Claus per a comprendre la genètica

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1 Curs: Diploma Sènior de la UOM. Primer curs. Obligatòria. Claus per a comprendre la genètica

2 Tema 8: Clonació i cel.lules mare Dr. José Aurelio Castro Ocón Universitat de les Illes Balears

3 La clonación puede definirse como el proceso por el que se consiguen de modo asexual individuos idénticos a un organismo adulto. Con las recientes técnicas de clonación, la ciencia ha conseguido obviar un paso, hasta ahora infranqueable y obligado: la fecundación. Lo que parecía ciencia-ficción (como es la creación de nuevos individuos sexuados fuera del ámbito de la sexualidad, sin fusión de gametos), ha quedado demostrado como una realidad. Hoy en día ya han sido clonados ovejas, ratones, vacas, cabras y cerdos.

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6 UNIVITELINOS O IDENTICOS Son los llamados gemelos. Se forman cuando un óvulo fecundado se divide en dos. BIVITELINOS O FRATERNOS Son los llamados mellizos. Proceden de dos o más óvulos que son fecundados por distintos espermatozoides.

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9 La oveja Dolly El experimento de Wilmut et al. (1997) consistió en tomar células y ponerlas en cultivo. El medio nutritivo, en pases sucesivos, fue disminuyendo su concentración de proteínas nutritivas, desde un 10% hasta el 0.5%. De este modo, se consiguió detener la división de las células en cultivo, y dejarlas en estado de quiescencia (reposo). Por otra parte, se tomaron óvulos, y se les extrajo el núcleo (enucleación) aspirándolo mediante una micropipeta. Se dejaron en cultivo los citoplasmas de esos óvulos enucleados. Como último paso, se pusieron en contacto las células quiescentes cultivadas y los óvulos enucleados, y se les sometió a un breve pulso eléctrico, con dos objetivos: por una parte, crear microporos en las membranas de ambas células puestas en contacto para así favorecer su fusión; y por otra, abrir los canales del calcio de la membrana, provocando una reacción parecida a la que causa el espermatozoide al fecundar el óvulo, que pone en marcha todo el metabolismo celular y el desarrollo del nuevo ser.

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11 Esta técnica fue desarrollada en el Instituto Roslin de la misma manera con dos tipos de células. Un primer experimento se realizó con células embrionarias, extraídas de la masa celular interna de un blastocisto (embrión) de oveja. El segundo experimento se realizó con células extraídas de la ubre de una oveja adulta. Tanto las células embrionarias como las células adultas de la ubre se pusieron en contacto con el óvulo enucleado. Lo único que varió fue el número de pases en cultivo necesarios para conseguir la quiescencia (reposo de la división celular) tanto de la célula embrionaria de oveja, como de la célula de la ubre de la oveja adulta. Una vez conseguida la fusión del óvulo enucleado con el núcleo de la célula adulta, hemos conseguido una célula equivalente al zigoto tras la unión del óvulo con el espermatozoide: una carga genética de 46 cromosomas (toda la información de un individuo) rodeado del citoplasma del óvulo que va a permitir el desarrollo del embrión en sus primeras etapas. Es el ZIGOTO clonado.

12 De manera natural, los tejidos del cuerpo a lo largo de la vida sufren un desgaste, del que se defienden desarrollando la capacidad intrínseca de auto-renovar esos tejidos que se desgastan. De no existir esta renovación, se reduciría considerablemente la esperanza de vida de los seres vivos. Por otro lado, gran parte del amplio elenco de las enfermedades que afectan al ser humano, se basan en la degeneración y muerte de los distintos tejidos que conforman nuestro cuerpo, ya sea de manera aguda (infartos) o crónica (degeneración-envejecimiento). El avance de la medicina ha desarrollado técnicas que consiguen reparar los tejidos: son los trasplantes. La introducción de los trasplantes a la medicina moderna ha supuesto una revolución que alguno ha comparado al descubrimiento de la penicilina. Sin embargo los trasplantes de órganos no están exentos de complicaciones y de limitaciones importantes: la escasez de donantes, la posibilidad real del rechazo del órgano trasplantado.

13 No obstante, se abren ahora nuevas posibilidades: es la nueva medicina regenerativa, que se propone reparar los tejidos dañados utilizando mecanismos similares a los que de forma natural usa el organismo para la renovación de las poblaciones celulares que van envejeciendo y que deben ser sustituidas por otras que suplen su función. Los mecanismos que posee el organismo de regeneración, reparación y renovación de tejidos es limitado y es dependiente de la rapidez de instauración del daño o degeneración. De esta manera, la muerte de grandes cantidades de tejido de manera aguda (por ejemplo, en los infartos de miocardio, cerebrales), no son susceptibles de ser reparados por los mecanismos naturales del organismo. Entran en escena las nuevas terapias con cultivo y trasplante de células madre, que sirviéndose de su capacidad natural de regeneración, y con la ayuda de las técnicas de trasplante desarrollados estos últimos años, se abren como una posibilidad para el tratamiento de este tipo de enfermedades. No cabe duda de que estos nuevos descubrimientos, marcarán una línea primordial en el campo de las nuevas terapias en medicina. La medicina reparadora, basada en el uso terapéutico de las células madre, salen al paso del gran aumento de incidencia que están sufriendo enfermedades de tipo degenerativo que se asocian irremisiblemente al incremento de la esperanza de vida mundial y al envejecimiento de la población, especialmente en el mundo desarrollado.

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17 En los animales superiores, las células madre se han clasificado en dos grupos. Por un lado, las células madre embrionarias. Estas células derivan de la Masa celular interna del embrión en estadio de blastocisto (7-14 días), y son capaces de generar TODOS los diferentes tipos celulares del cuerpo, por ello se llaman células pluripotenciales. De estas células se derivarán, tras muchas divisiones celulares, el otro tipo de células, la células madre órgano-específicas. Estas células son multipotenciales, es decir, son capaces de originar las células de un órgano concreto en el embrión, y también, en el adulto. El ejemplo más claro de células madre órgano-específicas, es el de las células de la médula ósea, que son capaces de generar todos los tipos celulares de la sangre y del sistema inmune. Pero estas células madre existen en muchos más órganos del cuerpo humano, y podemos encontrar en la literatura científica como ya se han aislado células madre de adulto de la piel, grasa subcutánea, músculo cardíaco y esquelético, cerebro, retina, páncreas. Hoy en día se han conseguido cultivar (multiplicar) estas células tanto in vitro (en el laboratorio), como in vivo (en un modelo animal), utilizándolas para la reparación de tejidos dañados. A pesar de todo, la aplicación de estas técnicas de trasferencia de células madre de adulto para el recambio y reparación de tejidos enfermos está todavía en sus comienzos.

18 Hasta ahora, ha existido la creencia generalizada de que estas células madre órgano específicas están limitadas a generar sólo células especializadas y diferenciadas del tejido donde residen, es decir, han perdido la capacidad de dar lugar a otras estirpes celulares de cuerpo: son células multipotenciales. Sin embargo la reciente publicación de múltiples estudios ha hecho cambiar esta visión de las células madre órgano-específicas, haciendo evidente que células madre de adulto procedentes de cualquier tejido pueden diferenciarse a células y tejidos de otras localizaciones y estirpes distintas. Estos experimentos han comprobado que células madre de adulto, cultivadas y sometidas a ambientes humorales distintos a los habituales, pueden reprogramarse (TRANSDIFERENCIARSE), y dar lugar a otros tipos celulares que hasta ahora se pensaba que eran incapaces de generar. Es decir, ya no serían multipotenciales, si no pluripotenciales. Si esto es así, se podría decir que no existe una diferencia esencial entre la célula madre embrionarias y las de adulto.

19 Los posibles beneficios terapéuticos que pueden derivarse de la clonación terapéutica parecen esperanzadores. Sólo una cosa se interpone: la clonación terapéutica implica la destrucción posterior del embrión clonado del que se han extraído las células de la Masa Celular Interna, fuente de los tejidos para transplante. Ello suscita graves implicaciones éticas, que han provocado recelo en una parte importante de la comunidad científica y las instituciones. El debate está abierto.

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