokloonseid antikehi hakata produtseerima lehmad oma piimas ja isegi teravili oma teristes.


Embrüosiirdamine ja viljastamine in vitro imetajatel
Embrüosiirdamine seisneb arengu algusjärgus oleva embrüo ülekandes indleva emaslooma või rasestumisvalmis naise emakasse. Esimene edukas embrüosiirdamine, mis viis eluvõimelise indiviidi sünnini, tehti inglismaal kahe küülikutõu vahel juba 1890. aastal. See katse ei tekitanud aga laiemat huvi embrüosiirdamise vastu. 1930.-1950. aastatel tehti mitmes riigis üksikuid embrüosiirdamisi küülikutel ja lammastel, kusjuures eesmärgiks oli ema mõju selgitamine loote arengule. Leiti, et muud märgatavat mõju peale muutuste isaendi suuruses (mõõtmetes, kaalus) embrüosiirdamisel pole.

Embrüosiirdamine põllumajandusloomadel
Rakenduslik huvi embrüosiirdamise vastu koduloomadel tekkis pärast seda, kui avastati ja eraldati gonadotroopsed hormoonid, sealhulgas folliikuleid stimuleeriv hormoon (FSH). Need hormoonid said loomakasvatusfirmadele kättesaadavaks 1950. aastatel. Nende manustamisega sai emasloomal esile kutsuda superovulatsiooni ehk hulgiovulatsiooni, mille puhul üheaegselt küpseb ja eraldub näiteks lehma munasarjast 5-10, vahel kuni 30 munarakku. Seejärel teostatakse kunstlik seemendamine ning 6-8 päeva hiljem pestakse embrüod (blastotsüstid) emakast välja. Alguses tehti seda kirurgilise operatsiooni abil, hiljem aga loomale soodsamal, mittekirurgilisel meetodil - emaka läbipesemisel spetsiaalse kateetri abil. Eraldatud embrüoid hoitakse sobiva koostisega söötmes, uuritakse mikroskoopiliselt ja valitakse nende hulgast välja kõige paremini arenenud embrüod. Valitud embrüod võib kohe siirata või säilitada arenguvõimelisena pika aja kestel sügavkülmutatuna vedelas lämmastikus. Embrüod siiratakse sobivad innatsükli faasis olevate või hormonaalse töötlusega sellesse faasi viidud retsipientloomade emakasse (Ka seda protseduuri teostati esialgu kirurgiliselt). Ühelt doonorloomalt saadud embrüod saab siirata mitmele retsipiendile e. vastuvõtjale, sõltuvalt loomaliigist igaühele 2-10 (kõik embrüod ei arene lõpuni). Teiselt loomalt pärit embrüotest järglasti sünnitanud loomi nimetatakse ka surrogant- ehk asendusemadeks.
Peale eelkirjeldatud meetodi kasutatakse ka munarakkude eraldamist kas munajuhast või otse munasarjast, nende viljastamist in vitro ja embrüote kultiveerimist sobiva arengujärguni. Viljastumiskeskkond on liigiti mõnevõrra varieeruv. Veise ja inimese munarakkude katseklaasis viljastamise metoodika töötati välja 1970. aastate teisel poolel.
Põllumajandusloomade puhul on embrüosiirdamisel peamiselt kaks kasulikku tagajärge. Esiteks, geneetiliselt väärtuslikult emasloomalt (või ka isas-/emaslooma paarilt) võimalikult paljude järglaste saamine. Kui lehmalt on tavalise sigimise teel võimalik elu jooksul saada 1-15 järglast, siis embrüosiirdamise puhul võib järglaste arv ulatuda üle saja. Teiseks, embrüote eluvõimelisena säilitamine sügavkülmutamise teel võimaldab neid transportida kaugete vahemaade taha. Seetõttu kaob vajadus transportida elusloomi, mis on palju kallim ja toob kaasa nakatumisohu mitmesuguste haigustekitajatega.

Embrüosiirdamine inimesel
Kui koduloomadel oli embrüosiirdamisega piisavalt edu saavutatud, kerkis esile selle teostamise vajalikkuse ja võimalikkuse probleem ka inimese puhul. Esialgu takistasid seda kaks asjaolu. Üheks neist oli kehavälise (in vitro) viljastamise metoodika puudulikkus. Teiseks takistavaks teguriks oli laialdane eetiline vastuseis. Sellist sigimisviisi peeti ebaloomulikuks ja seetõttu inimesele sobimatuks. peale selle tekitas pahameelt ka asjaolu, et liigsed embrüod, mida paratamatult luuakse sobivate embrüote väljavalimiseks, enamasti hävitatakse. neid on püütud kasutada ka embrüonaalsete tüvirakkude eraldamiseks.
Embrüosiirdamist kasutatakse peamiselt perekondade puhul, kus naisel esineb mingi terviserike, mis takistab tema rasestumist tavalisel viisil (nt. munajuha umbus). Seda protseduuri võidakse pruukida ka mehe viljakushäirete, näiteks spermide vähesuse või nende puuduliku liikuvuse korral. Osal juhtudel vajatakse siiratavate embrüote saamiseks doonorspermat või isegi - munarakke.
Mõnedes riikide (Eestis küll mitte) on lubatud kasutada ka asendusema, s.o. naist, kes sünnitab lapse teisele naisele. Selline vajadus tekib juhtusel, kui last soovival naisel on emakapuue või mingi muu rasedust välistav terviserike. Asendusema juhtumid on küllaltki harvad, kuid siiski on juhtunud segadi, et ema on sünnitanud oa tütre lapse, s.t. oma lapselapse. Kõik sellised juhtumid on tõstatanud eetilisi küsimusi.
Tihti räägitakse embrüosiirdamise teel sündinud lastest kui katseklaasibeebidest. Tegelikult viibib embrüo katseklaasis (in vitro) ainult 2-5 päeva ja areneb beebiks ikkagi naise organismis 9 kuu vältel. Esimene selline laps sündis Inglismaal 1978. aasta juulis. Pärast seda on embrüosiirdamine kiiresti levinud ja praeguseks arvatakse sllisel teel saadud lapsi olevat üle maailma paari miljoni ümber.
Naisel võetakse munarakud otse munasarjast, kasutades ultraheli kuva abil spetsiaalset nõelpipetti. Munarakud viiakse pärast kontrollimist ja puuetega rakkude kõrvaldamist koos spermiga (tavaliselt 75 000 spermi munaraku kohta) vajalikke toimeaineid sisaldavasse söötmesse ja jäetakse üleöö termostaati 37 C juurde. Seejärel valitakse välja viljastunud munarakud, mis sisaldavad kaht pronokleust (munaraku ja spermi ühinemiseelsed tuumad). Juhul, kui mehe sperma sialdav väga vähe viljastamisvõimelisi sperme, süstitakse üks valitud sperm mikropipeti abil otse omaraku tsütoplasmasse. Sügoodid kantakse spetsiaalsesse kasvusöötmesse. 2-3 või 5 päeva järel valitakse välja normaalselt arenenud, kas moorula või blastotsüsti staadiumis embrüod. Hormonaalselt ettevalmistatud naisele (tavaliselt munarakudoonorile endale) siiratakse 2-3 embrüod (mitte kõik neist ei hakka arenema).
Keskmiselt igal kolmandal katsel viib protseduur elusa lapse sünnini. Seejuures on sagenenud ka kaksikute ja isegi kolmikute sünnid. Umbes 25% edukatest protseduuridest annab tulemuseks kaksikud.

Imetajate kloonimine
Organismikloon on vegetatiivsel paljunemisel või paljundamisel tekkinud ühe vanema järglaskond, mille isendid on geneetiliselt identsed nii omavahel kui ka vanemaga. Viimasel ajal on meedias hakatud klooniks nimetama ka üht kloonimise teel saadud isendit, keda tuleks õieti nimetada kloonimisisendiks.
Loomariigis piirdub vegetatiivne paljunemine mõne selgrootute rühmaga. Selgroogsete hulgas vegetatiivset paljunemist ei esine. Kuid on siiski üks erandjuht. Mitmetel selgroogsetel loomadel, eriti imetajatel (sh. inimestel), tekib vahetevahel ühemunamitmikuid, kõige sagedasmini kaksikuid. See on varase embrüo iseenesliku lõhenemise tagajärg.
Imetajate kloonimine embrüolõhestuse meetodil ehk embrüonaalkloonimine on loomuliku protsessi tehnoloogiline teisend. Varase embrüo lõigustusrakud ehk blastomeerid (olenevalt liigist 2-16 raku staadiumis) on kõik võimelised arenema normaalseks tervikorganismiks - nad on totipotentsed. Koduloomade phul tuli sellisel meetodil kloonimine kasutusse embrüosiirdamise tehnoloogia arendamise käigus juba 1970. aastatel. Sel teel on võimalik saada ühest väärtuslikuna testitud (sh. näiteks ühest välismaalt otsetud) embrüost mitu isendit. Sellisel viisil tekkinud või tekitatud klooni isendid on geneetiliselt identsed omavahel, kuid sama genotüübiga vanemisendil pole oleks (selleks on sügoot). Seda tüüpi kloonimine pole eetilisi probleeme tekitanud ega avalikkuse tähelepanu pälvinud.
Teine kloonimismeetod seisneb somaatilise ehk diferentseerunud keharaku tuuma siirdamises munarakku, mille oma tuum on kõrvaldatud. Nimetame seda lühidalt tuumkloonimiseks. Selle meetodi edukal realiseerimisel on peale rakendusliku tähtsuse ka oluline teoreetiline tähendus. 1930. aastatel püstitas geneetik Thomas Morgan hüpoteesi, et eri kudede rakkude suurtest ehituslikest ja talituslikest erinevustest hoolimata on neis kõigis olemas kogu organismi genotüüp; neis töötavad erinevad, koespetsiifilised geenikomplektid. Kui nii, siis võiks iga somaatilise raku tuum asendada sügoodi tuuma ja tagada uue indiviidi normaalse arengu. 1950.-1970. aastatel tegid inglise teadlased tuumkloonimise katseid kannuskonnal. Kuid klooniindiviidide areng vastse (kullese) staadiumist kaugemale neil viia ei õnnestunud. Kujunes arvamus, et rakkude diferentseerumise käigus toimuvad pöörduvad muutused genoomis, mis ei sisalda enam täielikku kättesaadavat informatsiooni organismi arenguks.
1997. a. veeburiaris avaldas Roslini biotehnoloogiainstituudi teadlaste kollektiiv Šotimaal eesotsas Ian Wilmutiga sensatsioonilise teadusuudise: nad on klooninud täiskasvanud isendi keharaku tuuma baasil lamba, kellele pandi nimeks Dolly (Dolly the lamb sündis juulis 1996). Nad on elektrilise impulsiga sundinud 6-aastase ute udaraku ühinema munarakuga, millest eelnevalt oli eemaltatud tuum. See impulss käivitas ka tekkinud "vegatatiivse" sügoodi embrüonaalse arengu. Embrüo siirati teist tõugu utele, kes asendusemana sünnitas Dolly. Tulemus näitas selgelt, et diferentseerunud keharaku tuumas on organismi arenguks vajalik geneetiline informatsioon olemas j arealiseeritav. Siiratav rakutuum oli aga vaja rakukultuuri tingimustes viia täielikku soikeseisundisse, mis alati täpselt ei õnnestu. Tegelikult olid nad tuumkloonimise meetodi kasutamisest teatanud juba varem. Eelmisel aastal olid nad ajakirjas Nature avaldanud artikli kahe lambatalle sünnist kultiveeritud embrüorakkude tuumade siirdamise tulemusena. Kuid see teadussaavutus ei ületanud uudisteläve meedias. Šoti rakendusbioloogide eesmärgiks oli leida edukas kloonimismeetod, mis võimaldaks luua õnnestunud geenisiirdamisega saadud transgeensete loomade geneetilisi koopiaid (kloone). Ja tõepoolest, juba samal, 1997. a. kloonisid nad transgeense lamba, kelle piimas sisaldus üks inimese verehüübimisfaktor.
Teade kloonlamba Dolly sündimisest tekitas avalikkuses üleilmset sensatsiooni. See oli tingitud võimalusest kloonida juba eksisteerivaid või varem elanud loom- ja inimindiviide, s.t. saada nende geneetilisi koopiaid.
Šoti teadlaste metoodika avaldamine ärgitas paljusid teadlasrühmi üle maailma katsetele kloonida mitmesuguseid loomaliike, kuigi algusest peale oli sellele ka küllaltki tugev vastuseis. Osa avalikkuses pidas seda ebaloomulikuks ja seetõttu ebaeetiliseks sekkumiseks looduslikesse protsessidesse. Järgnenud aastatel klooniti katseloomi (hiiri, küülikuid, kasse) ja põllumajandusloomi (lambaid, kitsi, sigu, veiseid, hobuseid, muulasid). Edukaid tulemusi on saadud eri kudede rakutuumi kasutades. Eesmärgid on olnud erinevad: arengubioloogiliste teaduslike probleemide uurimine, väärtusliku genotüübiga põllumajandusloomade paljundamine, ka väljasuremisohus imetajate populatsioonide taastamine. Kuid mitte kõik tuumkloonimise katsed pole õnnestunud. Näiteks pole seni suudetud kloonida ahve. Pole saadud ka täiskasvanud kloonkonna, kuigi just konnade peal esialgne tuumkloonimise metoodika loodigi. Tegelikult näivad ka eduga päädinud katsed õnnestunud juhustena. Kuulus Dolly saadi niimoodi: tuumasiirdamiseks kasutatu 277 munarakku, neist saadi 29 erinevat embrüot, mis siirati asneudssuttedele, ja sündis kolm elusat lambatalle, kellest kaks surid varakult - ainult üks jäi ellu ja arenes täiskasvanuks. Veise kloonimise 9000 katsest saadi 70 vasikast, kellest kolmandik suri noorelt. Esimene kloonhobune saadi 328 korduskatse tulemusena. Viimasel ajal on ka edukamaid tulemusi saadud, kuid püsib oletus, et kloonindiviidide eluiga on normaalsest lühem, sõltudes tuumadoonori vanusest. lammaste normaalne eluiga on 11-12 aastat, kuid Dolly suri 6,5 aastaselt (ekspertide arvates siiski mitte vanadusse, vaid kopsuhaiguse tagajärjel).
Oluline on lisada, et kuigi kloonisendid on genotüübilt identsed, ei pruugi nad seda olla fenotüübilt. Osa tunnuseid võivad modifitseerida mitmesuguseid keskkonnatingimused. Mõnede geneetiliste tunnuste detailid on määratud juhuslikest teguritest. Näiteks loomade kirjusus on geneetiliselt tingitud ja nende kloonindiviidid ongi kirjud, kuid kirjususe muster (lakude suurus, kuju ja täpne paiknemine) ei lange kunagi täpselt kokku. Nii on ka ühemunakaksikute sõrmejäljed erinevad.

Inimese kloonimise probleeme
Teade täiskasvanud imetaja kloonimisest tekitas sensatsiooni eelkõige kujuteldava võimaluse tõttu kloonida heas või halvas mõttes kuulsaid inimesi, elavaid või varem elanud. Tihti unustatakse seejuures, et kloonida saab indiviide, kellest on olemas elusaid rakke. Ei mõisteta ka, et kloonindiviid on inimese geneetiline, mitte aga isiksuse koopia. Rõhutame veel kord, et praegu tegeldakse kloonimisega embrüo tasemeni eesmärgiga saada tüvirakke. Kogu see metoodika on seni katsetamisjärgus,kuid võib tuleviku meditsiinile oluliseks osutuda.
Inimese puhul on hakanud sõltuvalt eesmärgist eristama kahesugust kloonimist. Üks on reproduktiivne ja teine terapeutiline.
Reproduktiivne kloonimine tähendab indiviidi vegetatiivset paljundamist. Sellele on rohkesti eetilisi vastuargumente, millest enamik on religioosselt emotsionaalsed või teadmatusest tingitud ning järelikult pareeritavad. Tõsisem eetiline vastunäidustus põhineb teaduslikel argumentidel. Nagu loomade kloonimise andmetest eelpool nägime, hukkub praeguse metoodika kasutamisel suurem osa kloonindiviide enne või pärast sündi ja on võimalik, et eluvõimelised indiviidid vananevad enneaegselt. Kõigi nende asjaolude tõttu keelustati enamikus arenenud riikides inimese reproduktiivne kloonimine kiiresti pärast selle tehnoloogia avalikustamist. Ka Eestis on vastav keeld kehtestatud embrüokaitse seaduses.
Terapeutilise kloonimise idee tekkis pärast seda, kui avastati, et embrüonaalseid tüvirakke saab kasutada rakuteraapias. Sel juhul tekitatakse kloonembrüo, mida kultiveeritakse 5-6 päeva (blastotsüsti staadiumini) ja seejärel lõhutakse - eraldatakse tüvirakud. Neid kasutatakse tuumadoonorile geneetiliselt ja immunoloogiliselt identsete kudede ja organite kasvatamiseks. Ka see protseduur on laialdaselt eetilist vastuseisu põhjustanud, sest toimub embrüote tekitamine kavatsusega nad hävitada. Esimene riik, kus inimese seda tüüpi terapeutiline kloonimine legaliseeriti, oli Suurbritannia. Teisena otsustas seda lubada Holland ja järgnemas on Hispaania. Kuivõrd inimese munarakud on defitsiitsed, siis katsetavad teadlased embrüo tüvirakkude saamiseks nn. hübriidkloonimist, nt. inimese raku tuuma liitmist lehma munarakuga. Suurbritannias sellealane uurimine hiljuti seadustati.
Terapeutilise kloonimise teise tüübina on pakutud võimalust ühendada see geeniteraapiaga. Kuid selle rakendamine on vägagi kaheldav, sest nii tekiksid transgeensed indiviidid.

Tüvirakud ja rakuteraapia
Selgroogsete tüvirakud on diferentseerumata või vähe diferentseerunud jagunemisvõimelised rakud, mis võivad diferentseeruda teisteks rakutüüpideks, kuid säilitavad ka endasuguseid. Tüvirakud tagavad organismi arengu, kudede eneseuuendamise ja regenerasiooni (s.o. kahjustuste parandamise). Loomade ja inimese tüvirakud on mõnes mõttes võrreldavad taimede meristeemirakkudega.
1980.-1990. aastatel algas inimese tüvirakkude põhjalikum uurimine eesmärgiga leida võimalusi nende kasutamiseks haiguste ja traumade ravis. Ravimeetodeid, mille puhul organism hävinud rakke või organite kahjustunud funktsioone taastatakse siirdamisega, nimetatakse rakuteraapiaks.
Tüvirakke on mitmesuguseid. Neid eristatakse arenguvõime ja päritolu järgi. Kõige suurema arengupotentsiaaliga tüvirakud on sügoodi esimestel (2-4) jagunemisel tekkiva lõigustusrakud (blastomeerid). Need on totipotentsed - nad võivad diferentseeruda mis tahes rakutüübiks ja panna aluse kogu organismi arengule.
Veidi väiksema arengupotentsiaaliga on embrüonaalsed tüvirakud, mis saadakse blastotsüsti sisemisest rakumassist (embrüoblastist). Need rakud võivad vastavate indutseerivate ainete toimel diferentseeruda samuti kõigiks rakutüüpideks, kuid mitte totipotentseteks rakkudeks, ja nad ei saa areneda tervikorganismiks. Esimene inimese embrüonaalse tüviraku liin viidi rakukultuuri 1998. a. Kõigi inimese embrüotest pärit tüvirakkude hankimine ja uurimine on kitsendatud eetiliste ja õiguslike piirangutega.
Nabaväädivere tüvirakke saab stimuleerida diferentseeruma paljudeks rakutüüpideks. need tüvirakud saadakse sünnituse ajal võetud nabaväädi verest ja säilitatakse külmutatuna vedelas lämmastikus. Mõnes riigis on loodud nabaväädivere pangas, et tüvirakke saaks vajaduse korral kunagi hiljem kasutada samal indiviidil, kellelt nad pärit on.
Täiskasvanu tüvirakud on osalt tuntud juba aastakümneid, kuid üldine esinemus eri kudedes sai tuntuks üsna hiljut. Tüviraku mõiste tuli kasutusele just vereloome tüvirakkude avastamise järel 1960. aastatel. Need rakud on meie luuüdis kogu elu ja neist tekivad kogu aeg erütsotsüüdid ja mitut tüüpi leukotsüüdid. Tüvirakke esineb aga kõigis organites. Nad säilitavad oma jagunemisvõime ja võivad diferentseeruda elundis leiduvate kudede rakutüüpideks ning spetsiaalsete kasvufaktorite toimimisel isegi muude organite rakkudeks. Näiteks inimese rasvkoest on eraldatud tüvirakke, millel on võime diferentseeruda luu-, kõhre-, rasva- ja lihasrakkudeks.
Veel üsna hiljuti valitses üldine seisukoht, et täiskasvanu aju- ja lihasrakus ei jagune, s.t. hävinud rakud ei asendu. Nüüdseks on aga selgunud, et nii ajus kui ka lihastes on tüvirakke, mis võimaldavad anda uusi küpseid rakke. Neuraalsed tüvirakud võivad diferentseeruda nii neuroniteks kui ka mitmesugusteks gliirakkudeks. Need tüvirakud on aga täiskasvanu ajus enamasti soikeseisundis ja tavaliselt ei jagune. Kuid rakukultuuris saab neid stimuleerida jagunema ja ühes või teises suunas diferentseeruma.
Praegu tegeldakse väga paljudes laboratooriumides ja kliinikutes tüvirakkude eraldamisega ning nende diferentseerumisvõime ja -tingimuste uurimisega. Nabaväädivere tüvirakke on kasutatud mõne luuhaiguse ja leukeemia e. verevägi ravis. Neuraalsete tüvirakkude abil loodetakse jõuda raskete ajuhaiguste, nt. Parkinsoni ja Alzheimeri tõve ravini. Rakuteraapial arvatakse olevat tähtis koht meditsiini arengus.