El 4 de agosto de 2016, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos anunciaron que iban a levantar la moratoria sobre la creación de quimeras. Estamos hablando de experimentos éticamente controvertidos en los que se introducen células madre humanas en embriones de animales; como resultado, se forman organismos que combinan rasgos animales y humanos. Los científicos los llaman quimeras.
EN Antigua Grecia Las quimeras eran monstruos mitológicos con cabeza y cuello de león, cuerpo de cabra y cola de serpiente. Las mismas quimeras son organismos con material genéticamente heterogéneo. Podrían servir como modelos biológicos convenientes para estudiar varias enfermedades- por ejemplo, el cáncer o los síndromes neurodegenerativos, podrían convertirse en una fuente de órganos para trasplante. Sin embargo, cuando la biología experimental se acerca a la ciencia ficción, el público teme que pueda tener consecuencias imprevistas.
Al crear quimeras se utilizan células madre que tienen la propiedad de pluripotencia. Es decir, son capaces de convertirse en todas las células de un embrión humano. Las células se introducen en el tejido embrionario de organismos modelo (ratones, ratas, monos, cerdos y otros animales) en etapas muy tempranas, después de lo cual se permite que el embrión se desarrolle más. En septiembre de 2015, los NIH expresaron su preocupación de que si se inyectaran células madre en el cerebro de ratones, el resultado podría ser roedores con capacidades cognitivas alteradas, es decir, animales con “superinteligencia”. Por ello, el NIH, que concede subvenciones para la investigación biomédica, ha decidido retener la financiación para experimentos con quimeras hasta que sus expertos examinen la cuestión ética.
Sin embargo, algunos grupos de investigación en Estados Unidos ya estaban en pleno apogeo creando quimeras. MIT Technology Review informa que en 2015 hubo alrededor de 20 intentos de producir quimeras cerdo-humano y oveja-humano. Desafortunadamente, aún no se ha publicado ningún trabajo científico y no hay informes de producción exitosa de animales con tejidos humanos.
Los experimentos con organismos quiméricos combinan ingeniería genética y biología de células madre. No basta con introducir células pluripotentes en un embrión animal, ya que en este caso el resultado puede ser un organismo con trastornos catastróficos del desarrollo. Los científicos suelen desactivar genes en embriones para que no puedan formar tejidos específicos. En este caso, las células madre asumen la tarea de formar el órgano faltante, que no se diferencia del humano y lo hace apto para el trasplante.
Según el cardiólogo Daniel Garry, las primeras pruebas se realizaron en su laboratorio este método. Los investigadores diseñaron cerdos que carecían de algo de músculo esquelético y vasos sanguíneos. Estos animales no serían viables, pero los científicos agregaron a los embriones células madre de otro embrión de cerdo. Los resultados impresionaron tanto al ejército estadounidense que concedieron a Harry una subvención de 1,4 millones de dólares para cultivar corazones humanos a partir de cerdos. El científico tenía la intención de continuar su investigación a pesar de la moratoria del NIH y fue uno de los 11 autores que publicaron una carta criticando la decisión del centro biomédico.
Los científicos dijeron que la moratoria de los NIH representa una amenaza para el desarrollo de la biología de células madre, la biología del desarrollo y la medicina regenerativa, y expresaron dudas de que utilizando células madre sea posible obtener un animal "humanizado" con alta inteligencia. En particular, señalaron que los experimentos de xenotrasplantes en los que células nerviosas Los implantes humanos en el cerebro de los ratones no dieron lugar a la aparición de roedores demasiado inteligentes.
Imagen: Nakauchi et al. / La Universidad de Tokio
Por precaución, algunos investigadores que trabajan en la creación de quimeras no permiten que nazcan sus creaciones. Los embriólogos estudian embriones para obtener información sobre en qué medida las células madre humanas contribuyen al desarrollo fetal. Sin embargo, a pesar de que algunos laboratorios van a lo seguro, ya existen animales quiméricos, por ejemplo ratones dotados del sistema inmunológico humano. Estos animales se crean mediante la introducción de células del hígado y del timo de embriones humanos abortados en el cuerpo de roedores ya nacidos.
De gran interés para los científicos es la creación de quimeras en la etapa de blastocisto, cuando el feto es una bola que consta de varias docenas de células. Este método se llama complementación embrionaria. En 2010, investigadores japoneses lograron crear ratones cuyo páncreas estaba formado íntegramente por células de rata. Hiromitsu Nakauchi, el autor principal del artículo, decidió más tarde crear un "hombre cerdo", para lo cual tuvo que mudarse a los Estados Unidos porque los comités científicos en Japón no aprueban este tipo de experimentos. El científico ahora trabaja en la Universidad de Stanford con una beca del Instituto de Medicina Regenerativa de California. La mayoría de las células pluripotentes introducidas en embriones en su laboratorio están hechas de su propia sangre, dijo, porque las barreras burocráticas le impiden reclutar voluntarios externos.
La mayoría de la gente escucha la palabra "quimera" y piensa en monstruos creados por científicos locos. Los científicos tienen que demostrar que las células humanas pueden multiplicarse y formar órganos sanos y completos en los animales. Los ratones y las ratas son bastante cercanos genéticamente, por lo que la creación de quimeras en en este caso no supone un problema. En el caso de los humanos y los cerdos, cuyo ancestro común vivió hace 90 millones de años, las cosas pueden ser diferentes.
Los científicos ya están probando la complementación de un embrión de cerdo con células madre humanas, pero la investigación comenzó sólo después de la aprobación de tres comisiones de bioética. La Universidad de Stanford, donde se lleva a cabo la investigación, limitó el tiempo de desarrollo de los embriones a 28 días (los lechones nacen el día 114). Sin embargo, el feto estará lo suficientemente desarrollado como para poder determinar qué tan correctamente se forman los rudimentos de los órganos.
La semana pasada, los NIH propusieron reemplazar la moratoria con una revisión adicional por parte de un comité de expertos en ética y bienestar animal. Tendrán en cuenta factores como el tipo de células humanas, su ubicación en el embrión y posibles cambios de comportamiento y apariencia animal. Los hallazgos de los expertos ayudarán a los NIH a decidir si financiarán el proyecto bajo revisión.
Un grupo internacional de científicos liderado por el español Juan Balmonte, conocido por su trabajo en el campo de las células madre, logró crear embriones de quimeras humano-cerdo, que en el futuro podrían convertirse en una fuente de órganos para donantes. Otro equipo de investigadores curó la sordera congénita en ratones utilizando virus. habla de los éxitos de la ingeniería genética relacionados con la medicina.
La creación de organismos genéticamente modificados no es lo único que la ingeniería genética puede aportar a la humanidad. La biotecnología permite no sólo cambiar genes para mejorar plantas y animales agrícolas, sino también tratar más tempranamente enfermedades incurables. Irónicamente, para ello los científicos utilizan a los eternos enemigos del hombre: los virus. Estos últimos se utilizan para crear vectores que entregan ADN a celdas requeridas. Otra dirección que puede asustar a las personas que no tienen muchos conocimientos científicos es la creación de embriones quiméricos que combinan células de humanos y otros organismos. Sin embargo, lo que al principio parece siniestro, en realidad resultará ser una forma conveniente de crear órganos.
Los riñones o pulmones producidos por embriones quiméricos en crecimiento serán adecuados para trasplantarlos a personas que los necesiten. Quienes temen un levantamiento mutante deberían pensar que beneficio real de esta tecnología supera los vagos temores de los pesimistas escritores de ciencia ficción.
Imagen: Nakauchi et al. / La Universidad de Tokio
Para disipar los miedos, es necesario comprender qué y cómo hacen los científicos cuando crean quimeras. El principal material con el que trabajan los investigadores son las células madre, que tienen pluripotencia: la capacidad de convertirse en otras células del cuerpo (nervios, grasas, músculos, etc.), con excepción de la placenta y el saco vitelino. Se introducen en embriones de otros organismos, después de lo cual el embrión se desarrolla aún más.
Hombres cerdo
Así fue como un grupo internacional de científicos de EE.UU., España y Japón lograron crear quimeras cerdo-humano, rata-ratón y vaca-humano. Así lo informaron en un artículo publicado en la revista Cell y se convirtió en el primer documento que confirma la exitosa "quimerización" de los Daleks en parentesco especies.
El principal problema es que no basta con introducir células pluripotentes en un embrión y esperar que salga algo bueno. En cambio, el resultado puede ser un organismo con problemas de desarrollo catastróficos, incluida la formación de teratomas. Es necesario desactivar los genes de los embriones receptores para que no puedan formar tejidos específicos. En este caso, las células madre implantadas asumen la tarea de hacer crecer el órgano faltante.
Primero, los científicos introdujeron células madre de rata en embriones de ratón en la etapa de blastocisto, cuando el feto es una bola de varias docenas de células. Este método se llama complementación embrionaria. El objetivo del experimento era descubrir qué factores desempeñan un papel principal en el quimerismo interespecífico. Los embriones fueron transferidos al cuerpo de ratones hembra y luego se convirtieron en quimeras vivientes, una de las cuales vivió hasta los dos años.
Los genes de los embriones se desactivaron mediante la tecnología CRISPR/Cas9, que introduce roturas en secciones específicas del ADN. Por ejemplo, al probar el método que utilizaron, los investigadores bloquearon la actividad de un gen que desempeña un papel importante en la formación del páncreas. Los ratones que nacieron murieron como resultado, pero cuando se introdujeron células de rata pluripotentes en los embriones, se desarrolló el órgano faltante. Los científicos también desactivaron el gen Nkx2.5, sin el cual los embriones padecían graves defectos cardíacos y estaban subdesarrollados. La quimerización ayudó a que los embriones alcanzaran un crecimiento normal, pero nunca fue posible obtener quimeras vivas.
Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Instituto Salk de Estudios Biológicos
El examen de las ratas-ratones resultantes mostró que diferentes tejidos de ratón contenían diferentes proporciones de células de rata. Cuando los científicos intentaron introducir células de rata en blastocistos de cerdo y luego analizaron genéticamente embriones de cuatro semanas, no encontraron ADN de roedor. Esto sugiere que no todos los animales son aptos para la quimerización entre sí, y el éxito del injerto de células madre de unos en embriones de otros puede depender de factores genéticos, morfológicos o anatómicos.
El objetivo principal de los científicos era crear una quimera humano-cerdo para ver cómo se desarrollaría el tejido humano dentro del embrión de un animal artiodáctilo no rumiante. Usaron blastocistos de cerdo y rayo laser Hizo agujeros microscópicos para la posterior inyección de varios grupos de células pluripotentes que se cultivaron en diferentes condiciones. A continuación, los embriones se trasplantaron a cerdas, donde se desarrollaron con éxito. El seguimiento de la dinámica del material humano se llevó a cabo utilizando una proteína fluorescente para cuya producción se programaron células madre humanas.
Como resultado, se formaron células precursoras en el embrión de cerdo. varios tipos tejidos, incluidos el corazón, el hígado y sistema nervioso. A los híbridos cerdo-humano se les permitió desarrollarse durante tres o cuatro semanas antes de ser destruidos por razones éticas.
ratones sordos
Los científicos estadounidenses de Boston lograron recientemente restaurar la audición en ratones que padecían un trastorno genético poco común. oído interno. Para esto utilizaron sistema biológico entrega de genes (vector) basado en virus neutralizados. Los investigadores han modificado un virus adenoasociado que infecta a las personas pero no causa enfermedades.
El agente infeccioso puede penetrar las células ciliadas, receptores del sistema auditivo y del aparato vestibular de los animales. Los biotecnólogos utilizaron un vector para reparar el gen Ush1c defectuoso en las células de ratones vivos recién nacidos. Esta mutación provoca sordera, ceguera y problemas de equilibrio. Como resultado, la audición de los animales mejoró, permitiéndoles distinguir incluso sonidos suaves.
La ingeniería genética, por tanto, no es una forma de crear mutantes que amenacen a la humanidad. Es un conjunto de métodos y herramientas en constante mejora para mejorar la vida y la salud de las personas, especialmente aquellas que tienen grandes necesidades. Desde la creación de las quimeras y terapia de genes no son tan fáciles de implementar y a veces requieren soluciones ingeniosas; el desarrollo de la biotecnología no avanza tan rápido como nos gustaría. Sin embargo, decenas de trabajos científicos, que profundizan y enriquecen nuestros conocimientos y habilidades.
Sin embargo, algo similar a una revolución en ciencia médica realmente sucedió. A finales de enero Revista de ciencia Cell publicó un artículo del biólogo molecular Juan Carlos Izpisua Belmonte, que dirige un laboratorio en el Instituto Salk de California (EE.UU.), y 38 de sus coautores. El artículo cuenta cómo los científicos lograron crear embriones viables compuestos de una mezcla de células humanas y de cerdo.
Quiénes son
Si a estas criaturas se les permitiera nacer (y los biólogos no lo hicieron, sobre todo por razones éticas), no podrían asignarse formalmente a ninguna especie biológica. Estos organismos se llaman quimeras. Las quimeras, que conocemos por las miniaturas medievales, tienen alas de águila unidas al cuerpo del león y un aguijón de serpiente en las pezuñas de la cabra. ¿Quién recuerda el ratón con el humano? aurícula En el reverso, resultado de un experimento de alto perfil realizado hace 20 años, se puede admitir fácilmente que se puede esperar algo diferente de los biólogos. Pero en este sentido, las nuevas criaturas del laboratorio de Belmonte apenas tuvieron oportunidad de sorprender a nadie: después de nacer habrían parecido los lechones más normales. Lo que pasa es que algunas de las células de sus cuerpos (aproximadamente una milésima parte por ciento) contendrían ADN humano puro. Y esto haría que los lechones se compararan favorablemente con el ratón de orejas largas de 1997, que era más bien un experimento en cirugía plástica y no tenía ni una sola célula humana.
Según estimaciones recientes, los humanos tenemos entre 30 y 40 billones de células en total, y los cerdos tienen aproximadamente el mismo número. ¿Una milésima de porcentaje de una cifra tan astronómica es mucho o poco? Sólo hace falta una célula para concebir un hijo. Por lo tanto, en teoría, un cerdo quimera podría convertirse en padre de un bebé humano.
Donante sin moto
Los médicos ven a los cerdos no como parientes potenciales, sino como donantes potenciales para trasplantar sus órganos a personas. Sólo en Estados Unidos se trasplantan 27 mil riñones, pulmones, corazones e intestinos al año. Y en los 27.000 casos, los cirujanos se ocupan de órganos de seres vivos o Gente muerta. Pero ¿quién en su sano juicio se atrevería a pedir que le trasplantaran uno extraído de un cerdo a su propio corazón enfermo, cuando el procedimiento con un corazón humano normal ha sido depurado y funciona perfectamente? Los que no recibirán un trasplante: 118 mil personas están registradas en Estados Unidos en la llamada lista de espera. Según las estadísticas, aproximadamente 22 de ellos morirán hoy (y el mismo número mañana, y el mismo número el próximo domingo) sin esperar su trasplante.
Hay muy pocos donantes humanos, y ni siquiera es que los voluntarios sean muy raros. (A diferencia de Estados Unidos, en Rusia, por ley, se considera donante potencial a cualquiera que no haya prohibido explícitamente la extracción de sus órganos. La ley no exige pedir el consentimiento de los familiares). Sólo tres personas entre mil, La revista New Scientist cita datos británicos, mueren en circunstancias que hacen que sus órganos no sean aptos para el trasplante. Las cifras, obviamente, varían de un país a otro: dependen tanto de la rapidez con la que llegue la ambulancia al lugar de un accidente o tiroteo, como resultado de lo cual aparecen los donantes más prometedores, como de cuántos centros de trasplante hay cerca donde se pueden depositar los órganos. ser eliminado correctamente. Finalmente, en unas horas más es necesario encontrar y preparar para la operación a un paciente de la “lista de espera”; aquí se aplican reglas de compatibilidad mucho más estrictas que para las transfusiones de sangre con sus cuatro grupos diferentes.
Las células que tienen menos probabilidades de ser rechazadas son las nuestras. ¿Qué pasaría si usáramos animales como incubadoras para riñones y páncreas cultivados a partir de células humanas (e idealmente de las células del paciente exacto que recibirá el órgano)? El mismo problema con el rechazo nos impide resolver el problema de frente: para el sistema inmunológico ya preparado de un cerdo adulto, las células humanas no son menos extrañas que las células de cerdo para nosotros.
Esto significa que debemos actuar de manera diferente.
Corta y pega
Imagínese que ante sus ojos dos personas fueran cortadas simultáneamente por la mitad, digamos, por un láser de combate de una mala película de ciencia ficción. Luego unían la mitad de uno con la mitad del otro y las mitades pegadas vivirían toda su vida como si nada hubiera pasado. La opción es aún más paradójica: tomaron dos personas delgadas, las presionaron una contra la otra y obtuvieron un hombre gordo. Si ambas personas aún no han transcurrido cuatro días desde el momento de la concepción, nada es imposible. En esta etapa, el futuro organismo es una bola de células idénticas. “Se quita la capa protectora exterior de materia inanimada y se conectan físicamente los embriones”, explicó en una entrevista Virginia Papaioannou, profesora de la Universidad de Columbia (EE.UU.), cómo los científicos han estado produciendo ratones quimera con el conjunto completo de genes de dos individuos al mismo tiempo. al mismo tiempo desde los años 1960. Al tocarse, dos embriones simplemente forman una nueva bola más grande, casi como pompas de jabón que se encuentran en el aire. Sistema inmunitario La bola de células aún no tiene un sistema que pueda evitarlo, como todos los demás sistemas: se desarrollarán mucho más tarde.
Una intervención más sutil consiste en añadir biomaterial extraño al embrión cuando sus células ya se han dividido en diferentes variedades. En la etapa de blastocisto, el embrión, ya sea en un ratón o en un ser humano, es una bola hueca con una pequeña porción de células encerradas en su interior. Sólo esta porción interna se convertirá en los futuros pulmones, hígado, riñones, cerebro, piel y otras partes del cuerpo adulto, y toda la porción externa se convertirá en una placenta que no sobrevivirá al parto. Los biólogos prefieren introducir células extrañas en esta etapa.
No se puede decir que este escenario sea forma pura abrió interesantes oportunidades para los cirujanos de trasplantes. La necesidad de órganos de donantes generalmente surge más tarde, cuando una persona ya ha superado la edad fetal. ¿Cómo cruzarlo con otro embrión? Tome células de un organismo adulto que no hayan adquirido una misión clara (como las células del cerebro o del hígado) y no hayan perdido característica de las células El feto tiene la capacidad de transformarse en cualquier cosa. Se llaman células madre, pero son muy raras en el cuerpo. En 2012 premio Nobel El doctorado en medicina fue otorgado al científico japonés Shinya Yamanaka por inventar una manera de transformar células ordinarias del cuerpo en células madre, para olvidar la propia historia y "caer en la infancia". El nombre completo es células madre inducidas (porque se vieron obligadas a cambiar) pluripotentes (es decir, "capaces de cualquier cosa", cualquier transformación). Los investigadores de quimeras los utilizan.
¿Es posible combinar embriones así? diferentes tipos— por ejemplo, ¿ratas y ratones? Esto es exactamente lo que el equipo de Toshihiro Kobayashi de la Universidad de Tokio hizo por primera vez en 2010 con células madre, y el grupo estadounidense, que publicó sus resultados siete años después, perfeccionó el método. ¿Cómo puedes estar seguro de que realmente has engendrado una quimera? Tomemos como base embriones condenados a muerte con ADN especialmente dañado. Utilizando el recién inventado “bisturí genético” CRISPR-Cas9, un método para la edición específica del ADN, los científicos eliminaron genes responsables del crecimiento del páncreas o del corazón. Con tal defecto no hay posibilidad de sobrevivir (o incluso de nacer vivo). Pero luego se introdujeron células madre de rata en el embrión. Y si aun así naciera un ratón quimera, los científicos podrían estar seguros de que en su interior latía el corazón de una rata.
Pero el resultado más sorprendente se refería a la vesícula biliar. Las ratas no lo tienen, pero los ratones sí. Pero las quimeras, en las que los genes de ratón responsables de este órgano estaban desactivados, todavía nacían con un vesícula biliar- de células de rata. Las células de ratón de alguna manera sugirieron el contexto correcto a las células de rata, y éstas, sucumbiendo a la influencia, formaron un órgano que era imposible en la rata.
Más cerca de los cerdos que de las ratas
No fue posible cruzar un cerdo y una rata de esta manera, porque estos organismos son demasiado diferentes entre sí. Diferentes duraciones del embarazo y diferentes tamaños Los órganos sugieren que las células están programadas para dividirse a diferentes velocidades. Finalmente, ¿podrá el diminuto corazón de rata de una quimera bombear sangre a través de un enorme hígado de cerdo?
Pero con las personas no existe tal dificultad: estamos mucho más cerca de los cerdos, principalmente en el tamaño de nuestros órganos. Por lo tanto, los cerdos (y los minicerdos como opción separada) siempre han sido el candidato número uno para los xenotrasplantes. Paralelamente al cultivo de células humanas en el cuerpo de un cerdo, los biólogos están considerando otras posibilidades, por ejemplo, simplemente tomar y ocultar del sistema inmunológico humano aquellas proteínas en la superficie de las células de cerdo que causan la reacción más aguda. Este tipo de investigaciones se llevan a cabo desde hace mucho tiempo, por lo que los cerdos como candidatos para el trasplante de órganos no son nuevos.
Un nuevo experimento ha demostrado que existe una posibilidad y no es especulativa, ni siquiera una coincidencia increíble. Según los científicos, se implantaron 2.075 embriones en cerdos y 186 de ellos alcanzaron la madurez suficiente. Las células humanas fueron marcadas con una etiqueta especial en su ADN que les hace producir una proteína fluorescente, y 17 embriones maduros y sanos brillaron con confianza en la luz ultravioleta, demostrando a los científicos que definitivamente eran quimeras.
Desde este momento hasta los órganos en una incubadora viva pasan años, afirman los investigadores. Y no se trata sólo de que la proporción de células humanas en el cuerpo de la quimera sea demasiado pequeña. En cualquier caso, sería difícil para los científicos ver cómo crecen y qué sucede con las células en un cuerpo adulto.
Estamos mucho más cerca de los cerdos, principalmente en el tamaño de nuestros órganos. Por lo tanto, los cerdos siempre han sido el candidato número uno para los xenotrasplantes.
Las quimeras de ratones y ratas, criadas antes, vivieron una vida de ratón plena a los dos años. No hay razón para pensar que las quimeras entre humanos y cerdos hubieran problemas serios Problemas de salud que le impiden llegar a la madurez. No fueron problemas biológicos los que les impidieron nacer, sino éticos. Y tan grave que un equipo del Instituto Salk se vio obligado a realizar investigaciones con dinero privado, porque las normas de los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU., un análogo del Ministerio de Salud, que financia la mayor parte de la investigación biomédica en el país, prohíben gastar dinero en cualquier experimento con la introducción de células madre humanas en embriones animales.
¿Qué tiene de poco ético dar a luz a un cerdo con bazo humano? Nuestra incertidumbre sobre los resultados de tal experimento. Las proporciones de células de un embrión adulto no son las mismas que las del embrión. Y si las células porcinas prevalecen en una proporción de un millón a uno, no es tan aterrador como si las células humanas tomaran el control. Y nacerá una criatura, más parecida a una persona que a un cerdo, con cerebro humano, pero con deformidades provocadas por las circunstancias del experimento. Para que los médicos puedan salvar a la gente, parece que necesitan, entre otras cosas, más definición precisa humano - y una respuesta más precisa a la pregunta de dónde viene la gente.
El embrión es un híbrido de humano y cerdo. Biólogos de Estados Unidos, Japón y España introdujeron células madre humanas en un óvulo de cerdo. Los científicos llamaron quimera al embrión que creció en el útero de un animal, en honor a una criatura de la mitología antigua. En el futuro, estos estudios permitirán a los científicos cultivar órganos para trasplantes y estudiar la naturaleza. Enfermedades genéticas. Para que la investigación avance, los científicos no sólo deben demostrar la eficacia de los experimentos, sino también su ética.
¿Cuál es la esencia del experimento?
Un grupo de científicos estadounidenses del Instituto Salk de Investigaciones Biológicas de California introdujo células madre humanas en un embrión de cerdo en Etapa temprana desarrollo y lo colocó en el útero del animal. Un mes después, las células madre se convirtieron en embriones con los rudimentos del tejido humano: corazón, hígado y neuronas.
De los 2.075 embriones transferidos, 186 se desarrollaron hasta el día 28. Los embriones resultantes eran "extremadamente inestables", admiten los científicos, pero hasta ahora son el híbrido humano de mayor éxito. Los científicos escriben que la quimera resultante es un paso fundamental hacia la creación de embriones animales con órganos humanos funcionales.
Fuente: Prensa celular
El objetivo final es desarrollar órganos que sean funcionales y estén listos para el trasplante; estos experimentos son el primer paso hacia ello, escribe WP, citando a científicos de California.
Los resultados de un estudio similar se publican en el primer número de la revista Nature de 2017. Como se desprende de la publicación, un grupo de científicos de Japón y Estados Unidos logró hacer crecer un páncreas de ratón dentro de una rata y luego trasplantar el órgano productor de insulina a ratones diabéticos, lo que no provocó rechazo inmunológico. Esta fue la primera confirmación de que el trasplante de órganos entre especies es posible, escribe Nature.
¿Por qué es esto necesario?
El objetivo principal de los científicos es hacer crecer órganos humanos utilizando embriones de animales grandes. Según el Departamento de Salud de Estados Unidos, cada día mueren 22 personas esperando órganos para trasplante. Los científicos llevan mucho tiempo intentando cultivar tejidos artificiales fuera del cuerpo humano, pero los órganos que se desarrollan en una placa de Petri (el llamado recipiente para el cultivo de microorganismos) son muy diferentes de los que se desarrollan dentro de un organismo vivo.
La tecnología para el cultivo de órganos artificiales probablemente será similar a la del experimento con ratones y ratas, escribe The Washington Post. Las ratas que recibieron nuevas células como parte de los estudios descritos en Nature fueron modificadas genéticamente. No podían hacer crecer su propio páncreas, por lo que las células madre "llenaron el espacio vacío". Algunas de las glándulas que aparecían en ratas fueron trasplantadas a ratones enfermos. Después de la cirugía, los ratones vivieron con niveles saludables de glucosa durante un año, la mitad de su vida en términos humanos, escribe WP.
El estudio demostró que el trasplante entre especies no sólo es posible, sino también eficaz, comentó sobre los resultados el autor principal del estudio, Hiromitsu Nakauchi, de la Universidad de Stanford. Los científicos lograron "hacer crecer" el corazón y los ojos de la misma manera.
¿Cuáles son las dificultades?
Los científicos de California lograron los primeros resultados cuatro años después del inicio de la investigación. Según ellos, los cerdos son animales ideales para el experimento. Sus órganos son aproximadamente del mismo tamaño, pero crecen mucho más rápido que los humanos. EN más investigación El factor tiempo debería convertirse en el factor principal, admiten los investigadores.
"Hasta ahora, el número de células humanas en el embrión resultante es muy pequeño y todo el proceso tiene lugar en la etapa embrionaria temprana, por lo que es demasiado pronto para hablar de crear una quimera en toda regla", comentaron los colegas de Nakauchi sobre el resultado. En los embriones resultantes sólo había una célula humana por cada 100.000 células de cerdo (eficiencia 0,00001%). "Es suficiente alcanzar una eficiencia del 0,1% al 1% de las células", explicó a la BBC uno de los autores del estudio californiano.
Tras cuatro semanas de desarrollo, los científicos del Instituto Salk, por razones éticas, destruyeron los embriones resultantes para evitar que la quimera se desarrollara por completo. "Sólo queríamos responder a la pregunta de si las células humanas pueden adaptarse", explicó uno de los autores.
Cuestiones éticas
En 2015, los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. impusieron una moratoria a la financiación de investigaciones que implican el cruce de células humanas y animales. Dado que las células madre pueden desarrollarse en cualquier tejido humano, eventualmente podría crearse un animal con cerebro humano, creen algunos bioéticos. Otros señalan la violación de la “frontera simbólica” entre humanos y animales, escribe WP.
Los científicos californianos dicen que los temores en torno a las "quimeras" se parecen más a mitos que a experimentos controlados, pero admiten que la posibilidad de que un animal nazca con células humanas es preocupante.
En agosto, los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. permitieron que regresara la financiación para la investigación de quimeras. La organización propone permitir la introducción de células madre humanas en embriones en una fase temprana de desarrollo de animales grandes, a excepción de otros primates.
“Finalmente hemos podido demostrar que este método para crear órganos es posible y seguro. Espero que la gente entienda esto. Mucha gente piensa que esto es ciencia ficción, pero ahora se está convirtiendo en una realidad”, comentó Nakauchi sobre el posible levantamiento de la prohibición.
Daniil Sotnikov
Foto de vista previa: fotograma de la película “Quimera”
Foto de encabezado: WikiCommons
