La capacidad de cultivar células de una especie dentro de un organismo de otra diferente ofrece a los científicos una poderosa herramienta para la investigación y la medicina, y ahora un equipo liderado por el español Juan Carlos Izpisúa ha logrado generar «embriones quimera» humano-mono.
Este enfoque, no exento de connotaciones éticas, podría contribuir a avanzar en la comprensión del desarrollo humano temprano, la aparición y progresión de enfermedades y el envejecimiento, así como en el ensayo de terapias y el trasplante de órganos.
«Este trabajo es importante para ahondar en el conocimiento sobre la comunicación celular durante la embriogénesis y la evolución, así como para una variedad de aplicaciones en investigación y medicina regenerativa», señala Izpisúa, director del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk de California (EEUU).
Por ejemplo, «algún día podría dar lugar a la capacidad de generar tejidos humanos para el trasplante, en corazón o riñones, y también podría ayudar a testar nuevos medicamentos para enfermedades humanas con más precisión que en los modelos animales tradicionales».
Los resultados de los experimentos, realizados en laboratorios de China, se publican en la revista Cell, en un artículo que firman asimismo científicos de la Universidad Kunmimg de Ciencia y Tecnología (China) y la Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM).
DE LOS CERDOS A LOS MACACOS
El trabajo se basa en estudios anteriores del laboratorio de Izpisúa. En 2017, el equipo publicó -en la misma revista- una investigación pionera en la que incorporaron células humanas en tejido porcino, lo que supuso «el primer paso» hacia la producción de órganos humanos trasplantables utilizando grandes animales.
Sin embargo, la contribución de las células humanas al desarrollo del embrión fue bastante baja, lo que pudo deberse a la gran distancia evolutiva -90 millones de años- entre ambas especies, recuerda una nota del Instituto Salk.
Por eso, los científicos se propusieron investigar la formación de quimeras -organismos que contienen células de dos o más especies- en una especie más emparentada con humanos, los macacos.
Aunque este tipo de quimeras con monos no se utilizarán para trasplantes, suponen una plataforma excepcional para estudiar cómo se desarrollan e integran las células humanas y cómo se comunican con diferentes especies, lo que en última instancia sirve para perfeccionar la creación de otra clase de quimeras y mejorar su uso.
Para llevar a cabo los experimentos actuales, el equipo marcó células madre reprogramadas pluripotentes humanas -capaces de convertirse en todo tipo de células del cuerpo- con una proteína fluorescente y las insertó en embriones de macacos en placas de ensayo.
Observó que estas células sobrevivieron y se integraron en el embrión de macaco mejor que en los experimentos previos en cerdos, donde las células parecían «no hablar el mismo lenguaje».
En concreto, seis días después de la creación de los embriones de mono se inyectó a cada uno 25 células humanas.
Al cabo de un día se detectaron células humanas en 132 embriones; a los diez días, 103 de los embriones quiméricos seguían desarrollándose. La supervivencia pronto empezó a disminuir y, el día 19, solo tres quimeras seguían vivas. Todos los experimentos terminaron 19 días después de la inyección de células madre.
UNA VÍA PARA INVESTIGAR ENFERMEDADES ESPECÍFICAS
Tras un análisis del transcriptoma -una lectura de qué genes y moléculas están activos-, se contemplaron varias vías de comunicación reforzadas o novedosas en las células quiméricas.
Una vez que se comprenda mejor esta comunicación molecular, los organismos quiméricos permitirían una visión sin precedentes de las primeras etapas del desarrollo humano, dice el Instituto Salk.
La generación de una quimera entre un humano y un primate no humano permite conocer mejor si existen barreras impuestas por la evolución para la creación de quimeras y entender los mecanismos moleculares para superarlas, resume Izpisúa.
Además, este abordaje podría usarse para generar órganos humanos para trasplante en especies hospedadoras más distantes evolutivamente a los humanos, como el cerdo, que es más adecuado por diversas razones: sociales, económicas o éticas, añade la UCAM en una nota.
Estrella Núñez, de esta universidad, indica que este proyecto de nuevo ya en cerdos se retoma ahora en España.
Estos estudios constituyen asimismo una nueva vía para explorar cómo surgen enfermedades específicas.
Se podría, por ejemplo, manipular en la célula humana un gen concreto asociado a un determinado cáncer y después observar la progresión de la enfermedad utilizando esas células manipuladas en una quimera. Esto, según los autores, podría revelar resultados más aplicables que un modelo animal típico.
Respecto al envejecimiento, no se sabe si los órganos envejecen al mismo ritmo o si tal vez uno impulsa el de todos los demás y actúa como interruptor maestro del proceso.
Se podrían usar las quimeras para cultivar, por ejemplo, el órgano de una rata común en una especie mucho más longeva como la rata topo desnuda para sondear qué órganos pueden ser la clave del envejecimiento.
LOS DILEMAS ÉTICOS
Cell publica también una tribuna sobre el dilema al que se enfrenta cada vez más la ciencia biomédica: la necesidad de mejores modelos para comprender la biología y las enfermedades humanas y llevar a cabo experimentos que sería éticamente problemático hacerlos en humanos.
«Realizamos estos estudios para comprender y mejorar la salud humana», afirma Izpisúa, quien detalla a Efe que este trabajo fue revisado «a fondo y de forma exhaustiva» a nivel institucional por especialistas en bioética independientes y organismos reguladores.
«Todo nuestro trabajo se rige siempre por las directrices éticas y legales vigentes y se somete a revisión y aprobación de todos los comités pertinentes».
En principio, apunta, estos experimentos están permitidos en muchos países, como Estados Unidos, China, España o Reino Unido, siempre que se obtenga la debida autorización; las razones para realizar este trabajo en China son estrictamente científicas.
«Nuestros colaboradores chinos son expertos de renombre en la investigación con primates no humanos y cuentan con una de las mayores colonias de estos animales del mundo».