DOSSIER:
1. Abierta la Caja de Pandora: primeros embriones mezcla de humanos y monos
Pablo Javier Piacente
Embriones quiméricos mezcla de humanos y monos han sido desarrollados en laboratorio y sobrevivido 20 días, un gran avance para resolver misterios biológicos que hace saltar por los aires la Caja de Pandora de la manipulación genética.
Científicos del Instituto Salk de Estados Unidos, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming, en China, de la Universidad Católica San Antonio de Murcia, en España, y de la Universidad de Texas en Estados Unidos, lograron inyectar células madre humanas en embriones de primates. De esta forma, los investigadores liderados por el español Juan Carlos Izpisúa Belmonte pudieron concretar el desarrollo de «embriones quiméricos» de humanos-mono durante 20 días de crecimiento. Podrían ser útiles para entender múltiples enfermedades humanas.
A pesar de los dilemas éticos que están relacionados con el tema de la investigación, el estudio tiene el potencial de proporcionar nuevos conocimientos sobre la biología del desarrollo y la evolución. También tiene amplias aplicaciones en cuanto a la comprensión de diferentes enfermedades que afectan al ser humano. La investigación fue publicada recientemente en la revista Cell.
Según una nota de prensa, los denominados «organismos o embriones quiméricos» contienen células de dos o más especies. De acuerdo a los científicos, además de las aplicaciones mencionadas previamente también permitirían abordar la grave escasez de órganos de donantes. En líneas generales, podrían convertirse en una herramienta revolucionaria en el campo de la investigación biomédica y la medicina regenerativa.
Al principio y al final de la vida
Para Izpisúa Belmonte, «los embriones y organismos quiméricos tienen el potencial de concretar un gran avance en la investigación en biología y medicina, no solo en la etapa más temprana de la vida, sino también en la fase final de la existencia», remarcó. El científico indicó que un aprovechamiento integral de este nuevo enfoque podría abarcar tanto el desarrollo humano temprano como la progresión de la enfermedad y el envejecimiento.
En 2017, Izpisúa Belmonte y su equipo habían logrado incorporar células humanas en tejido de cerdo en etapa temprana. Sin embargo, los 90 millones de años de distancia evolutiva entre ambas especies provocaron que los resultados no fueran los esperados: la contribución de las células humanas fue muy escasa. A partir de esta experiencia, los investigadores se pusieron como objetivo desarrollar un embrión quimérico con una especie más cercana al ser humano, como los monos.
En el nuevo estudio, los científicos observaron que las células madre humanas sobrevivieron y se integraron con una mayor eficiencia que en los experimentos anteriores en tejido porcino. El embrión humano-mono se desarrolló en parte debido al progreso obtenido en cuanto a la identificación de las vías de comunicación molecular entre las células de las dos especies.
Embriones híbridos y trasplantes
¿Cómo se llevó adelante el trabajo? En términos concretos, los especialistas etiquetaron células madre pluripotentes humanas, o sea aquellas que son capaces de convertirse en todos los tipos de células del cuerpo, con una proteína fluorescente. Posteriormente, insertaron estas células madre marcadas en embriones de monos macacos en placas de Petri.
Analizando los resultados obtenidos, los investigadores pudieron verificar que el tejido del embrión quimérico había desarrollado diferentes características genéticas y moleculares con respecto a las estructuras de cada especie por separado. Cuando esta «alianza» pueda ser comprendida en profundidad, los organismos quiméricos que contienen células humanas podrían utilizarse para generar órganos para trasplantes, por ejemplo en especies hospedadoras con una mayor distancia evolutiva con el ser humano.
Con respecto al debate ético desencadenado por este desarrollo, que ha hecho saltar por los aires la Caja de Pandora de las posibilidades de la manipulación genética, Izpisúa Belmonte aclara a la revista Time: «No vamos a utilizar monos para crear órganos humanos dentro de los monos».
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Referencia
Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo. Juan Carlos Izpisúa Belmonte, Weizhi Ji, Tianqing Li, Concepcion Rodriguez Esteban, Yuyu Niu et al. Cell (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.020
Foto de portada: Usando tinciones o coloraciones fluorescentes, los investigadores pueden visualizar células de diferentes orígenes de especies en un embrión en etapa temprana. Crédito: Weizhi Ji, Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming.
Video y podcast: editados por Pablo Javier Piacente en base a elementos y fuentes libres de derechos de autor.
Música video y podcast: John_Sib en Pixabay Music.
Fuente:
2. Crean por primera vez embriones quiméricos de mono y humano y los mantienen vivos por 19 días
Para los investigadores, es un paso más hacia la creación de tejidos y órganos funcionales que podrían ser trasplantados, para así resolver el problema de la escasez de donaciones.
Weizhi Ji, Kunming University of Science and Technology
Un equipo internacional de científicos aportó un nuevo ejemplo de la integración de células humanas con tejido animal, al crear por primera vez embriones quiméricos de macaco y humano, en un intento de entender cómo se desarrollan y se integran nuestras células y de qué manera interactúan entre sí las células de diferentes especies.
El estudio fue publicado este jueves en la revista Cell. Los investigadores cultivaron los embriones durante un tiempo récord, de 19 días a partir de la inyección de las células madre humanas, y descubrieron que estas sobrevivieron y se integraron con mayor eficacia relativa que en experimentos anteriores con tejido porcino.
"Este tipo de investigación es importante para desarrollar conocimientos sobre la comunicación celular y el desarrollo biológico durante la embriogénesis y la evolución, así como para una variedad de aplicaciones de investigación y medicina regenerativa", explicó a SINC el bioquímico español y autor principal del estudio Juan Carlos Izpisúa Belmonte, del Instituto Salk de Ciencias Biológicas (EE.UU.).
Según Izpisúa Belmonte, los estudios de este tipo podrían hacer posible la cultivación de "tejidos humanos de sustitución, como los del corazón y riñones", y servir para "probar potenciales medicamentos para enfermedades humanas, con más precisión que en los modelos animales, o entender el envejecimiento".
En fin, aprender a cultivar las células de una determinada especie dentro del organismo de otra diferente, ofrecería a los científicos una poderosa herramienta para hacer grandes avances en la investigación y la medicina, y en el futuro podría resolver el problema de la escasa donación de órganos frente a necesidades críticas de los pacientes.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), anualmente se realizan en el mundo más de 130.000 trasplantes de órganos sólidos, y aunque la cifra pueda parecer impresionante, esa cantidad solo cubre menos del 10 % de las necesidades.
"Como no podemos realizar ciertos tipos de experimentos en humanos, es esencial que tengamos mejores modelos para estudiar y comprender con mayor precisión las enfermedades humanas en condiciones 'in vivo'", señaló Izpisúa Belmonte a SINC.
En cuanto al dilema ético, que siempre rodea todo lo relacionado con las quimeras, el investigador español aseguró que en su trabajo siguen "todas las normas éticas, legales y sociales vigentes", que además pasan por la revisión y aprobación de "todos los comités pertinentes".
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Fuente:
https://actualidad.rt.com/actualidad/389494-embriones-quimericos-mono-humano
3. Científicos de China y EE UU generan embriones quiméricos humano-mono
Juan Carlos Izpisúa ha vuelto a hacerlo. Como ya avanzó en 2019, su equipo ha inyectado células madre de personas en embriones de primates para desarrollar nuevos modelos de enfermedades humanas y generar órganos trasplantables. Este ambicioso experimento no solo plantea problemas biológicos, sino también éticos.
Verónica Fuentes
15/4/2021 17:00 CEST
Referencia a ‘la creación de Adán’, de Michelangelo. La imagen muestra una mano humana y una mano de mono que se acercan a un blastocisto humano-mono de quimera. / Ivan D. Gromicho (KAUST)
En biología, el término quimera se refiere a aquellos animales generados al mezclar células embrionarias de dos individuos distintos, de la misma o distinta especie. En los últimos años, la formación de quimeras interespecie ha supuesto una estrategia prometedora para diversas aplicaciones de medicina regenerativa, incluida la generación de órganos y tejidos para trasplantes.
Ahora, científicos de China y EE UU han inyectado células madre humanas en embriones de primates y han podido cultivar estos embriones quiméricos durante un periodo de tiempo considerable: hasta 20 días. El trabajo, publicado en la revista Cell, tiene implicaciones para el desarrollo de nuevos modelos de biología y enfermedades humanas.
“Este tipo de investigación es importante para desarrollar conocimientos sobre la comunicación celular y el desarrollo biológico durante la embriogénesis y la evolución, así como para una variedad de aplicaciones de investigación y medicina regenerativa”, explica a SINC Juan Carlos Izpisúa Belmonte, investigador del Instituto Salk de Ciencias Biológicas y autor principal del estudio.
Estos estudios podrían dar lugar a la posibilidad de cultivar tejidos humanos de sustitución, como los del corazón y riñones. También probar medicamentos candidatos para enfermedades humanas con más precisión que los modelos animales, o entender el envejecimiento. Juan Carlos Izpisúa Belmonte 
El especialista español enfatiza la importancia de este tipo de estudios: “Como no podemos realizar ciertos tipos de experimentos en humanos, es esencial que tengamos mejores modelos para estudiar y comprender con mayor precisión las enfermedades humanas en condiciones in vivo”.
“Por ejemplo, algún día podría dar lugar a la posibilidad de cultivar tejidos humanos de sustitución, como los del corazón y los riñones. También ayudar a probar medicamentos candidatos para enfermedades humanas con más precisión que los modelos animales tradicionales, o entender procesos como el envejecimiento, el principal factor de riesgo en alzhéimer, enfermedades cardíacas o cáncer”, añade.
Para Josep M. Canals, experto en células madre y medicina regenerativa de la Universidad de Barcelona (UBNeuro) que no ha participado en el estudio de Izpisúa, “el modelo utilizado de quimeras humano-mono muestra diferencias en las primeras fases del desarrollo entre estas dos especies. Este tipo de aproximaciones abre un fascinante campo de investigación que puede explicar las diferencias y especificidades del inicio del desarrollo humano”.
Pero, a pesar de su relevancia, “estos modelos raramente llegarán a proveer de soluciones terapéuticas mediante el trasplante de órganos desarrollados por estas quimeras, aunque los autores apunten a esta posibilidad”, puntualiza a SINC Canals.
El primer paso se dio en 2019
El avance que hizo posible el estudio actual se produjo en 2019, cuando el equipo de Izpisúa Belmonte —en colaboración con Weizhi Ji, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming, en Yunnan (China), también autor del nuevo trabajo— generó una tecnología que permitía a los embriones de macaco permanecer vivos y crecer fuera del cuerpo durante un periodo de tiempo prolongado, pero que “no incluyó quimeras, es decir, células de más de una especie”, enfatiza el investigador español.
Sin embargo, en el estudio actual se inyectó a cada uno de los embriones de mono (que se encontraban en la fase de blastocisto, es decir, con seis días de desarrollo) 25 células humanas. Las células procedían de una línea celular pluripotente inducida conocida como células madre pluripotentes extendidas, que tienen el potencial de contribuir tanto a los tejidos embrionarios como a los extraembrionarios.
Al cabo de un día, se detectaron células humanas en 132 embriones. A los 10 días, 103 de los embriones quiméricos seguían desarrollándose. La supervivencia pronto empezó a disminuir y, en el día 19, solo tres quimeras seguían vivas. No obstante, los autores destacan que el porcentaje de células humanas en los embriones se mantuvo alto durante todo el tiempo que siguieron creciendo.
A cada uno de los embriones de mono se les inyectó 25 células humanas. Al cabo de un día, se detectaron células humanas en 132 embriones. A los 10 días, 103 de los embriones quiméricos seguían desarrollándose. En el día 19, solo tres quimeras seguían vivas
“Históricamente, la generación de quimeras entre humanos y animales ha soportado una baja eficiencia e integración de las células humanas en la especie huésped”, afirma Izpisúa Belmonte.
“La creación de una quimera entre un humano y un primate no humano —una especie más estrechamente relacionada con nosotros que todas las especies utilizadas anteriormente, como el ratón o el cerdo— facilitará el mejor conocimiento sobre si existen barreras impuestas por la evolución para la generación de dichas quimeras y si hay algún medio para superarlas”, continúa.
Con todo, hay que tener en cuenta que “todos los experimentos de este artículo se han ejecutado en el laboratorio y no se ha realizado ninguna implantación en animales para un desarrollo de tejidos u órganos más allá de las primeras fases embrionarias. Por tanto, no se sabe si esto sería científicamente posible y si estas quimeras podrían desarrollarse a estadios más complejos”, aclara Canals.
Eso sí, insiste, “las diferencias que se muestran a escala celular entre las dos especies apuntan a que un desarrollo a estadios posteriores no sería viable. Y la implantación de estos preembriones en úteros que hoy en día la legislación no permite, tendría consideraciones ético-científicas muy relevantes”.
Blastocisto de quimera. / Weizhi Ji, Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming (China)
Los dilemas éticos de esta técnica
Además de estos conceptos puramente técnicos, este trabajo no está exento de problemas éticos. En un artículo relacionado, publicado también en la revista Cell, se exponen las posibles consideraciones sobre la generación de quimeras de primates humanos y no humanos.
“La medicina necesita mejores modelos para comprender la biología y las enfermedades humanas y realizar en ellos experimentos que serían éticamente problemáticos en humanos”, indican los autores. “Pero a medida que desarrollamos nuevos modelos vivos que se aproximan más a los humanos, nos acercamos a los mismos problemas éticos que intentamos evitar”.
Además de los problemas técnicos, este trabajo no está exento de dilemas éticos. En un artículo relacionado, publicado también en Cell, se exponen las posibles consideraciones sobre la generación de quimeras de primates humanos y no humanos
Según Canals, “como en todo trabajo realizado con células madre pluripotentes humanas, las consideraciones éticas vienen determinadas por su potencial de generar un ser humano cuando se desarrolla en el contexto de gestación dentro del útero de una mujer”.
“En este artículo van un paso más allá, mezclando células humanas con preembriones de mono. Pero en ningún caso se implantan estos preembriones en el útero de monos gestantes para llevar el desarrollo más allá de la pura investigación en laboratorio: los estudios quedan circunscritos al ámbito de la investigación”, especifica.
Eso sí, hay que tener en cuenta que este es el primer artículo que muestra la posibilidad de hacer quimeras humano-mono y, por tanto, abre la puerta a posibles estudios que vayan más allá en el desarrollo de las quimeras en países donde los controles éticos en la investigación no sean tan estrictos.
“De realizarse estudios de implantación de estas quimeras en úteros gestantes, las complicaciones éticas serían muy graves por la generación de posibles especies de primates nuevas que podría tener consecuencias inesperadas e incontrolables”, vaticina Canals.
La gente está preocupada por la investigación sobre quimeras, lo cual es comprensible. Es nuestra responsabilidad como científicos seguir todas las normas éticas, legales y sociales vigentes. Todo nuestro trabajo se rige siempre por estas pautas y se someterá a la revisión de los comités pertinentes. Juan Carlos Izpisúa Belmonte Izpisúa Belmonte defiende así su trabajo: “Antes de comenzar se realizaron consultas y revisiones éticas tanto a escala institucional como a través de la divulgación a bioeticistas no afiliados y con experiencia en políticas estatales y nacionales en esta área de investigación. Este proceso ayudó a guiar nuestros experimentos, que se centraron por completo en los embriones quiméricos ex vivo”.
“La gente está preocupada por la investigación sobre quimeras, lo cual es comprensible. Es nuestra responsabilidad como científicos trabajar de forma reflexiva, siguiendo todas las normas éticas, legales y sociales vigentes. Todo nuestro trabajo se rige siempre por estas pautas y se someterá a la revisión y aprobación de todos los comités pertinentes”, concluye.
Quimeras entre especies desde 1970
Las quimeras interespecíficas en mamíferos se realizan desde la década de 1970, cuando se generaron en roedores y se utilizaron para estudiar los primeros procesos de desarrollo.
En 2017, el equipo de Izpisúa Belmonte creó embriones quiméricos entre humano y cerdo con células madre de seres humanos, lo que supuso un primer paso para la incubación de órganos humanos en animales con el objetivo de usarlos en trasplantes y medicina regenerativa. Previamente los mismos expertos desarrollaron un ratón con órganos de rata.
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Referencia:
Tan et al.: Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo. Cell
Fuente: SINC
Derechos: Creative Commons.
