Padres ratones del mismo sexo dan a luz mediante la técnica de edición del genoma

LAS AVES PUEDEN, Las abejas pueden— y hasta los ratones de laboratorio pueden. Pero cuando de ciencia se trata, para crear una nueva vida no siempre es necesario un macho y una hembra.

Gracias a la edición del genoma y a las células madre, los investigadores de China ayudaron a estos ratones del mismo sexo a dar a luz a sus crías. Aunque esto ya se había logrado anteriormente con ratones hembra, es la primera vez que las crías de ratones macho completan todo el periodo de gestación.

A esta tecnología aún le falta mucho para dar el gran paso y aplicarse a humanos. Las crías de dos hembras fueron sanas y dieron a luz a sus propios bebés, pero las crías de dos machos murieron muy poco después de nacer. De las 12, solo dos sobrevivieron más de 48 horas.

Sin embargo, el nuevo estudio publicado en la revista Cell Stem Cell es un prometedor avance hacia un mejor conocimiento de las barreras que impiden la unión genética entre individios del mismo sexo. Asimismo, el trabajo plantea una serie de inquietudes éticas entre los expertos: la principal es la salud de las futuras crías.

"Cuando se hace una modificación genética, te puedes encontrar con algunos efectos secundarios imprevistos. Puedes alterar otras secuencias que no querías alterar”, afirma Azim Surani, biólogo de desarrollo de la Universidad de Cambridge, quien no estuvo involucrado en el estudio. Estos cambios en el genoma se transmiten de generación en generación, junto a los potenciales efectos secundarios negativos.

En este momento, los investigadores no tienen como objetivo trasladar los resultados a los humanos, pero no es una imposibilidad: “No podemos afirmar que esta técnica no se vaya a usar nunca en humanos”, señala por correo electrónico Wei Li, autor principal de la Academia de Ciencias china.

“Realmente vamos a tener que reflexionar, como sociedad, sobre cuál debiera ser el límite en este tipo de investigación”, señala Sonia Suter, profesora de derecho de la Universidad George Washington, quien se especializa en bioética y política sanitaria.

Paternidad precedente

El nuevo estudio es uno de los tantos trabajos que buscan sortear una cuestión denominada impronta genómica o sellado genómico. En seres humanos, los genes están agrupados en 23 pares de cromosomas—se hereda un juego de la madre y otro del padre. Sin embargo, muchas criaturas no se desarrollan bajo la misma configuración. Un grupo selecto de vertebrados puede tener bebés sin el aporte genético de un macho—algunos tipos de lagartijas, ranas y hasta peces pueden dar a luz sin padres macho. A menudo, esta partenogénesis es propiciada por el cautiverio.

Pero no es el caso de los mamíferos con placenta, el disco de tejido que ayuda a facilitar el intercambio de nutrientes y desechos entre la madre y el bebé.

"Hay una barrera, y esa barrera se llama impronta genómica", explica Surani. La impronta genómica sucede durante el desarrollo del esperma y del óvulo, cuando las “etiquetas” se adhieren a los cromosomas e influencian la función genética. Por alguna razón, el conjunto de etiquetas de cada progenitor es diferente en lo que respecta a los cromosomas. Algunos genes necesitan ser activos en el ADN de la madre, y otros tienen que ser activos en el ADN del padre.

Se desconoce por qué este proceso ocurre en mamíferos placentarios, cuenta Surani, quien descubrió el curioso fenómeno en 1984. Un pensamiento general es que estas etiquetas ayudan a balancear el desarrollo embrionario. Pero hace hincapié en que los científicos han barajado muchas explicaciones.

"No lo sabemos", señala.

Creando un ratón bimaternal

Para el último trabajo, los científicos se ampararon en lo que se conoce como células madre embrionarias haploides. Estas células solo tienen un único juego de cromosomas y se cultivan del esperma o de las células del óvulo, reduciendo el número de etiquetas genéticas problemáticas.

Los investigadores utilizaron las "tijeras moleculares" conocidas como CRISPR-Cas9 para quitar segmentos conocidos por resultar ser problemáticos para la impronta genómica. En el caso de las parejas de ratón hembra, tuvieron que borrar tres ubicaciones para obtener crías sanas. En el caso de las parejas de ratón macho, tuvieron que recortar siete regiones.

Los siguientes pasos para los ratones hembra fueron relativamemente sencillos: Los investigadores transfirieron las células madre alteradas a un óvulo inmaduro e inalterado, que, a esa altura, parecía una medusa sin tentáculos gracias a que estaba recubierto por una capa protectora gelatinosa, cuenta por correo electrónico Baoyang Hu, autor principal del estudio. Luego, los investigadores insertaron el óvulo en un ratón hembra sustituto para su desarrollo.

El procedimiento en los machos fue un poco más complicado.

“Para hacer un individuo, necesitas un óvulo; los machos no tienen óvulos”, señala Richard Behringer, biólogo de desarrollo de la Universidad de Texas, quien no estuvo involucrado en el estudio. Por lo tanto, el equipo inyectó esperma y las células madre embrionarias haploides en un óvulo inmaduro despojado de su núcleo, aquella parte de la célula que transporta la mayor cantidad de información genética.

En un principio, los investigadores encontraron que, al insertar este óvulo modificado en un útero, este no crecía. Tenían que estimular su crecimiento fuera del útero antes de insertar a las crías en desarrollo dentro del sustituto.

En cierto modo, esperaban toparse con esta dificultad. Machos dando a luz sin el aporte de una hembra es extremadamente extraño en la naturaleza, menciona Zhikun Li, primer autor. "Antes de comenzar con nuestro trabajo, no sabíamos si la reproducción bipaternal podía realizarse o no", escribe en un correo electrónico.

"Un gran interrogante ético"

Esta no es la primera vez que dos ratones hembra dan a luz a una cría. En 2004, los investigadores anunciaron el nacimiento de los primeros ratones hijos de un dúo maternal que habían sido creados utilizando una técnica de edición del genoma similar.

“Pero fueron más allá”, dijo Monika Ward de la Universidad de Hawái sobre el nuevo estudio. El equipo chino no solo intentó perfeccionar el método utilizando células madre embrionarias haploides y aplicándoselas a las crías de los machos, sino que también intentó diseccionar los impactos de remover varias regiones de la impronta, cuenta Ward.

En el caso de las crías de las hembras, el recorte de la tercera región permitió a las crías crecer a una velocidad normal. En el caso de las crías de los machos, borrar la séptima región de la impronta les permitió a los bebés desarrollarse durante todo su periodo gestacional y redujo los problemas inflamatorios y respiratorios que surgían con solo seis eliminaciones genéticas.

En general, los investigadores que revisaron el informe elogiaron la rigurosidad del trabajo. "No puedo imaginar pedirles más", dice Behringer. Sin embargo, no es claro cómo este método puede utilizarse en el futuro y qué puede significar para los seres humanos.

"Realmente, es un gran interrogante ético", señala Ward.

Aunque las crías de las dos madres crecieron con normalidad y tuvieron sus propios bebés, podrían llegar a sufrir problemas de desarrollo que no fueron detectados, por lo que un análisis de salud mucho más detallado las beneficiaría, afirma Surani. También se desconoce por qué las crías de los machos murieron tan rápidamente. En general, los genes de los machos necesitaron de mayor manipulación para que los embriones se desarrollaran completamente, indica Surani. Es probable que haya regiones de impronta persistentes que no permitieron que sobrevivieran.

"Para mí, ante todo hay una cuestión de seguridad", menciona Suter. "Y es un gran obstáculo por superar".

Por supuesto que de funcionar el método perfectamente en ratones en el futuro, dar el gran salto hacia los seres humanos no será un logro menor. La similaridad de patrones de impronta entre los ratones y los humanos sigue siendo una cuestión fundamental. Y muchas de las pruebas médicas actuales que se realizan en ratones son "éticamente imposibles" en seres humanos, señala un estudio del 2011 en Genome Biology. Los investigadores esperan continuar perfeccionando sus métodos en otros animales, lo que incluye a los monos.

Abriendo puertas de desarrollo

Aún así, la información recogida de estos últimos experimentos es importante y podría ayudarnos a entender mejor el papel de varios genes en el desarrollo.

"Si continúan con esto, y juegan con estos genes de impronta... aprendemos mucho sobre ello", cuenta Ward. Se cree que la impronta genómica desempeña una variedad de papeles en el desarrollo de cualidades, enfermedades y hasta se relaciona con cuán bien otros tratamiento de infertilidad funcionan.

La investigación también puede servir como otra llamada de atención para considerar facilitar una investigación sobre células madre embrionarias y técnicas de edición del genoma en los Estados Unidos, donde el financiamiento para este tipo de trabajo y la compleja legislación restringen los estudios.

"Dado que tenemos demasiadas limitaciones en este tipo de investigaciones, no creo que lo hayamos pensado tanto", indica Suter. ¿Qué se considera seguro? ¿Cuál podría ser una justificación adecuada para su uso? ¿Quién tendrá acceso a esa tecnología? Después de todo, si la tecnología se desarrolla bajo los lineamientos éticos y médicos correctos, tener niños relacionados genéticamente podría ser esperanzador para las parejas de un mismo sexo y les otorgaría acceso similar a asistencia en el embarazo, algo que otras parejas ya tienen.

"Personalmente creo que si vemos a la incapacidad de parejas de sexos opuestos para reproducirse como algo que merece intervención tecnológica", Suter afirma, "entonces me parece a mí que no podemos hallar argumentos coherentes para no permitirles a las parejas del mismo sexo hacer lo mismo".