Transferencia nuclear
Introducción
La tecnología de la transferencia nuclear se enmarca dentro de los métodos de clonación y más en particular de la impropiamente llamada «clonación terapéutica». Esta trata de obtener líneas celulares a partir de las células de la masa interna de los embriones cuando estos alcanzan el estadio de blastocisto (aproximadamente a los 45 días de la fecundación).
Se pretende aprovechar la totipotencialidad de las células del embrioblasto células madre embrionarias, que bajo condiciones controladas de cultivo in vitro se replican y convierten en una fuente aparentemente inagotable de nuevas células, que se podrían encauzar hacia cualquier tipo de especialidad celular. Los linajes celulares obtenidos serían después utilizados para repoblar los tejidos deteriorados en pacientes que han sufrido una enfermedad degenerativa.
La idea de esta tecnología sería la de obtener líneas celulares inducidas hacia la especialidad del tejido a repoblar y así reparar la patología tisular de que se trate, como ocurre en enfermedades del sistema nervioso (enfermedad de Parkinson, Alzheimer, esclerosis múltiple, etc.), páncreas (diabetes), músculo cardiaco (infarto), etc.
Los medios de cultivo que se utilizan para cultivar las células procedentes de los embriones tratan de dirigir los linajes celulares hacia alguno de los tipos de células de los tejidos y órganos que se derivan de las tres capas embrionarias primitivas:
- Ectodermo (tejido epidérmico, nervioso, etc.).
- Mesodermo (tejido muscular, óseo, corazón, sistema sanguíneo, riñones, aparato urogenital, etc.).
- Endodermo (epitelio gastrointestinal, pulmones, tiroides, páncreas, hígado, etc.).
Para ello, los medios donde se cultivan las células procedentes de los embriones, suelen contener ciertas sustancias y metabolitos activos propios de las células hacia las que se desea inducir la línea celular. Estos componentes estimulan la diferenciación hacia las distintas especialidades celulares que se desean obtener.
Los problemas que plantean las células embrionarias
Debe tenerse en cuenta que la utilización de células procedentes de embriones humanos, más concretamente de la masa interna de los embriones, implica su destrucción. Al margen de las implicaciones éticas evidentes que de ello se derivan, la tecnología de la regeneración de tejidos a base de la incorporación de células procedentes de embriones, ha tropezado con dos inconvenientes experimentales:
- Es una técnica insegura que puede derivar hacia la formación de tumores.
- Dada la diferencia del perfil genético de histocompatibilidad de los embriones (donante) y el paciente a tratar (receptor) se produce un rechazo inmunológico que puede plantear incluso una situación más grave, conocida como injerto contra huésped.
El primer problema, aparentemente no tiene solución, y ha sido una barrera permanentemente insalvable en los experimentos con modelos animales. Para resolver el segundo problema es para lo que los biotecnólogos han recurrido a la tecnología de la transferencia nuclear. Mediante esta técnica se trata de producir un embrión con el mismo perfil genético que el paciente a tratar, con el fin de evitar el rechazo inmunológico de las células derivadas del mismo.
Para ello, se producen embriones mediante el trasplante del núcleo de una célula somática del propio paciente en un óvulo no fecundado, al que previamente se desprovee de su núcleo.
Origen del trasplante nuclear
El primer paso de la tecnología del trasplante nuclear constituyó así mismo el primer paso de la clonación y lo dio un investigador inglés llamado John Gurdon a finales de los años sesenta, en unos anfibios. Los experimentos de Gurdon en la especie de sapo Xenopus laevis, consistieron en el trasplante de núcleos desde células somáticas procedentes del epitelio intestinal de renacuajos a óvulos no fecundados de la misma especie, a los que previamente se había eliminado el núcleo. Tras el reemplazo del núcleo gamético del óvulo por el núcleo somático, los embriones así formados se activaban y empezaban a crecer de forma aparentemente normal mediante la proliferación celular hasta alcanzar el estado de blastocisto, como si de un embrión natural se tratara.
A continuación, Gurdon procedió a la disociación de las células del blastocisto, los blastómeros, de los que se extraían de nuevo los núcleos para implantarlos en una serie de óvulos enucleados de la misma especie. El desarrollo de los embriones formados de esta manera daba lugar a un clon de individuos, que resultaron genéticamente idénticos entre sí e idénticos al individuo del que procedía el núcleo de la célula epitelial inicial. Es importante señalar que, al margen de la curiosidad de la creación de estos clones, lo que aquellos experimentos demostraban era la importancia de la información genética contenida en el núcleo celular trasplantado, cuyo genoma se revela como el gran centro coordinador del desarrollo de un nuevo ser.
También es importante decir que en estos experimentos solo una pequeña proporción de los embriones producidos fueron viables, lo que demostraba que las condiciones en que se realizaban los trasplantes de núcleos, el estado de los óvulos y las manipulaciones que todo esto conllevaba, originaban problemas para el normal desarrollo de algunos de los embriones producidos.
La palabra «clon» fue acuñada por el biólogo británico John B.S. Haldane (1892-1964) en 1963 para definir un conjunto de seres vivos con la misma identidad genética.
El experimento de John Gurdon fue un experimento de «clonación». Sirvió de modelo para ensayos posteriores en otros seres vivos. Básicamente es la misma tecnología que se utilizó para la clonación de la oveja Dolly, que se considera el primer mamífero obtenido por clonación.
En noviembre de 2001 la empresa ACT (=Advanced Cell Technologies), anunció que en sus laboratorios de California habían conseguido clonar un embrión humano por transferencia nuclear, al menos hasta un estadio breve de desarrollo. El Dr. Robert Lanza, investigador implicado en el proyecto, señaló además la obtención de varios embriones humanos que tras dos o tres divisiones celulares alcanzaban un estadio de 6 a 8 células. Estos experimentos se justificaron para uso terapéutico.
Naturaleza embrionaria de los productos del trasplante nuclear
El hecho es que esta metodología de clonación empleada en animales, aunque nunca extendida con fines de explotación comercial por su bajo rendimiento, ha sido impulsada con fines biomédicos. El embrión producido tiene la información genética (ADN del núcleo) de la célula de que procede el núcleo trasplantado y si este procede del paciente al que se desea trasplantar, el embrión producido adquirirá la misma identidad genética que el paciente.
El hecho a considerar es que el embrión producido por trasplante nuclear es equivalente a un cigoto obtenido por fecundación in vitro, ya que tiene capacidad para iniciar su desarrollo de forma autónoma y depende para ello únicamente de la información genética contenida en el núcleo, que es el centro coordinador de su desarrollo. El sistema celular producido de esta manera es genéticamente equivalente a un cigoto natural o procedente de fecundación in vitro.
Algunos autores han propuesto diversos términos para referirse al producto de estas manipulaciones biológicas más o menos descriptivas del modo en que se producen o la procedencia de sus componentes. De esta forma, se han utilizado palabras tales como «clonote», «nuclóvulo» o «embriones somáticos» para describir a los embriones producidos por trasplante nuclear con núcleo procedente de células somáticas.
El término «clonote» fue sugerido por el psiquiatra americano Paul R. McHugh, asesor del Presidente Bush sobre asuntos de clonación, y se refiere al embrión obtenido in vitro, del que injustificadamente se afirma que es vitalmente distinto del cigoto obtenido por clonación natural y que por tanto debería ser considerado no como un ser humano vivo sino como una forma de cultivo tisular.
El término «nuclóvulo» fue propuesto por el Dr. Marcelo Palacios, propulsor de la Ley Española de Reproducción Asistida[2], para denominar al cigoto obtenido por transferencia nuclear somática. Los intentos de ocultar la realidad de la verdadera naturaleza embrionaria de estos productos de la manipulación se han incorporado a los textos legislativos españoles mediante un uso inapropiado de los conceptos.
A pesar del intento de manipulación del lenguaje con el fin de disfrazar la naturaleza biológica del producto de estas manipulaciones, debe quedar claro que el producto obtenido, tras la sustitución de un núcleo gamético por uno somático, es biológicamente un embrión, por cuanto en él existe una dotación genética y cromosómica completa y suficiente para seguir su desarrollo en el caso de que se procediera a su implantación y se proporcionaran las condiciones adecuadas para ello.
Ahí están los ejemplos de Dolly y de docenas de clones de otros mamíferos obtenidos por este procedimiento. De acuerdo con el Profesor Juan Ramón Lacadena:
«Dentro de la clonación no reproductiva, parece claro que no podría ponerse reparo ético alguno a la simple utilización de la técnica de transferencia de núcleos en cultivos de células humanas en un intento de establecer directamente un cultivo de tejidos y si fuera posible de órganos. Sin embargo, la obtención de un embrión artificial por transferencia de núcleo a un ovocito enucleado plantea el problema ético de haber creado un «embrión somático» humano que ha de ser destruido para poder establecer los cultivos celulares deseados a partir de las células troncales de la masa interna del blastocisto. Con la denominación embrión somático se quiere poner de manifiesto su origen mediante la técnica de clonación por transferencia de núcleo, que es diferente a la fecundación de gametos que da lugar al embrión normal (embrión gamético)».[3]
¿Para qué se hace el trasplante nuclear?
La pretensión de esta metodología es la de producir unos embriones utilizables como fuente de células madre para usos potencialmente terapéuticos. Dado que el donante del núcleo es el propio paciente aquejado de una enfermedad degenerativa que se desea reparar, los embriones producidos por trasplante nuclear tienen la misma identidad genética y por tanto el mismo sistema genético de histocompatibilidad (HLA), lo que garantizaría que las líneas celulares que se derivasen no fuesen rechazadas por el receptor. Se estaría ante un «trasplante autólogo».
Hay que señalar que en realidad el citoplasma contiene una pequeña porción de ADN (ADN mitocondrial) lo que hace que realmente estos embriones sean portadores en sus células de una mínima diferencia genética, que en cualquier caso es insignificante para el fin que se pretende.
Es preciso añadir que, en el fondo, desde un punto de vista biológico, las dos modalidades de clonación, la llamada «reproductiva» y la «no reproductiva» o «terapéutica», se confunden, ya que en ambos casos se trata de obtener células, embriones o seres vivos con la misma identidad genética de otras células.
Cuando se obtiene un embrión por fecundación in vitro o por «transferencia nuclear» para obtener líneas celulares, se está haciendo clonación reproductiva, pues se ha creado un embrión con capacidad potencial para desarrollarse, si se llegase a implantar en un útero.
Todo esto ha suscitado un gran debate ético y aplicado. En primer lugar, por la manipulación de la vida humana, ya que la extirpación de las células embrionarias supone la muerte del embrión. Es obvio que al provocar la muerte de los embriones por la disgregación de sus células para establecer líneas celulares se transgreden las bases mínimamente éticas de respeto a la dignidad humana. Se instrumentaliza la vida humana del embrión, que lejos de considerarse un fin en sí mismo se convierte en un medio.
Se piensa que es una muerte innecesaria dada la existencia de otras células madre no embrionarias que están demostrando mejores resultados sin plantear problemas éticos. En efecto, los intentos de búsqueda de alternativas a las células embrionarias han conducido al conocimiento de que el ser humano cuenta con células madre en todas las etapas de la vida y no solo en los embriones.
Existen células madre de adulto, o para ser más precisos, postembrionarias:
- En el líquido amniótico.
- El feto.
- El cordón umbilical.
- y, tras el nacimiento, en la mayoría de los tejidos durante la vida adulta.
Avances científicos
En la actualidad se ha podido demostrar que es innecesario utilizar embriones creados directamente por fecundación in vitro o por trasplante nuclear, para inducir la producción de células necesarias para la práctica de la medicina reparadora.
Mediante una serie de experimentos desarrollados a partir de 2007, se ha podido demostrar que incluso las células somáticas ya diferenciadas pueden ser reprogramadas genéticamente, obteniendo a partir de ellas un linaje de células en un estado embrionario.
De este modo, los investigadores japoneses Kazutoshi Takahashi y Shinya Yamanaka, del Departamento de Células Madre de la Universidad de Kyoto[5], demostraron satisfactoriamente la posibilidad de inducir la producción de células madre pluripotentes (células iPS) a partir de fibroblastos embrionarios o de adulto de ratón.[4]
Dicha tecnología es muy prometedora que demuestra que la obtención de células proliferativas útiles para aplicaciones médicas tiene una vía de exploración a través de la llamada «reprogramación celular» o «reprogramación genética». Esta metodología podría aplicarse a partir de células de un tejido no dañado de un paciente al que se desea curar una enfermedad degenerativa que afectase a otro tejido, haciendo innecesaria la producción de embriones por trasplante nuclear.
A principios de 2009, el Dr. Angelo Vescovi, uno de los primeros investigadores en el campo de las células madre adultas, escribía un artículo titulado «Detrás de la investigación con células madre embrionarias solo hay una guerra de patentes», en la que sentencia que: «El uso de embriones humanos no es, en absoluto, una necesidad inevitable».
Tras más de diez años de investigaciones en medicina regenerativa se constata el hecho de que más del 90% de los protocolos de ensayos clínicos con células madre utilizan las postembrionarias. Las células madre postembrionarias, con capacidad de desprogramación, proliferación y reprogramación, ofrecen la mejor solución para evitar la utilización destructiva de los embriones. Cada vez es más evidente que estas células ofrecen un panorama más amplio y satisfactorio que el de las células madre embrionarias y, al poder ser extraídas del propio paciente, no plantean problemas de rechazo. Así, se ha demostrado que:
- Las células madre epiteliales, pueden ser utilizadas para trasplantes de piel.
- Las células madre de la cresta neural de fetos, son útiles en trasplantes para detener los procesos degenerativos del sistema nervioso (Alzheimer, Parkinson, etc.).
- Las células madres de mesénquima de adulto, se pueden diferenciar en adipocitos, condrocitos y osteocitos.
- Las células de la médula ósea, se pueden utilizar para colonizar y reparar el hígado, tras un episodio hepatotóxico, o tejido cardiaco dañado, tras un infarto.
- Las células madre de la grasa han resultado útiles para la cicatrización de fístulas complejas, ligadas con la enfermedad de Crohn.
- Etc.
Estas células, en manos de los investigadores, han resultado ser una alternativa útil para abordar la corrección de las enfermedades degenerativas en el futuro, ya que deja resueltos los problemas éticos y técnicos. Son muchos los investigadores que están a favor de la terapia celular, o la ingeniería tisular, pero sin dilemas éticos.
Conclusión
Hoy la gran mayoría de los investigadores que trabajan con células madre han abandonado la utilización de embriones, entre ellos Ian Wilmut, el creador de la oveja Dolly. Muchos creen que las células inducidas pluripotentes sustituirán con ventaja a las células madre embrionarias, tanto con fines experimentales como terapéuticos. James Thomson, primer investigador que propuso el uso de las células madre embrionarias hace más de diez años, ha declarado que probablemente «dentro de una década la guerra de las células madre embrionarias será solo una nota curiosa al pie de una página de la historia de la ciencia»
Otras voces
Texto de referencia
- Jouve de la Barreda, Nicolás (Mayo 2012). «Voz:Transferencia nuclear». Pardo, Antonio, ed. Nuevo Diccionario de Bióetica (2° edición) (Monte Carmelo). ISBN 978-84-8353-475-5.
Bibliografía
- Findlay, J.K.; Gear, M.L.; Illingworth, P.J.; Junk, S.M.K.; Mackerras, A.H.; Pope, A. (Abril de 2007). «Human embryo: a biological definition». Human Reproduction 22 (4): 905-911. doi:10.1093/humrep/del467. Consultado el 13 de julio de 2020.
- Gurdon, J.B. (9 de octubre de 2012). «Transplanted Nuclei and Cell Differentiation». scientific American 219: 24 - 35. Consultado el 13 de julio de 2020.
- Jouve de la Barreda, Nicolás (2008). Explorando los genes: Del big-bang a la nueva Biología. Madrid: Ediciones Encuentro. p. 520. ISBN 8474909015.
- Klimanskaya, I.; Chung, Y.; Becker, S.; LU, S.J.; Lanza, R. (2006). «Human embryonic stem cell lines derived from single blastomeres». Nature 444: 481-485. Consultado el 13 de julio de 2020.
- Lacadena, J.R. (1999). Historia de la clonación. Madrid: Ediciones Doce Calles. pp. 21 - 33.
- Vescovi, A. (27 de mayo de 2009). Alle spalle di ricerca di cellule staminali embrionali c’è solo una guerra di patente. L’Osservatore Romano.
- Wilmut, A.I.; Schnieke, E.; McWhir, J.; Kind, A.J.; Campbell, K.H.S. (13 de marzo de 1997). «Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells». Nature 385: 810-813. Consultado el 13 de julio de 2020.
Referencias
- ↑ «Sir John B. Gurdon».
- ↑ Jefatura del Estado (28 de mayo de 2006). «Ley 14/2006, de 26 de mayo, sobre técnicas de reproducción humana asistida». Agencia Estatal Boletín Oficial del Estado. Consultado el 12 de julio de 2020.
- ↑ Lacadena, Juan Ramón (15 de marzo de 2001). «La clonación en humanos». Centro Nacional de Información y Comunicación Educativa (C.N.I.C.E.). Consultado el 13 de julio de 2020.
- ↑ 4,0 4,1 Takahashi, Kazutoshi; Yamanaka, Shinya (10 de agosto de 2006). «Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors». Cell. PMID 16904174. doi:10.1016/j.cell.2006.07.024. Consultado el 13 de julio de 2020.
- ↑ «Universidad de Kyoto».
