Embriones quiméricos rata-ratón y cerdo-humano

Dibujo20170131 Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent rat mouse human pig cell

El grupo del español Juan Carlos Izpisua Belmonte, Instituto Salk, EE UU, ha creado embriones quiméricos entre humano y cerdo con células pluripotentes inducidas (iPSCs). Estas células son capaces de producir la mayoría de los tejidos y se obtienen a partir de una célula adulta diferenciada. Primero se obtuvo un ratón quimérico con ojos, corazón y páncreas de rata. Y luego se obtuvo un embrión quimérico entre humano y cerdo, que implantado en cerdas se desarrolló durante cuatro semanas. No se prolongó por limitaciones éticas y técnicas. La incubación de órganos humanos en animales para usarlos en transplantes o medicina regenerativa está cada día más cerca.

Este tipo de investigación está sujeta a grandes restricciones bioéticas y legales. Además, hay infinidad de problemas técnicos que hay que resolver. Los órganos humanos en cerdos no crecen bien y pocas células humanas sobreviven. Una de las causas es que el embarazo de las cerdas solo dura 114 días (4 meses). Y que la  diferencia evolutiva entre humanos y cerdos es más grande que entre ratas y ratones. Sin embargo, las implicaciones económicas de la fabricación de órganos a la carta incubados en animales son enormes. De hecho, investigadores japoneses ya han logrado curar a un ratón modelo de la diabetes tipo 1 trasplantándole un páncreas de ratón que se ha crecido en un rata. Hacerlo con órganos más complicados, como un riñón o un corazón requiere superar grandes retos. Pero ya se está trabajando en ello (en ratones).

Por cierto, los experimentos con cerdos se realizaron en la Universidad de Murcia, España, y en la Universidad de California Davis, EE UU. El artículo es Jun Wu, Aida Platero-Luengo, …, Juan Carlos Izpisua Belmonte, “Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells” Cell 168: 473–486 (26 Jan 2017), 10.1016/j.cell.2016.12.036. Recomiendo leer Gretchen Vogel, “Human organs grown in pigs? Not so fast,” Science News, 26 Jan 2017, y Sara Reardon, “Hybrid zoo: Introducing pig–human embryos and a rat–mouse,” Nature News, 26 Jan 2017. Y en español a “Crean embriones híbridos entre humanos y cerdos con células madre,” Agencia SINC, 27 Ene 2017.

También cito el artículo de Tomoyuki Yamaguchi, Hideyuki Sato, …, Hiromitsu Nakauchi, “Interspecies organogenesis generates autologous functional islets,” Nature (25 Jan 2017), doi: 10.1038/nature21070. Y recomiendo leer a Qiao Zhou, “Regenerative medicine: Interspecies pancreas transplants,” Nature (25 Jan 2017), doi: 10.1038/nature21490.

Dibujo20170131 Interspecies Rat-Mouse Chimeras Derived from Rat PSCs cell

Los estudios en ratones son muy prometedores. Pero la producción de quimeras animales con órganos humanos se enfrenta a enormes obstáculos. Todavía hay muchos procesos que no sabemos controlar en detalle. Estos últimos avances se han logrado gracias a las técnicas de edición de genes que permiten modificar los genes en los embriones de cerdo para que sean genéticamente incapaces de formar el tejido específico del órgano deseado. Las células madre humanas implantadas en el embrión no tienen este impedimento y algunas de ellas asumen el trabajo de formar el órgano desaparecido. Por desgracia, se ignoran muchos detalles bioquímicos de este proceso y la tasa de fallos es enorme.

En septiembre de 2016 cambió la política del NIH (National Institutes of Health) sobre estudios con quimeras entre humanos y animales. No se financiarán más estudios de este tipo en EE UU. Los estudios que ya estaban en curso, como los de Izpisua, o los del cardiólogo Daniel Garry en la Universidad de Minnesota que intenta crecer corazones humanos en cerdos, han disfrutado de una moratoria hasta que finalice su financiación actual. No se volverá a financiar este tipo de estudios hasta que se revisen todos sus aspectos científicos, sociales y bioéticos. Hay que poner un limite preciso a la humanización de los animales que incuben los órganos humanos y, por supuesto, a la posible animalización de los seres humanos. Esta prohibición podría durar mucho tiempo, máxime con la actual Administración Trump. Pero si no es posible realizar estos estudios en EE UU o en Europa, me parece claro que seguirán siendo desarrollados en otros continentes.

Dibujo20170131 Generation of Post-implantation Human-Pig Chimeric Embryos cell

Hay muchos problemas que se han de resolver desde el punto de vista biotecnológico. El porcentaje de células humanas que se desarrollan de forma correcta en el embrión de cerdo es muy bajo. Los órganos contienen islas de células humanas, pero en gran parte siguen siendo órganos de cerdo. Un trasplante de un órgano de estas características sería rechazado por el cuerpo de un humano. En el cerdo los tejidos humanos crecen a un ritmo muy lento. Hay mucha investigación básica que se ha de realizar para resolver estos problemas. Nadie duda de que faltan décadas de investigación.

En resumen, se están dando los primeros pasos. El camino será largo, pero la esperanza está ahí. Los beneficios terapéuticos potenciales son inmensos. Quizás, dentro de unas décadas, las listas de espera de trasplantes de órganos podrían acabarán siendo un mal recuerdo del pasado.

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4 Comentarios

  1. “Based on interviews with three teams, two in California and one in Minnesota, MIT Technology Review estimates that about 20 pregnancies of pig-human or sheep-human chimeras have been established during the last 12 months in the U.S., though so far no scientific paper describing the work has been published, and none of the animals were brought to term.”

  2. Yo creo que no puede ser tan difícil.
    Las quimeras surgen a veces de forma natural, yo he visto muchas veces como a un pollo le crecen muslos que provienen de otro embrión distinto.
    Es muy posible que la técnica empleada no sea la correcta, y que en vez de buscar que las células humanas sustituyan órganos en el animal en cuestión, lo que hay que hacer es aprovechar el entorno de crecimiento del animal desde el embrión, para generar extremidades u órganos adicionales, y que el crecimiento de estos puede favorecerse mediante técnicas quirúrgicas que favorezcan el aumento de riego sanguíneo.

  3. Y yendo mucho más allá, es posible “humanizar” un órgano de otro animal o “hacer tuyo” el de otra persona, siempre y cuando consigamos dos cosas:
    -1. Dotar a las células madre de alguien de ser menos proclives a formar tumores.
    -2. Dotar a las células madre de alguien de capacidad para resistir algún tóxico o condición que no puedan resistir las células del animal o humano portador, o matarlas usando un virus que no afecte a las células humanas.

    La primera característica podría de alguna manera copiarse de células de rata topo o de células de ballena boreal, y la segunda es algo que de hecho sucede de forma natural cuando células tumorales invaden tejidos sustituyendo a células normales. Puede usarse algún gen foráneo para dotar a las células madre del paciente de resistencia a la congelación, o a algún tóxico empleado en quimioterapia si se trata de un paciente con cáncer, y de ese modo tras cada terapia quimioterapeutica, las células madre mejoradas irían sustituyendo a las células foráneas.

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 31 enero, 2017
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