The Horse Cloning Conundrum

Voor Grand Prix-deelnemer Mark Watring uit Hidden Valley, Californië, was de mogelijkheid om paarden te klonen te intrigerend om voorbij te laten gaan. Hij had internationale successen behaald, waaronder een individuele gouden medaille op de Pan-Amerikaanse Spelen van 2003, met de Holsteiner ruin Sapphire. Maar hij betreurde het dat het kampioensspringpaard, dat nu 18 is, nooit de kans zou krijgen om nakomelingen voort te brengen met hetzelfde atletische potentieel.

“Elke ruiter heeft dat speciale paard? Het paard waarop hij succes heeft gehad en waarmee hij een speciale band heeft opgebouwd,” zegt Mark. “De meeste paarden blijven in de familie, ze worden niet verkocht als ze eenmaal uit de running zijn. Dus je hebt die 28-jarige winnaar in het veld, en als je naar hem kijkt kun je niet anders dan je afvragen: “Wat als we dat opnieuw zouden kunnen doen?” “

In de niet al te verre toekomst zal Mark in staat zijn om te beginnen met het beantwoorden van die vraag. Na veel onderzoek hebben hij en zijn partners, John en Debi Bohannon, besloten om Sapphire in 2009 te klonen. Afgelopen februari werd Saphir, een veulen dat genetisch identiek is, geboren met behulp van het klonen van paarden. “Ik ben er al klaar voor om hem te berijden,” zegt Mark. “

Een opkomende technologie
Saphir is een van de ongeveer 75 gekloonde paarden die zijn geproduceerd sinds de eerste kloon van een paard, een muilezel genaamd Idaho Gem, in mei 2003 in de Verenigde Staten werd geboren. Kampioenen in cutting en barrel racing, voormalige Olympische deelnemers, polo pony’s, top Quarter Horse race winnaars en een Professional Rodeo Cowboys Association Paard van het Jaar zijn allemaal gekloond. Zij zijn het bewijs van wat kan worden bereikt door de vooruitgang in de moderne wetenschap. Toch roept de ethiek van het klonen nog steeds discussie op. En zelfs onder degenen die het gebruik ervan steunen, wachten verschillende belangrijke vragen op een antwoord. Is een gekloond paard bijvoorbeeld echt identiek aan het origineel, en zal het dezelfde atletische capaciteiten hebben?

ViaGen, het bedrijf in Austin, Texas, dat verantwoordelijk is voor het klonen van Sapphire, probeert met zijn werk antwoorden te geven. Het particuliere bedrijf werd in januari 2002 opgericht om commerciële boviene, paarden- en varkensgenbank-, klonerings- en genomicadiensten aan te bieden. In 2003 verwierf het de rechten op de kloontechnologieën die waren ontwikkeld door het Roslin Institute, de onderzoeksfaciliteit in Edinburg, Schotland, waar Dolly het schaap in 1996 werd gekloond.

ViaGen kloonde zijn eerste paard in 2006. Vandaag de dag is het verantwoordelijk voor ongeveer 55 van de gekloonde paarden die in de wereld leven, volgens Candace Dobson, ViaGen marketing associate. Onder hen is Gemini?de 2008 kloon van grand prix springlegende Gem Twist. De volbloed ruin behaalde onder andere twee zilveren medailles op de Olympische Spelen van 1988 en werd uitgeroepen tot ’s werelds beste paard op de Wereldruiterspelen van 1990 in Stockholm, Zweden. Hij werd gekloond door zijn levenslange trainer Frank Chapot, die nu eigenaar is van Gemini en van plan is hem als hengst op te fokken. “Het grootste deel van ons bedrijf zijn de ruinen die mensen graag terug willen als dekhengst,” zegt Candace. Het proces
Het kloonproces bij ViaGen begint met een procedure van $1.500 die bekend staat als genenbankieren om de genetische informatie in het DNA van een dier te verzamelen en te bewaren. Volgens Candace, wordt een gene-banking kit naar de dierenarts van een klant gestuurd. Hij gebruikt de biopsie punch die het bevat om een weefselmonster ter grootte van de pink van een vingernagel van de kam van de nek van het paard te nemen. Het monster wordt dan teruggebracht naar het laboratorium van ViaGen, waar een kweek miljoenen cellen zal opleveren. Ze zullen worden onderworpen aan extreem lage temperaturen tijdens een proces dat cryopreservatie wordt genoemd.

“Zelfs als je niet klaar bent om te klonen, is genenbankieren een eenvoudig proces,” legt Candace uit. “Als het eenmaal gedaan is, is het gedaan,” en het kan worden beschouwd als een investering in de toekomst. Voor een vergoeding van $ 150 per jaar, kan het bewaarde genetische materiaal voor een langere periode worden opgeslagen. Volgens ViaGen is cellulair DNA dat in vloeibare stikstof is bewaard, na tientallen jaren opnieuw gekweekt en zou het hypothetisch eeuwenlang bewaard kunnen blijven.

“Van dat ene monster zou je in potentie oneindig kunnen klonen,” zegt Candace. “Je zou nooit een paard hoeven terug te halen.” Ze voegt eraan toe dat zodra een paard sterft, het meestal te laat is om een levensvatbaar monster terug te halen. Weefsel kan niet worden genomen van een paard dat is geëuthanaseerd.

Wanneer een klant de beslissing neemt om verder te gaan met klonen, neemt ViaGen een onbevruchte eicel (oöcyt) van een donormerrie en verwijdert het DNA. “Je hebt in wezen een blanco canvas,” legt Candace uit. “Dan nemen we een van de bewaarde cellen van het paard, brengen die in de eicel in en versmelten ze in een proces dat de bevruchting nabootst: het sperma dat de eicel raakt.” Daarna begint het gekloonde embryo zich te delen zoals een natuurlijk verwekt embryo. Gedurende een korte periode groeit het in een kweek, daarna ondergaat het een conventionele embryotransfer. “We plaatsen het in een draagmerrie,” zegt Candace. “Ze draagt het ongeveer 11 maanden en de baby komt eruit.”

ViaGen rekent $165.000 voor zijn kloonservice: 10 procent is verschuldigd wanneer een contract wordt geïnitieerd, 40 procent wanneer de ontvangende merrie 120 dagen zwanger is en de resterende 50 procent wanneer het veulen 60 dagen oud is en klaar is om naar huis te gaan.

Complicaties en misvattingen
Om begrip voor het technologisch geavanceerde proces te kweken, benadrukt Candace het belang van het onderscheid tussen klonen en genetische manipulatie. “We veranderen niets aan de genetica van het paard,” zegt ze. “We maken een genetisch duplicaat. De uitleg die mensen meestal lijken te begrijpen is dat een kloon een eeneiige tweeling is die enkele jaren later wordt geboren.”

Ze geeft toe dat, net als elke andere voortplantingstechnologie, klonen zijn risico’s heeft. “We zitten nog in de beginfase,” zegt ze. “Onze efficiëntie op dit moment is ongeveer gelijk aan wat embryotransplantatie was op dezelfde leeftijd. De eerste kloon ter wereld, Dolly het schaap, is relatief kort geleden geboren, in 1996. Dus we zijn pas zo’n 15 jaar bezig. Als we een embryo verliezen, is dat meestal in een vroeg stadium, en wordt het gewoon weer opgenomen door de merrie.

“Er bestaan veel misvattingen over klonen,” vervolgt Candace. “Er zijn onderzoeken gepubliceerd waarin moeilijkheden zoals geboorteafwijkingen en een grote navel worden vermeld. ViaGen heeft die problemen gewoon niet gezien in onze paardenproductie.”

Een heersende opvatting, volgens Candace, is dat klonen een oneerlijk voordeel creëert. Zij is het daar niet mee eens. “Er is zoveel milieu dat een succesvolle carrière met zich meebrengt. Met klonen kijk je naar genetica. Het is gewoon een ander gereedschap in de doos.

“Mensen met het meeste geld fokken al met de beste paarden.” Candace gaat verder. En er is geen voordeel in het produceren van te veel van een goede zaak. “Neem Quarter Horse mensen, bijvoorbeeld,” zegt ze. “Ze willen geen cutting klasse van 15 Smart Little Lenas zien. Niemand zal dat ooit doen. Zoveel kopieën van een paard maken zou de waarde ervan alleen maar doen dalen.”

Candace reageert ook op degenen die geloven dat klonen niet natuurlijk is en het vergelijken met het spelen voor God. “Mijn antwoord is altijd dat er niets aan moderne fokkerij is dat natuurlijk is,” zegt ze. “Selectief fokken is niet natuurlijk. Je bemoeit je met het proces alleen al door stambomen te selecteren om mee te fokken.”

ViaGen gekloonde paarden hebben al twee generaties nakomelingen voortgebracht via traditionele voortplantingsmethoden. Volgens Candace zijn er geen negatieve repercussies geweest. “We hebben vijf of zes paarden gehad die een tweede veulenoogst op de grond hebben, dus ze zijn daarbuiten normaal aan het produceren en aan het concurreren,” zegt ze. Toch zijn er niet veel mensen die het prestatieaspect van klonen willen overnemen, omdat er zoveel factoren zijn die het succes van een paard bepalen. In feite raadt ViaGen haar klanten aan om hun verwachtingen met betrekking tot prestaties te managen. “De enige genetische garantie die we kunnen geven, is dat het dier exact dezelfde fokwaarde zal hebben als het origineel. Verwacht dus alsjeblieft niet dat de kloon van Gem Twist opnieuw een Olympische medaille gaat winnen.”

An ?Uncertain Future
Katrin Hinrichs, DVM, PhD, is professor aan het College of Veterinary Medicine van de Texas A&M University en een expert in het klonen van paarden. In 2005 leidde zij het team dat verantwoordelijk was voor de productie van het eerste gekloonde paard in Amerika, een hengstveulen met de naam Paris Texas. Ze zegt dat er verschillende redenen zijn waarom een kloon niet voorbestemd is om dezelfde atletische capaciteiten te hebben als het oorspronkelijke paard. “De eerste is gewoon de omgeving,” legt ze uit. “Misschien is de melk van de moeder niet zo goed bij de geboorte. Of het jong krijgt niet de juiste voeding of training. Dergelijke dingen kunnen elk veulen overkomen.”

Een tweede potentiële hindernis is de algehele gezondheid van de pasgeboren kloon. Volgens Dr. Hinrichs heeft ongeveer 50 procent van de klonen die door Texas A&M zijn geproduceerd al vroeg te maken gehad met aandoeningen die een levenslang effect kunnen hebben. Haar ervaring is dat “veel klonen zwak geboren worden en bij de geboorte al problemen hebben, zoals verkrampte pezen of een grote navel die geopereerd moet worden”, zegt ze. “Een veulen dat het de eerste week van zijn leven moeilijk heeft, wordt misschien niet het individu dat het geweest zou zijn, als het gezond geboren was. Dr. Hinrichs zegt dat zelfs een kleine tegenslag een belangrijk verschil kan maken in de toekomst van een veulen. Ze voegt eraan toe dat de placenta van de merrie, het orgaan dat de foetus tijdens zijn ontwikkeling onderhoudt en voedt, een belangrijke rol speelt bij de gezondheid van het veulen en een van de weefsels is die het meest door klonen wordt beïnvloed. “Het lijkt een eenvoudig orgaan,” zegt ze. “Maar het is zeer complex, vooral de manier waarop de ontwikkeling genetisch wordt gestuurd.” Dr. Hinrichs wijst op een extra factor die volgens haar misschien wel het meest van invloed is op het atletisch vermogen van een kloon: De huidige technologie maakt gebruik van een huidcel om de kloon te maken. “Hoewel de kern van een huidcel alle instructies heeft om alles in het lichaam te maken, gebruikte hij de meeste ervan niet toen hij nog een huidcel was. Het gebruikte niet de genen die de lever of de spieren of 99 procent van het lichaam aansturen,” legt ze uit. “Het gebruikte alleen het DNA dat belangrijk is als je een huidcel bent.”

Als gevolg hiervan draagt de eicel die het DNA van het donorpaard heeft ontvangen, de verantwoordelijkheid voor het nemen van een cascade van beslissingen om de embryonale ontwikkeling op gang te brengen en te ondersteunen. “In wezen gaat de eicel naar het DNA en krabt op zijn hoofd en zegt: ‘Om een embryo te maken, heb ik dit gen nodig. Maar het is uitgeschakeld, en nu moet ik het aanzetten.’ Of het ontdekt dat een ander gen was aangezet en nu moet het worden uitgezet,” legt Dr. Hinrichs uit. De eicel doorloopt de hele set DNA-moleculen, die zo’n 50.000 genen bevatten, en herhaalt het ‘heb ik nodig, heb ik niet nodig’-proces. In veel gevallen doet de eicel goed werk door de noodzakelijke genen te activeren en andere te deactiveren. Maar soms, is het proces gebrekkig. “Als de eicel het heel slecht doet, krijgen we helemaal geen embryo,” zegt Dr. Hinrichs. “Als de eicel het zo-zo doet, zal er geen zwangerschap uit voortkomen. Als de eicel het redelijk goed doet, is er waarschijnlijk wel een zwangerschap, maar als er ergens een verkeerd gen beschikbaar is of uitgeschakeld wordt, kan dit ertoe leiden dat de foetus verloren gaat. Als de eicel zijn werk echter heel goed doet, zal de merrie helemaal voldragen zijn en een veulen voortbrengen.”

In het geval dat een gekloond veulen uiteindelijk bestemd is voor de fokkerij, wat zijn dan de vooruitzichten voor zijn of haar nakomelingen? Volgens Dr. Hinrichs geeft de wetenschap aan dat, ongeacht hoe de kloon zelf zijn DNA gebruikt, de nakomelingen van de kloon zich volledig normaal zouden moeten ontwikkelen?niet anders dan een paard dat met traditionele voortplantingsmiddelen wordt voortgebracht. “De epigenetische markeringen, die bepalen hoe het DNA wordt gebruikt, worden opnieuw ingesteld wanneer een dier, een kloon of niet, eicellen of sperma maakt. Deze epigenetische markeringen worden niet doorgegeven aan de volgende generatie,” zegt ze.

Maar een overweging die nog niet goed is onderzocht, voegt Dr. Hinrichs toe, is het feit dat elke eicel mitochondriën bevat, de structuren die verantwoordelijk zijn voor de energieproductie en die in elke zoogdiercel worden gevonden. Hoewel mitochondriaal DNA slechts 13 genen bevat, een minieme fractie van de 50.000 genen in het kern-DNA, kan het niet uit de eicel worden verwijderd. Dit betekent dat een deel van het DNA van de gastheer-eicel, namelijk het DNA in de mitochondriën, wordt doorgegeven aan de kloon. “We weten nog niet of het een effect zal hebben op de kloon zelf. Vergeet niet, dit is slechts een kleine hoeveelheid DNA, zelfs de mitochondria zelf krijgt het grootste deel van zijn informatie van het nucleaire DNA,” zegt Dr. Hinrichs. “Als de kloon een hengst is die voor de fok wordt gebruikt, is er geen reden tot bezorgdheid, omdat een hengst geen mitochondriaal DNA doorgeeft aan zijn nakomelingen.” Maar omdat de mitochondriën van het veulen uit het ei komen, zullen deze kleine stukjes DNA wel worden doorgegeven aan de volgende generatie van een gekloonde merrie.Registratiekwesties
Totdat er meer bekend is over paarden die gekloond zijn, kiezen de meeste paardenrasgroepen ervoor om ze niet te registreren. Een van de eersten die zich met deze kwestie bezighield was de American Quarter Horse Association, ’s werelds grootste paardenrasregistratie- en ledenorganisatie. Sinds 2004 is in het officiële handboek de volgende regel opgenomen: “Amerikaanse Quarter Horses die zijn geproduceerd door enig kloonproces komen niet in aanmerking voor registratie”. Maar de kwestie is een bron van voortdurende discussie en debat geweest.

Op de conventie van de vereniging in 2008 werd een wijziging voorgesteld aan het Stamboek en Registratie Comité (SBRC). Het betrof het toestaan van het registreren van een levend veulen dat via klonen was geproduceerd, zolang het DNA overeenkwam met dat van een geregistreerd American Quarter Horse. Destijds adviseerde het comité om een beslissing uit te stellen in afwachting van verder onderzoek. Later dat jaar kwamen vertegenwoordigers van ViaGen en educatieve onderzoeksinstellingen bijeen met de commissie om het klonen en de gevolgen ervan te bespreken.

De verandering van de kloonregel stond opnieuw op de agenda van de SBRC tijdens de AQHA-conventie van 2009. Er was ook een forum over klonen, waaraan veel experts uit de sector deelnamen. De SBRC adviseerde om een werkgroep in te stellen om informatie en input te verzamelen uit goed geïnformeerde bronnen over klonen en om verder onderzoek te doen op vier gebieden: ouderschapsverificatie, implicaties voor het registratieproces, het algemene lidmaatschapssentiment en implicaties met betrekking tot genetische ziekte. Het door de werkgroep verzamelde materiaal werd aan de SBRC gepresenteerd tijdens de AQHA-conventie van afgelopen maart. Een voorstel van een lid om de regel met betrekking tot de registratie van klonen te wijzigen werd besproken en vervolgens afgewezen.

De Jockey Club, de rasregistratie voor volbloeden in de Verenigde Staten, Canada en Puerto Rico, is een andere organisatie die geen klonen van paarden toelaat. De regels voor registratie bepalen: “Om in aanmerking te komen voor registratie, moet een veulen het resultaat zijn van het dekken van een hengst met een fokmerrie (dat is het fysiek bestijgen van een fokmerrie door een hengst met intromissie van de penis en ejaculatie van sperma in het voortplantingskanaal). Als hulpmiddel bij het dekken mag een gedeelte van het ejaculaat dat de hengst tijdens deze dekking produceert, onmiddellijk in de baarmoeder van de te dekken fokmerrie worden geplaatst. Een natuurlijke dracht moet plaatsvinden in, en de bevalling moet geschieden uit, het lichaam van dezelfde fokmerrie waarin het veulen is verwekt. Zonder het bovenstaande te beperken, zal elk veulen dat het resultaat is van of geproduceerd is door de processen van kunstmatige inseminatie, embryotransplantatie of -transplantatie, klonen of elke andere vorm van genetische manipulatie die hierin niet gespecificeerd is, niet in aanmerking komen voor registratie.”

De United States Equestrian Federation, het nationale bestuursorgaan voor de paardensport, heeft daarentegen geen standpunt over klonen en legt ook geen beperkingen op aan de registratie van klonen. Veel van de aangesloten leden, waaronder de Foundation for the Pure Spanish Horse, de American Shetland Pony Club en de American Miniature Horse Registry, hebben echter hun eigen standpunt geformuleerd. Volgens The Foundation for the Pure Spanish Horse, “Totdat het register ervan overtuigd is dat het een comfortabel niveau van kennis en garanties heeft verkregen dat specifieke technische, morele en wettelijke aspecten van klonen, gen-splicing of andere kunstmatige pogingen om het paardengenoom te verbeteren of te manipuleren zijn opgelost, zal het register de registratie van paarden die op een dergelijke manier zijn geproduceerd niet toestaan.”

Een blik vooruit
Naast haar functie als voorzitter van het fokkerscomité van de USEF, fokt Ruth Wilburn, DVM, uit Olive Branch, Mississippi, zuivere en gedeeltelijk gefokte Welsh pony’s. Ze is ook voorzitter van de Welsh Pony and Cob Society of America. Zij gelooft dat verenigingen die gebaseerd zijn op prestaties of discipline eerder geneigd zullen zijn om klonen toe te passen dan rasorganisaties. “Als je een geweldig eventingpaard hebt, kan het je niet echt schelen waar het vandaan komt,” zegt ze. “Maar de rassen gaan echt hard naar klonen kijken omdat het hen zo kan beïnvloeden.”

“Ik denk niet dat klonen de paardensport nog heeft beïnvloed,” vervolgt ze. “Maar het heeft de potentie om ons enorm te beïnvloeden als het een gangbare praktijk wordt. Er zijn een heleboel onbeantwoorde vragen. Dat is het grote probleem. Ze moeten bijvoorbeeld uitzoeken of deze dieren echt identieke klonen zullen zijn. Er is immers nog een heel klein beetje genetisch materiaal van de eiceldonor.

“Er is ook de kwestie van nature versus nurture,” gaat Dr. Wilburn verder. Ze gelooft dat de omgeving een belangrijke factor is. “Stel dat het gekloonde paard niet de geweldige trainer krijgt die zo’n integraal deel uitmaakte van het succes van het oorspronkelijke paard. Dat zal er veel mee te maken hebben,” legt ze uit.

Zoals Dr. Wilburn het ziet, “We hebben nog niet genoeg dieren op de grond om alles te weten wat we moeten weten over klonen. We hebben een heleboel geleerd, maar hoe meer we denken te weten, hoe meer we ontdekken dat we niet weten. Kunnen ze presteren? Wat gaat die tweede en derde generatie klonen doen? Het is echt een interessant onderwerp, en mensen willen er graag op springen. Maar met zoiets belangrijks dat de potentie heeft om een heleboel paardenrassen te beïnvloeden, is het beter om het voorzichtig aan te doen,” zegt Dr. Wilburn. “Het is heel moeilijk om zoiets ongedaan te maken als je een slechte beslissing neemt. Dan zitten de fouten er al in en is het moeilijk om ze eruit te krijgen.”

Dit artikel is oorspronkelijk verschenen in het januarinummer 2011 van Practical Horseman magazine.