Logran fabricar órganos humanos en cerdos

Una investigación crea los primeros embriones mezcla de cerdos y humanos. Estas quimeras podrían servir para fabricar órganos humanos en animales en el futuro.

Los embriones de cerdo que habían sido inyectados con células madre humanas cuando tenían sólo unos días de edad comenzaron a crecer órganos que contienen células humanas, informaron científicos, un avance que promete, o amenaza, acercar la producción rutinaria de criaturas que son parte humanos y parte algo más.

No se permitió que estas “quimeras” de cerdo-humano se desarrollaran más allá de la etapa fetal, pero el experimento sugiere que estas creaciones podrían ser usadas para hacer crecer completamente órganos humanos para trasplante, aliviando la fatal escasez de órganos: 120.000 personas en los Estados Unidos están esperando por trasplantes salvavidas, pero cada día dos docenas mueren antes de que los consigan.

Las quimeras de humano-cerdo también se podrían utilizar para la investigación en el desarrollo prenatal y para probar drogas experimentales.

Un pulmón humano en un cerdo podría mostrar con mayor precisión el efecto de un compuesto destinado a tratar, digamos, la fibrosis quística, que los animales de laboratorio actuales.

“¿Qué pasaría si células madre humanas se implantaran en el embrión temprano de un animal grande, no un ratón o una rata?”, Dijo el Dr. Sean Wu, de la Universidad de Stanford, que estudia las cardiopatías congénitas. “Ahora tenemos la primera respuesta: Usted puede obtener algunas células humanas, aunque no muchas. Es un logro tremendo “.

Pero es una de las preguntas que los bioeticistas han advertido durante al menos una docena de años, ya que los avances en la biología de las células madre facilitaron la producción de quimeras.

Algunos críticos piensan que la creación de “formas intermedias” de vida “denigra la dignidad humana y desdibuja la línea divisoria entre lo humano y lo que no lo es, especialmente si cree que fuimos creados a imagen de Dios”, dijo el bioético y jurista Hank Greely de Stanford.

Gran parte del enfoque bioético se ha centrado en lo que sucedería si un animal tuviera suficientes células cerebrales humanas para pensar y sentirse como una persona, pero una persona dentro del cuerpo de un mono, cerdo, rata o ratón.

Eso y otras preocupaciones llevaron a los Institutos Nacionales de Salud en EE.UU. a anunciar en 2015 que no financiarían experimentos que pusieran células madre pluripotentes humanas, con capacidad para transformarse en casi cualquier tipo de tejido u órgano, en embriones de otros animales.

Así fue como se creó la quimera humano-cerdo, con financiación en gran parte de fundaciones.

El NIH propuso levantar esa moratoria el pasado mes de agosto, requiriendo supervisión adicional de los experimentos quiméricos y prohibiendo el uso de células humanas para crear quimeras.

Pero la propuesta no se finalizó antes del inicio de la administración Trump, que esta semana dirigió a las agencias federales a no emitir directrices u reglamentos finales sobre ningún tema, por lo que la prohibición de 2015 está vigente.

Eso no tiene ningún efecto en los experimentos apoyados con dinero privado o estatal.

Pero un proyecto de ley presentado en EE.UU. prohibiría la investigación quimera, con penas de hasta 1 millón de dólares y 10 años de prisión.

Solo hay conjeturas en cuanto a lo que la nueva administración piensa sobre las quimeras.

Es probable que los políticos tengan mucho tiempo para determinar su posición.

Los intentos de quimeras de cerdo humano fracasaron con más frecuencia de los que tuvieron éxito. E incluso los éxitos llevaban muy pocas células humanas.

“La contribución humana en general fue muy baja, con lo que estimamos es menos de 1 célula humana por 100.000 células de cerdo”, y ninguna célula humana en el cerebro de las quimeras, dice el biólogo Jun Wu del Instituto Salk de Estudios Biológicos, autor principal del artículo.

En el mismo artículo, científicos, que trabajaban bajo Juan Carlos Izpisua Belmonte, de Salk, informaron haber hecho también quimeras de rata-ratón.

Inyectar células madre pluripotentes de rata en embriones de ratón produjo quimeras de ratón de rata.

A los 2 años, los ratones tenían algunas células de rata en su riñón, pulmón, páncreas, hígado y cerebro. El corazón tenía la mayoría de las células de rata, 10 por ciento.

El crédito por eso probablemente va a CRISPR, la poderosa nueva tecnología de edición de genomas.

“Para enriquecer las células del donante en el huésped, es necesario desactivar el programa genético en el embrión huésped que da lugar a un órgano en particular”, dijo Wu Salk.

Él y sus colegas, por lo tanto, utilizan CRISPR para eliminar, en huevos de ratón fertilizado, por lo menos un gen crucial para el desarrollo de un órgano en particular, como el corazón.

Luego, cuando se inyectan las células madre de rata, las que se destinan a convertirse en células cardiacas tuvieron menos competencia y las células de ratón fueron superadas para formar el órgano particular, incluyendo corazón, los ojos y el páncreas.

El equipo de Salk no reportó usar CRISPR en las quimeras de cerdo humano para ayudar a los cerdos a desarrollar órganos más parecidos a los humanos. Pero esos experimentos están en marcha, dijo Wu.

La misma técnica, inyectar células madre pluripotentes en embriones tempranos, fracasó con otras combinaciones: los científicos no pudieron crear quimeras de cerdo de rata, y aunque produjeron embriones quiméricos de vaca humana, no los transfirieron a vacas para convertirse en fetos.
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Y las quimeras de cerdo humano resultaron mucho más difíciles de crear de lo que esperaban los científicos, tardando cuatro años en lugar de lo esperado.

Primero crearon “células madre pluripotentes inducidas” retrocediendo el calendario de células adultas hasta que eran embrionarias.

Wu y su equipo inyectaron entre tres y diez de las células madre pluripotentes humanas en 1.506 embriones de cerdo, cada uno con unos días de antigüedad.

Después de cultivar los embriones en platos durante unos días, los científicos los transfirieron a 41 cerdas madre de alquiler, 30 a 50 embriones cada una.

Debido a que las directrices éticas aconsejan no permitir que las quimeras se desarrollen por completo, los científicos recogieron los 186 embriones supervivientes después de 21 a 28 días. Los cerdos tienen un período de gestación de 114 días.

Esa es una tasa de éxito baja. Pero la clonación que condujo a la creación de Dolly, la oveja, en 1996 también fracasó con mucha más frecuencia y ahora el ganado vacuno, las ovejas, los cerdos y algunos animales domésticos se clonan rutinariamente.

Si el matrimonio de las células madre y CRISPR sigue un camino similar, puede que no pase mucho antes de que los cerdos tengan suficiente Homo sapiens en ellos no sólo para crecer corazones humanos, pulmones, hígados y riñones para trasplante sino también para modelar enfermedades humanas más de cerca que lo que los animales de laboratorio actuales hacen y para probar medicamentos experimentales.

Para que eso suceda, por supuesto, las quimeras tendrán que gestarse completamente, nacer y crecer.

De las quimeras humano-cerdo, las que tenían más células humanas eran las más subdesarrolladas; aquellas con el menor número parecían estar desarrollándose más normalmente.

“Mucha gente no es optimista de que puedan ocurrir nacimientos de quimeras cuando las dos especies están tan separadas evolutivamente”, dijo Wu.

Los cerdos y los seres humanos compartieron un antepasado común hace 96 millones de años.

Ha habido un mayor progreso en la creación de quimeras de animales más estrechamente relacionados.

Los científicos que habían creado quimeras de ratón-rata, también comenzando con células madre pluripotentes de ratón y huevos de rata fertilizados, en las que los páncreas eran lo suficientemente parecidos a los de ratones, las células de ellos fueron trasplantadas a ratones con diabetes, produjeron insulina y revertieron la enfermedad.

Cualquier órgano humano que crezca en quimeras que los científicos quieran trasplantar o simplemente estudiar tendrá que ser muy humano.

No está claro si el uso de CRISPR para eliminar los genes implicados en la toma de órgano del animal de acogida será suficiente.

Sin embargo, hacer quimeras con órganos humanos cuyo desarrollo se pueda estudiar tiene más probabilidades de tener éxito que la técnica que los investigadores han estado intentando desde hace años: persuadir a las células madre que crezcan en los platos de laboratorio para convertirse en tejidos y órganos tridimensionales y funcionales.

“Las quimeras que involucran células humanas pueden proporcionar una ventana única en el desarrollo humano”, dijo Paul Knoepfler, biólogo de células madre de la Universidad de California, Davis.

Con las quimeras, añadió Wu, “podríamos tener la oportunidad de ver cómo se desarrollan las células humanas, cómo se forman los órganos y cómo las mutaciones pueden causar [malformaciones tan graves] que haya un aborto”.

Él y otros científicos se preguntaron cuánto tiempo, o incluso si alguna vez, las quimeras servirían como fuentes para los órganos humanos.

“Es poco probable que las células humanas se comporten normalmente dentro de una quimera”, dijo Knoepfler.

Las células de la especie huésped son mucho más frecuentes, proporcionando el suministro de sangre y tejido conectivo, por ejemplo.

“Las probabilidades están en contra de que funcione en cualquier momento pronto”, dijo, “o posiblemente en absoluto.”

Y si funciona? Knoepfler dijo que una quimera que es lo suficientemente humana como para tener órganos transplantados también podría tener “demasiadas” células humanas en su cerebro.

“¿Cuántas células humanas son ‘demasiadas’ en el cerebro de una quimera? ¿Cuántas células humanas son demasiadas en una quimera en general? “, preguntó. Nadie lo sabe realmente.

Greely de Stanford predice que las preocupaciones éticas disminuirán.

“En la bioética norteamericana, ‘curas’ es la carta de triunfo”, dijo. “Tú juegas, diciendo que las quimeras proveerán órganos transplantados a pacientes moribundos y, políticamente, casi siempre ganas”.

Fuente: Mashable