Científicos crean ratones a partir de dos padres machos

(CNN) – Un grupo de científicos creó por primera vez ratones con dos padres biológicamente masculinos, un hito importante en la biología de la reproducción.

El equipo, dirigido por Katsuhiko Hayashi, catedrático de Biología Genómica de la Universidad de Osaka (Japón), generó óvulos a partir de células cutáneas de ratones macho que, al ser implantados en ratones hembra, dieron lugar a crías sanas, según una investigación publicada el 15 de marzo en la revista Nature.

Esta investigación, además de ser una demostración conceptual, es la culminación de años de trabajo de laboratorio. La misma podría ampliar las posibilidades de futuros tratamientos de fertilidad, incluso para parejas del mismo sexo, y quizá ayudar a evitar la extinción de animales en peligro de extinción.

Sin embargo, los científicos advierten de que aún queda mucho por aprender antes de que las células cultivadas puedan utilizarse para producir óvulos humanos en una placa de laboratorio.

“Se espera que la aplicación en humanos lleve mucho tiempo, quizá 10 años o más. Aunque se aplique, nunca sabremos si los óvulos son lo bastante seguros como para producir (un) bebé”, afirma Hayashi.

Células de la piel reprogramadas a partir de la cola de ratones

Los investigadores tomaron células de la piel de la cola de ratones macho de laboratorio completamente desarrollados, que, al igual que los humanos, contienen un cromosoma X y un cromosoma Y, y las convirtieron en células madre pluripotentes inducidas o iPSC, un tipo de célula que los científicos han reprogramado a un estado embrionario.

Este proceso de ingeniería genética, que introduce genes específicos para crear células que imitan a las células madre embrionarias, fue impulsado por el científico Shinya Yamanaka, ganador del premio Nobel.

(Las células madre pluripotentes inducidas, que pueden convertirse en cualquier tipo de célula humana, se utilizan ampliamente en la investigación biológica para modelar e investigar enfermedades humanas y desarrollar fármacos).

Cuando las iPSC se cultivan en el laboratorio, unas pocas pierden espontáneamente el cromosoma Y, que no es esencial para el crecimiento de este tipo concreto de célula, generando células “XO”, explicó Hayashi.

La tecnología podría ayudar a expandir las posibilidades de los tratamientos de fertilidad en el futuro.

Los investigadores cultivaron las células XO y descubrieron que algunas desarrollaban dos cromosomas X como resultado de errores en la división celular, lo que las convertía en cromosómicamente femeninas. Los investigadores descubrieron que el tratamiento de las células XO con un compuesto llamado reversina aumentaba el número de células XX.

A partir de ahí, el equipo convirtió las células XX en células germinales primordiales, precursoras de óvulos y espermatozoides, que posteriormente se programaron con las señales para convertirlas en óvulos. Una vez fertilizados con espermatozoides e implantados en el útero de un ratón, los óvulos generaron crías vivas.

“Este estudio es especialmente interesante porque aprovecha los errores que se sabe que se producen durante el cultivo de células XY, que conducen a la pérdida del cromosoma Y y la posterior ganancia de un segundo cromosoma X, lo que da lugar a células XX capaces de generar descendencia viva“, afirma en un comunicado Rod Mitchell, profesor de endocrinología del desarrollo en el Centro MRC de Salud Reproductiva de la Universidad de Edimburgo (Escocia), quien no participó en la investigación.

“Sin embargo, queda por ver su posible aplicación en humanos (por ejemplo, en parejas del mismo sexo). En el estudio con ratones, muy pocos de los embriones generados con células de ratón dieron lugar a crías vivas y los pasos finales necesarios para convertir las células germinales en óvulos no se han reproducido de forma fiable con células humanas“, añadió Mitchell, que también es endocrinólogo pediátrico consultor en el Royal Hospital for Children and Young People de Edimburgo.

Sólo 7 de los 630 embriones de ratón implantados dieron lugar a crías. Según Hayashi, este bajo porcentaje de éxito (en torno al 1%) no se debe al proceso de conversión de los cromosomas sexuales, sino al hecho de que las células cultivadas en laboratorio suelen ser inferiores a las de los animales vivos.

“Esto se debe a que las condiciones del sistema de cultivo no son óptimas. Sobre todo, si el periodo de cultivo es largo (en este caso, de 5 a 6 semanas), el potencial celular se ve comprometido”, explicó Hayashi por correo electrónico.

¿Y ahora qué?

La investigación de Hayashi planteó la posibilidad de que algún día las parejas del mismo sexo puedan tener un bebé que comparta los genes de ambos progenitores.

“Será difícil producir bebés de parejas (humanas) masculinas por razones técnicas y éticas”, afirma Hayashi. “Pero es teóricamente posible producir bebés de parejas hombre-hombre, como se demuestra en este estudio”.

Afirmó que sería más difícil lograr lo contrario —es decir, producir esperma a partir de células femeninas porque no contienen el cromosoma Y, que es esencial para producir esperma—. Duplicar un cromosoma X, que ya tienen las células masculinas, es más fácil que conjurar un cromosoma Y en células femeninas, explicó Hayashi.

La tecnología podría evitar la extinción del rinoceronte blanco del norte. Najin (en primer plano), de 30 años, y su hija Fatu, de 19, son las dos últimas de su especie en el planeta.

Glenn Cohen, catedrático de Derecho James A. Attwood y Leslie Williams de la Facultad de Derecho de Harvard, afirmó que el trabajo planteaba espinosas cuestiones éticas y jurídicas sobre las que la sociedad debía empezar a reflexionar.

Entre estas cuestiones se encuentran la cría de embriones —la producción de cientos de embriones para elegir el mejor—y el uso no autorizado de las células de una persona.

“¿Qué ocurre con todos los embriones creados pero no utilizados? ¿Viola las normas éticas de respeto crear tantas vidas humanas potenciales sabiendo que la inmensa mayoría serán destruidas o almacenadas indefinidamente?”, dijo Cohen, que también es director de la facultad de Derecho de Harvard del Centro Petrie-Flom de Política de Derecho Sanitario, Biotecnología y Bioética.

“En el caso más extremo, imaginemos a un individuo que utiliza células de piel desprendida que Brad Pitt ha dejado en la bañera, por ejemplo, para obtener esperma u óvulos con el fin de reproducirse”, añadió.

¿Salvar animales de la extinción?

La técnica es prometedora para conservar especies en peligro de extinción, aunque no se sabe si el proceso en ratones que dio lugar a la pérdida espontánea de un cromosoma Y y la duplicación del cromosoma X se produciría en otras especies de mamíferos, dijo Mike McGrew, Catedrático Personal de Tecnologías de Reproducción Aviar del Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo.

“Se trata de un hallazgo muy emocionante para la conservación de las especies”, dijo por correo electrónico. “Es posible imaginar que los numerosos “biobancos” que se crearían para captar la diversidad genética almacenada para especies animales en peligro de extinción. Por casualidad, sólo o predominantemente células masculinas podrían conservarse para algunas especies“.

Las técnicas desarrolladas por Hayashi podrían ayudar al programa de cría del rinoceronte blanco del norte, según Thomas Hildebrandt, profesor y catedrático de Medicina de la Reproducción de Animales Salvajes de la Universidad Libre de Berlín y jefe de Gestión de la Reproducción del Instituto Leibniz de Investigación de Zoológicos y Animales Salvajes.

Sólo quedan dos ejemplares de esta especie en el mundo, y ambas son hembras. Hildebrandt intenta reproducirlas artificialmente con muestras de esperma y tejidos tomados de machos ya fallecidos.

“Es una tecnología para el mañana, pero tenemos la opción de crear una población genéticamente sana. Esto sólo es posible con este método de células madre“, afirmó Hildebrandt.