Crearon un mono híbrido para entender mejor las enfermedades humanas
El primer primate no humano fruto de dos embriones genéticamente distintos es resultado de una investigación de científicos de China y España. Cómo produjeron el animal y qué pasó a los 10 días de vida
Por primera vez científicos de China y España consiguieron el nacimiento con vida de un mono quimérico. El animal está compuesto por células procedentes de dos embriones genéticamente distintos de la misma especie de mono.
Se lo llama “quimérico”, aunque tenga células de la misma especie, porque el animal que nació presentaba ADN distinto correspondiente a dos individuos.
Organismos quiméricos ya se habían producido con especies de ratas y ratones. Pero hasta ahora no había sido posible en otras especies, incluidos los primates no humanos.
Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Cell. Los científicos produjeron al animal al inyectar células madre procedentes de un embrión donante genéticamente distinto. Se considera que el animal resultante es el primer primate quimérico nacido vivo con una elevada proporción de células procedentes de células madre de un donante.
El resultado abre la puerta al uso de monos quiméricos que son biológicamente más parecidos a los humanos que las ratas y ratones quiméricos. Sirve para estudiar enfermedades humanas y desarrollar tratamientos, sostuvo el biólogo de células madre Miguel Esteban, de la Universidad de la Academia China de Ciencias de Guangzhou, uno de los coautores del trabajo.
Aunque el animal nació, los científicos contaron que tuvieron que sacrificarlo cuando sólo tenía diez días a causa de la hipotermia y las dificultades respiratorias. Ese final mostró que todavía tienen que seguir optimizando el método y planteó problemas éticos.
Los científicos han estado tratando de crear quimeras animales utilizando células madre embrionarias, que se derivan de la región interna de un embrión y pueden convertirse en una amplia variedad de tejidos. Estas células madre pueden editarse genéticamente antes de añadirlas a un embrión receptor.
Por ejemplo, las células madre portadoras de mutaciones genéticas relacionadas con una enfermedad concreta podrían añadirse a embriones sin esas mutaciones. Eso podría posibilitar el estudio sobre cómo las células portadoras de las mutaciones afectan a la fisiología y la salud.
En monos quiméricos anteriores, sólo entre el 0,1 y el 4,5% de las células de órganos como el cerebro, los riñones y los pulmones procedían de células madre de donantes. Como la contribución era tan pequeña, estas quimeras eran inadecuadas como modelos para comprender enfermedades humanas. Por eso, hicieron la investigación que ahora publicaron en Cell.
Crearon embriones receptores recogiendo óvulos de hembras de mono cangrejero (su nombre científico es Macaca fascicularis) y fecundando los óvulos.
Mientras tanto, los investigadores extrajeron células madre embrionarias de embriones de cynomolgus de una semana y editaron genéticamente las células para que mostraran una señal verde fluorescente.
Para cultivar las células madre en el laboratorio, el equipo ajustó los nutrientes y las proteínas promotoras del crecimiento en el líquido en el que se cultivaban las células madre. Más adelante, inyectaron hasta 20 células madre embrionarias verdes en cada uno de los embriones receptores. Así obtuvieron 74 embriones quiméricos con una fuerte señal fluorescente.
Estos embriones se implantaron en 40 monas de alquiler. Sólo 12 de ellas se quedaron embarazadas y sólo una dio a luz a un mono quimérico vivo, el macho al que posteriormente se le practicó la eutanasia.
El equipo descubrió que, en promedio, el 67% de las células de los 26 tejidos analizados, incluidos el cerebro, los pulmones y el corazón, eran descendientes de las células madre del donante. El mayor nivel de quimera se observó en la glándula suprarrenal: la progenie de las células madre del donante constituía el 92% del total de células.
El científico español Miguel Angel Esteban fue uno de los integrantes del equipo que generó al animal. Considerá que las células madre pluripotentes de los monos poseen la capacidad de diferenciarse in vivo en todos los diversos tejidos (Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health,Chinese Academy of Sciences)
El biólogo reproductivo Zhen Liu, de la Academia China de Ciencias de Shanghai y coautor, explicó que la baja tasa de natalidad de los monos quiméricos y la mala salud del único superviviente sugieren que las células madre embrionarias del donante no se ajustaban perfectamente al estado de desarrollo del embrión receptor. El equipo tiene previsto optimizar este aspecto en el futuro, reconoció.
“En este estudio, hemos aportado pruebas sólidas de que las células madre pluripotentes de los monos poseen la capacidad de diferenciarse in vivo en todos los diversos tejidos que componen el cuerpo de un mono”, resaltó el doctor Esteban. “Este estudio profundiza nuestra comprensión del potencial de desarrollo de las células madre pluripotentes en especies de primates”, agregó.
En tanto, Qiang Sun -otro científico que participó en el estudio- comentó: “Este trabajo nos ayuda a comprender mejor la pluripotencia en células de primates. En el futuro, intentaremos aumentar la eficacia de este método para generar monos quiméricos optimizando las condiciones de cultivo de las células madre, los cultivos de los blastocistos donde se insertan las células madre, o ambos.”
Para la bióloga Irene Aksoy, del Instituto de Investigación sobre Células Madre y Cerebro de Lyon, en Francia, que no participó en el estudio, el resultado del mono quimérico “es impresionante y encomiable”, según dijo a la revista Nature.
El método podría utilizarse para cultivar órganos humanos en tejidos de cerdos o primates no humanos, de acuerdo el biólogo celular del desarrollo Shoukhrat Mitalipov, director de la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón, en Portland, Estados Unidos.
Si se pudieran eliminar los genes que codifican, por ejemplo, el riñón, en un animal grande como un cerdo o un primate, podríamos introducir células humanas para producir ese órgano en su lugar. Pero añade que el uso de quimeras humano-animales para la obtención de órganos, sobre todo si las células madre embrionarias humanas contribuyen al sistema nervioso, el cerebro o las células reproductoras, conlleva muchos problemas éticos.
También, según el doctor Esteban, la técnica podría usarse con especies amenazadas. Podría llevarse a cabo con dos especies diferentes. Por un lado, con células de una especie en peligro de extinción y otra en buen estado de conservación. La quimera resultante tendría óvulos o espermatozoides de la especie amenazada.
