Científicos logran dar vida a ratones tras crear óvulos con células masculinas

Diversos científicos crearon ratones con dos padres biológicamente hombres por primera vez, siendo esto un hito importante en el ámbito de la biología reproductiva.

El equipo, dirigido por Katsuhiko Hayashi, profesor de biología del genoma en la Universidad de Osaka en Japón, generó óvulos a partir de células de la piel de ratones macho que, cuando se implantaron en ratones hembra, produjeron crías sanas, según una investigación publicada el pasado 15 de marzo, en la revista Nature.

La investigación podría ampliar las posibilidades en futuros tratamientos de fertilidad, incluso para parejas del mismo sexo, y tal vez ayudar a prevenir la extinción de animales en peligro de extinción.

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

“Se espera que la aplicación en humanos tome mucho tiempo, tal vez 10 años o más. Incluso si se aplica, nunca sabemos si los huevos son lo suficientemente seguros para producir (un) bebé”, dijo Hayashi.

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Células de piel reprogramadas a partir de colas de ratones

Los científicos tomaron células de la piel de la cola de los ratones macho completamente desarrollados que contienen un cromosoma X y uno Y, como los seres humanos, y las convirtieron en células madre pluripotentes inducidas, un tipo de célula que los científicos reprogramaron, en un estado embrionario.

Este proceso que introduce genes específicos para crear células que imitan a las células madre embrionarias, fue iniciado por el científico Shinya Yamanaka, ganador del Premio Nobel.

Cuando las iPSC se cultivan en el laboratorio, algunas pierden espontáneamente el cromosoma Y, que no es esencial para el crecimiento de este tipo particular de células, generando células "XO", explicó Hayashi.

Los investigadores cultivaron las células XO y descubrieron que algunas células desarrollaron dos cromosomas X como resultado de errores en la división celular, lo que las convirtió en cromosómicamente femeninas. El tratamiento de las células XO con un compuesto llamado reversina aumentó la cantidad de células XX, encontraron los investigadores.

A partir de ahí, el equipo convirtió las células XX en células germinales primordiales, las precursoras de los óvulos y los espermatozoides, que posteriormente fueron programadas con las señales para convertirlas en óvulos. Una vez fertilizados con esperma e implantados en el útero de un ratón, los óvulos generaron descendencia viva.

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“Este estudio es particularmente bueno porque aprovecha los errores que se sabe que ocurren durante el cultivo de células XY, lo que conduce a la pérdida del cromosoma Y y la subsiguiente ganancia de un segundo cromosoma X, lo que da como resultado células XX que son capaces de generar células vivas. descendencia”, dijo Rod Mitchell, profesor de endocrinología del desarrollo en el Centro MRC para la Salud Reproductiva de la Universidad de Edimburgo en Escocia, en un comunicado. No participó en la investigación.

“Sin embargo, su aplicación potencial para humanos (por ejemplo, para parejas del mismo sexo) aún está por verse. En el estudio con ratones, muy pocos de los embriones generados con células de ratón dieron como resultado crías vivas y los pasos finales necesarios para convertir las células germinales en óvulos no se han reproducido de manera confiable con células humanas”, agregó Mitchell, quien también es consultor endocrinólogo pediátrico en el Royal Hospital for Children and Young People de Edimburgo.

Solo 7 de 630 embriones de ratón implantados dieron lugar a crías de ratón. Hayashi dijo que esta baja tasa de éxito, alrededor del 1%, no se debió al proceso de conversión de los cromosomas sexuales, sino a la realidad de que las células cultivadas en un laboratorio suelen ser inferiores a las de un animal vivo.

“Esto se debe a la condición subóptima del sistema de cultivo. Especialmente, si el período de cultivo es largo (en este caso, de 5 a 6 semanas), el potencial celular se ve comprometido”, dijo Hayashi por correo electrónico.

¿Qué es lo que sigue?

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

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

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

Glenn Cohen, profesor de derecho James A. Attwood y Leslie Williams en la Facultad de Derecho de Harvard, dijo que el trabajo plantea cuestiones éticas y legales espinosas sobre las que la sociedad debe comenzar a pensar.

Estos problemas incluyen el cultivo de embriones (producir cientos de embriones para elegir el mejor) y el uso no autorizado de las células de una persona.

“¿Qué pasa con todos los embriones creados, pero no utilizados? ¿Viola normas éticas de respeto crear tantas vidas humanas potenciales sabiendo que la gran mayoría será destruida o almacenada indefinidamente?”. dijo Cohen, quien también es el director de la facultad del Centro Petrie-Flom de Derecho de Salud, Política, Biotecnología y Bioética de Harvard Law.

“En el caso más extremo, imagine a un individuo que usa células de piel mudadas que Brad Pitt dejó en una bañera, por ejemplo, para derivar espermatozoides u óvulos con el fin de reproducirse”, agregó.

¿Se podrá salvar animales de la extinción?

La técnica es prometedora para la conservación de especies en peligro de extinción, aunque no se sabe si el proceso en ratones que resultó en la pérdida espontánea de un cromosoma Y y la duplicación del cromosoma X ocurriría en otras especies de mamíferos, dijo Mike McGrew, presidente personal de Avian. Tecnologías reproductivas en el Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo.

“Este es un hallazgo muy emocionante para la conservación de especies”, dijo por correo electrónico. “Se podría imaginar que los muchos 'biobancos' que se están estableciendo para capturar la diversidad genética almacenada para especies de animales en peligro de extinción. Por casualidad, las células masculinas solo o predominantemente pueden conservarse para algunas especies”.

Las técnicas desarrolladas por Hayashi podrían ayudar al programa de reproducción del rinoceronte blanco del norte, explicó Thomas Hildebrandt, profesor y catedrático de Medicina de la Reproducción de la Vida Silvestre en la Freie Universität Berlin y director de gestión de la reproducción en el Instituto Leibniz para la Investigación del Zoológico y la Vida Silvestre.

Solo quedan dos animales de la especie en el mundo, y ambos son hembras. Hildebrandt está intentando criar artificialmente a los animales con esperma y muestras de tejido tomadas de contrapartes masculinas ahora fallecidas.

“Es una tecnología para el mañana, pero tenemos la opción de crear una población genéticamente sólida. Esto solo es posible con este enfoque de células madre”, comentó Hildebrandt.

jvl