LOS CERDOS, MÁS CERCA DE CONVERTIRSE EN INCUBADORAS DE ÓRGANOS HUMANOS

• Científicos españoles, liderados por Juan Carlos Izpisúa, generan los primeros embriones de cerdo con células humanas, un primer paso hacia la generación de tejidos en granjas.

 Esta imagen muestra la inyección de células humanas en el interior de un embrión de cerdo.

En la mitología clásica, una quimera era un animal fantástico con cabeza de león, vientre de cabra y cola de dragón que vagaba por Asia aterrorizando a poblaciones y engullendo animales. En el siglo XXI, una quimera es un organismo vivo que contiene células de dos especies diferentes. Pero, sobre todo, la creación de quimeras es una revolucionaria línea de investigación que tiene como reto fabricar órganos humanos en el interior de animales para acabar con las listas de espera de trasplante.

En esta carrera científica, un grupo de científicos dirigidos por el biólogo español Juan Carlos Izpisúa acaba de demostrar que podría ser un sueño alcanzable. En la revista «Cell», ofrecen la creación de las primeras quimeras humanas en animales de gran tamaño: embriones de cerdo que se han desarrollado con células de personas.

Estos híbridos cerdo-humanos nunca llegaron a nacer. Se implantaron en cerdas que los gestaron hasta las tres semanas en la granja de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Murcia, institución que ha participado junto a la Universidad Católica de Murcia en la investigación. Después se interrumpió la gestación porque en nuestro país el nacimiento de estos animales híbridos hubiera sido ilegal.

En ninguno de ellos creció ningún órgano humano. Esta vez no era el propósito, sino comprobar que las células humanas podían integrarse en otra especie como el cerdo, como así hicieron.
«Nuestro estudio es el primero en mostrar que las células humanas pueden contribuir al desarrollo temprano del cerdo y generar precursores de tejidos. Habrá que esperar un tiempo antes de que podamos crear verdaderos órganos humanos en cerdos y la razón de esto es que antes necesitamos superar varios retos técnicos, científicos, éticos y sociales», explica a ABC, Juan Carlos Izpisua desde el Instituto Salk en California, uno de los centros de élite de la biología mundial.

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Fuentes de células madre

Os dejo otra bonita animación sobre las células madre y su potencialidad. Recordad que existen células madre embrionarias totipotentes, pluripotentes y multipotentes dependiendo del estadío de desarrollo del embrión, y también células madre adultas.

Origen: www.elmundo.es

Biotecnología (y IV). La polémica de las células madre.

(Es continuación de la entrada "Biotecnología III" de 9/02/2006)


¿Es mejor utilizar células madre embrionarias o adultas?

Desde el punto de vista médico, el problema más importante que actualmente tienen los trasplantes de tejidos y órganos es el rechazo que aparece en el organismo receptor. Esto trata de evitarse mediante medicamentos inmunodepresores que tienen importantes efectos secundarios. La utilización de células madre embrionarias clonadas a partir del enfermo por transferencia nuclear permitirían obtener cualquier tipo de tejido u órgano sin temor al rechazo (no así en los otros dos casos señalados). Cosa bien distinta son los problemas éticos que la experimentación con células embrionarias plantea.

En cuanto a la utilización de células madre adultas, en principio no existirían problemas éticos ni de rechazo, si el donante y el receptor es el mismo. Pero los investigadores no terminan de ponerse de acuerdo sobre la potencialidad de las mismas. Hasta la fecha ha existido la creencia de que estas células madre órgano-específicas sólo generaban células especializadas del tejido donde residen, es decir, carecían de la capacidad de dar lugar a otras estirpes celulares del cuerpo (serían, como dijimos, células multipotentes). Numerosos estudios recientemente publicados parecen demostrar lo contrario, que estas células órgano-específicas sí pueden diferenciarse a células y tejidos de otras localizaciones y estirpes, proceso conocido como transdiferenciación (serían, por tanto, células pluripotentes). De hecho, se han utilizado con éxito células madre de la médula ósea para regenerar músculo cardiaco de corazones infartados. Todo esto indicaría que no existe una diferencia esencial entre las células madre adultas y las embrionarias.


¿Qué enfermedades se podrían curar con células madre?

La utilización de células madre con fines terapéuticos abre un inmenso campo de actuación a la medicina reparadora y regenerativa. En la actualidad ya se ha conseguido regenerar tejido cardiaco, epitelial, nervioso, pancreático, etc. mediante implante de estas células; la generalización de estos tratamientos permitiría reconstruir lesiones de infartos, quemaduras, fracturas o tejidos enfermos; de esta manera están comenzando a tratarse enfermedades como la diabetes, el Alzheimer, el Parkinson, la leucemia o la artritis reumatoide. También se investiga en la regeneración de órganos completos. Si bien los plazos en esta cuestión son todavía mayores, ya se están dando los primeros pasos y en 2002 se lograron transformar células madre embrionarias de una vaca en un órgano similar a un riñón que le fue implantado y funcionaba perfectamente.


¿Qué riesgos y efectos secundarios plantean estas investigaciones?

A los problemas de rechazo inmunológico antes mencionados hay que añadir la dificultad del cultivo en laboratorio de células madre. El porcentaje actual de éxito de la clonación terapéutica por transferencia nuclear es muy bajo. Apenas 4-5 de cada cien blastocitos obtenidos mediante esta técnica logran prosperar. De ellos menos de la mitad da lugar a una línea de células madre. También hay que asegurarse antes de realizar el trasplante de que se han diferenciado en el tejido deseado ya que las células indiferenciadas pueden seguir dividiéndose indefinidamente y originar un cáncer en el receptor. En cuanto a la clonación reproductiva, tampoco está suficientemente desarrollada para conseguir seres humanos. Los animales clonados que han llegado a nacer (la oveja Dolly, la gata Copycat o el mono Tetra) han presentado una amplia variedad de anomalías metabólicas y fisiológicas.


¿Por qué hay tanta controversia sobre la clonación y la investigación con células madre?

Desde el punto de vista legal, la clonación está “tolerada” algunos países como Corea, mientras otros sólo han legalizado la clonación terapéutica, caso del Reino Unido. En España están prohibidas la clonación reproductiva y la clonación terapéutica. El Convenio de Oviedo de Bioética, al que se acoge España prohíbe la “constitución de embriones con fines de experimentación”. También el nuevo Código Penal sanciona en su artículo 159 “a los que con finalidad distinta a la eliminación o disminución de taras o enfermedades graves, manipulen genes humanos de manera que se altere el genotipo” y en el 161 “a quien fecunde óvulos humanos con un fin distinto a la procreación”. Por otro lado, la Ley 14/2006 sobre Técnicas de Reproducción Humana Asistida en su artículo 1.3 prohibe expresamente "la clonación de seres humanos con fines reproductivos" mientras que el artículo 15.1 permite investigar con preembriones (embriones de menos de 14 días) sobrantes de tratamientos de reproducción asistida si secumplen determinadas condiciones.

Uno de los motivos de las discusiones éticas sobre la clonación reproductiva en seres humanos es que esta técnica podría emplearse para conseguir personas mejoradas genéticamente o con determinadas características (eugenesia), para tener hijos clónicos como alternativa a la adopción e incluso para recuperar a seres queridos desaparecidos. En el caso de la clonación terapéutica, el problema estriba en que los blastocistos deben romperse para generar tejidos a partir de sus células madre y, si dicho blastocisto hubiera sido implantado en el útero quizás se podría desarrollar hasta formar un ser humano. La respuesta ética a este hecho depende de cómo se valore y defina un embrión humano. Quienes consideran que el cigoto es ya un ser humano desde la fecundación, califican la clonación como algo totalmente inaceptable.

Por el contrario, quienes piensan que el embrión se origina cuando el blastocisto se implanta en el útero, no ven objeciones a la clonación terapéutica. La utilización de células madre adultas no tiene porqué plantear problemas éticos, ya que no es necesaria la destrucción de ningún embrión para obtenerlas.

Como vemos, son numerosas las incógnitas que se nos plantean con relación al futuro y al uso de estas técnicas. Sin duda los beneficios saltan a la vista: órganos para trasplantes, erradicación de enfermedades genéticas, etc. Pero, ¿a qué precio? ¿Nos dirigimos hacia una sociedad de “genofobia”? ¿Elegiremos a nuestros hijos “a la carta”? El objetivo de este artículo, como expresé al comienzo, es dar a conocer y explicar qué es lo que se está haciendo en algunas de las áreas de investigación donde interviene Juan Carlos Izpisúa. En ningún momento he pretendido hacer valoraciones de tipo ético o moral. Cada cual debe sacar sus propias conclusiones. En cualquier caso, es evidente la importancia de su trabajo por lo que, al igual que él dijo sentirse muy orgulloso de que nuestro centro lleve su nombre, correspondámosle nosotros de la misma manera y no esperemos a ningún aniversario para recordar a un hombre de gran calidad humana que debe ser un referente para todos nosotros, alumnos, profesores y demás miembros de la comunidad educativa. Y quiero terminar como empecé, recordando de nuevo otras palabras pronunciadas por él aquella mañana, mientras cambiaba impresiones y respondía a las preguntas de los alumnos:

“Si la Física ha sido la ciencia de referencia en el siglo XX, no tengo la menor duda de que la Biología lo será en el siglo XXI”.

Francisco L. Mujeriego es profesor del Dpto. de Biología y Geología del I.E.S. “Izpisúa Belmonte”

REFERENCIAS

BLOND, OLIVIER. (2002). “La extraña reprogramación del genoma de los clones”. Mundo Científico. Nº 9, pp: 18-19.
CABRERIZO, B. et al.. (2002). Biología y Geología (1º Bachillerato), pp: 355-362. Madrid: Oxford.
GARCÍA-CAO, M. & BLASCO, Mª A. (2003). “Conexión entre el ciclo celular y el cáncer”. Investigación y Ciencia. Jun., pp: 37-38.
MUSEOS CIENTÍFICOS CORUÑESES (2004). “Clonación Humana”. Monografías de Comunicación Científica.
ORTIZ, M. & MATÉ, Mª J. (2003). “Apoptosis”. Investigación y Ciencia. Jun., pp: 38-39.
PULIDO, C & RUBIO, N. (2003). Biología (2º Bachillerato), pp: 178-181, 258, 315-321. Madrid: Anaya.
SANCHEZ, A. et al. (1997). Biología (2º Bachillerato), pp: 156-159, 221-225, 260-263. Madrid: Laberinto.
SANZ, M. et al. (2003). Biología (2º Bachillerato), pp: 169, 182-183, 309-333. Madrid: Oxford.
WAYT GIBBS, W. (2003). “Las raíces del cáncer”. Investigación y Ciencia. Sept., pp: 48-57.

Biotecnología (III). Clonación y células madre

(Es continuación del post "Biotecnología II" de 30/01/2009)

¿Qué es y para qué sirve la clonación?

En Biología, la palabra clonación tiene dos significados: en el ámbito de la Ingeniería Genética, clonar es aislar y multiplicar en el laboratorio un gen o un fragmento de ADN; en el contexto al que nos referimos, la clonación es un proceso mediante el que se obtienen individuos (células, embriones u organismos) genéticamente idénticos, denominados clónicos. Sucede de forma natural, pero puede realizarse en un laboratorio. Las bacterias y otros organismos unicelulares se copian a sí mismos como medio de reproducción. En las plantas es un mecanismo de reproducción asexual (los injertos, esquejes...). Algunos animales como abejas, estrellas de mar, pulgones, etc., también lo realizan. Dos niños gemelos idénticos (monocigóticos o univitelinos) también son individuos clónicos. En el laboratorio pueden conseguirse animales clónicos mediante dos vías: por disgregación de células embrionarias y mediante transferencia nuclear.

La clonación puede realizarse con fines terapéuticos y con fines reproductivos. La clonación terapéutica tiene como finalidad obtener tejidos y órganos que puedan ser trasplantados en un individuo enfermo. La clonación reproductiva tiene como objetivo conseguir embriones humanos que puedan ser implantados y se desarrollen en el útero de una mujer. Este tipo de clonación es motivo de grandes discusiones de carácter ético.


¿Qué son las células madre?

Las células madre son células no especializadas capaces de reproducirse indefinidamente y de originar células hijas especializadas (nerviosas, musculares, epiteliales, etc.). En los animales aparecen durante el desarrollo embrionario y es entonces cuando estas células recibirán determinadas señales de origen interno y externo que guían a la célula en su transformación en diferentes tejidos. Las internas vienen dadas por la expresión de ciertos genes, mientras que las externas son ciertas moléculas presentes en el entorno, sustancias secretadas por otras células y el contacto físico con células vecinas. En cultivos in vitro se ha conseguido, variando la composición química del medio, obtener células de músculo cardiaco, sanguíneas, nerviosas y del páncreas.


¿Hay diferentes tipos de células madre?

Cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide se forma una célula huevo o cigoto. Durante las primeras divisiones del cigoto, las células madre que lo constituyen son totipotentes, es decir pueden dar lugar a un organismo completo, por lo que podrían obtenerse individuos clónicos por disgregación de las células embrionarias, algo similar a la formación de gemelos univitelinos de forma natural. Al cabo de 4-5 días comienza una etapa de especialización y dan lugar a un blastocisto, estructura formada por una capa superficial que formará la placenta y tejidos necesarios para el desarrollo del feto, y una cavidad “hueca” constituida por una masa celular interna. Las células de esta masa interna son células madre pluripotentes y serán el origen de todos los tejidos y tipos celulares del adulto, pero no pueden generar un organismo completo. Un tercer tipo de células madre aparece en los organismos adultos, son las células madre multipotentes, que tienen cierto grado de diferenciación y van a originar un tejido concreto, siendo las encargadas de su renovación como por ejemplo las células madre hematopoyéticas de la médula ósea, que darán lugar a células sanguíneas y del sistema inmune. También se han aislado células madre en tejidos adultos como la piel, el músculo cardiaco y esquelético, el cerebro, el páncreas... Como vemos, la potencialidad de las células madre disminuye con el tiempo. Se habla, por tanto, de células madre embrionarias para referirse a las totipotentes y pluripotentes, y de células madre adultas para designar a las multipotentes (las únicas que permanecen en un individuo adulto).

¿Cómo se pueden conseguir las células madre?

Las células madre pueden obtenerse de un embrión y de un adulto. Las células madre embrionarias pueden obtenerse a partir de “nuclóvulos” conseguidos mediante clonación terapéutica por transferencia nuclear.

La transferencia nuclear consiste en eliminar el núcleo de una célula reproductora (óvulo), insertando en su lugar el núcleo de una célula adulta, como por ejemplo de la piel u otro órgano, extraída del paciente. A partir de ahí se desarrollará un embrión clónico (con una carga genética idéntica) del adulto “donante” del núcleo. También pueden obtenerse de óvulos fecundados in vitro procedentes de terapias de infertilidad o de embriones que proceden de embarazos interrumpidos. Un tercer modo de procurarse células madre embrionarias consiste en forzar la división de un óvulo sin fecundar haciendo que se divida por partenogénesis (aplicándole sustancias químicas o descargas eléctricas) lo que dará lugar a un embrión que vive tan solo unas semanas, tiempo suficiente para obtener progenitoras celulares.

En el caso de células madre adultas, estas pueden obtenerse de diferentes tejidos, principalmente de la médula ósea pero también del hígado, la piel, y de tejidos fetales humanos como el cordón umbilical o la placenta.

(continuará)

REFERENCIAS

BLOND, OLIVIER. (2002). “La extraña reprogramación del genoma de los clones”. Mundo Científico. Nº 9, pp: 18-19.
CABRERIZO, B. et al.. (2002). Biología y Geología (1º Bachillerato), pp: 355-362. Madrid: Oxford.
GARCÍA-CAO, M. & BLASCO, Mª A. (2003). “Conexión entre el ciclo celular y el cáncer”. Investigación y Ciencia. Jun., pp: 37-38.
MUSEOS CIENTÍFICOS CORUÑESES (2004). “Clonación Humana”. Monografías de Comunicación Científica.
ORTIZ, M. & MATÉ, Mª J. (2003). “Apoptosis”. Investigación y Ciencia. Jun., pp: 38-39.
PULIDO, C & RUBIO, N. (2003). Biología (2º Bachillerato), pp: 178-181, 258, 315-321. Madrid: Anaya.
SANCHEZ, A. et al. (1997). Biología (2º Bachillerato), pp: 156-159, 221-225, 260-263. Madrid: Laberinto.
SANZ, M. et al. (2003). Biología (2º Bachillerato), pp: 169, 182-183, 309-333. Madrid: Oxford.
WAYT GIBBS, W. (2003). “Las raíces del cáncer”. Investigación y Ciencia. Sept., pp: 48-57.