Solo unos pocos de los embriones derivados de células completamente masculinas se convirtieron en crías de ratón sanas. Crédito: Adrian Eugen Ciobaniuc/Alamy
Los investigadores han producido óvulos a partir de células de ratones macho y han demostrado que, una vez fertilizados e implantados en ratones hembra, los óvulos pueden convertirse en crías aparentemente sanas y fértiles.
El enfoque, anunciado el 8 de marzo en la Tercera Cumbre Internacional sobre Edición del Genoma Humano en Londres, aún no se ha publicado y está lejos de ser utilizado en humanos. Pero es una prueba de concepto temprana para una técnica que plantea la posibilidad de una forma de tratar algunas causas de infertilidad, o incluso permitir embriones monoparentales. «Este es un avance significativo con importantes aplicaciones potenciales», dice Keith Latham, biólogo del desarrollo de la Universidad Estatal de Michigan en East Lansing.
Los investigadores han estado trabajando para lograr esta hazaña durante años. En 2018, un equipo informó sobre el uso de células madre embrionarias hechas de esperma u óvulos para generar descendencia con dos padres o dos madres. Los cachorros de dos madres sobrevivieron hasta la edad adulta y fueron fértiles; aquellos con dos padres vivieron solo unos pocos días1.
Embriones de ratón cultivados sin óvulos ni espermatozoides: ¿por qué y qué sigue?
En 2020, un equipo dirigido por el biólogo del desarrollo Katsuhiko Hayashi, ahora en la Universidad de Osaka en Japón, describió los cambios genéticos necesarios para que las células maduren y se conviertan en óvulos en una placa de laboratorio2. Y en 2021, los mismos investigadores demostraron que podían reconstruir el entorno de los ovarios de ratón para producir óvulos que produjeran descendencia sana3.
Con estas herramientas en la mano, Hayashi y sus colegas se embarcaron en un proyecto para crear óvulos utilizando células extraídas de un ratón macho adulto. Los reprogramaron para crear células madre pluripotentes inducidas similares a las células madre. El equipo cultivó estas células hasta que algunas de ellas perdieron espontáneamente sus cromosomas Y. (Al igual que en los humanos, las células de ratón macho generalmente contienen un cromosoma X y un cromosoma Y.) Luego trataron las células con un compuesto llamado reversina, que puede promover errores en la forma en que se distribuyen los cromosomas durante la división celular, y buscaron células que fueran cromosómicamente femeninas, con dos copias del cromosoma X.
A partir de ahí, el equipo proporcionó a las células madre pluripotentes inducidas las señales genéticas que necesitaban para formar óvulos inmaduros. Luego fertilizaron los óvulos con esperma de ratón y transfirieron los embriones resultantes al útero de un ratón hembra.
La tasa de supervivencia era baja. De los 630 embriones transferidos, solo 7 se convirtieron en crías. Pero los cachorros crecieron normalmente y fueron fértiles como adultos, dijo Hayashi en la reunión.
primeros dias
La técnica está muy alejada de cualquier tipo de aplicación médica. “Existen grandes diferencias entre un ratón y un ser humano”, dijo Hayashi. Estas diferencias a menudo complican los esfuerzos para traducir los hallazgos en la biología reproductiva y de células madre del ratón a la clínica.
En particular, Hayashi dice que su equipo deberá caracterizar cuidadosamente a las crías en el experimento, para buscar formas en las que se diferencien de las criadas con métodos convencionales.
Los embriones con ADN de tres personas se desarrollan normalmente en el primer estudio de seguridad
También será interesante ver si las modificaciones químicas «epigenéticas» del ADN que pueden influir en la actividad de los genes se conservan adecuadamente en los óvulos derivados de células masculinas, dice Fan Guo, epigenetista reproductivo del Instituto de Zoología de la Academia de Ciencias de China en Beijing. , quien llama a los resultados de Hayashi «iluminadores». Las marcas epigenéticas en el ADN pueden influir en el desarrollo de la descendencia mucho más allá de la etapa embrionaria.
Otra preocupación es que realizar la misma técnica en células humanas puede requerir que los investigadores cultiven los óvulos en el laboratorio durante más tiempo del que necesitan con células de ratón, dice Mitinori Saitou, biólogo del desarrollo de la Universidad de Kyoto en Japón, quien colaboró con Hayashi en el trabajo. . . “Si el período de cultivo se alarga, pueden acumularse anomalías genéticas y epigenéticas”, dijo en la conferencia. “Cuanto más corto, mejor”.
Latham dice que incluso si el enfoque es viable en humanos, los investigadores deberán hacerlo más eficiente y práctico aumentando la proporción de embriones que generan descendencia. “Si va a aplicar esto a los humanos, realmente querrá errar por el lado de la seguridad, la precaución y la eficiencia”, dice.
Pero si se superan estos obstáculos, el enfoque de ingeniería cromosómica de Hayashi algún día podría proporcionar un tratamiento para algunas formas de infertilidad causadas por condiciones cromosómicas sexuales, como el síndrome de Turner, en el que a las mujeres les falta parte o la totalidad de uno de sus cromosomas X. .
¿Qué sigue para los embriones humanos cultivados en laboratorio?
Las ramificaciones del trabajo de Hayashi también podrían llevar a la reproducción humana a un nuevo territorio, dice el bioeticista Tetsuya Ishii de la Universidad de Hokkaido en Sapporo, Japón. Si se aplica a los humanos, esta investigación podría ayudar a las parejas masculinas a tener hijos biológicos juntos, con la ayuda de madres sustitutas, dice. «También sugiere que un hombre soltero podría tener un hijo biológico», dice, «en un futuro lejano».
Tales aplicaciones requerirán más que el refinamiento técnico de un método biológico, dijo Hayashi, pero también una discusión social más amplia sobre la ética y las implicaciones de su implementación: «No sé si este tipo de tecnología realmente puede adaptarse a la sociedad humana».
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