La investigación genética, diez años después de la oveja ‘Dolly’

Por Ian Wilmut, el científico británico que, junto a su equipo de investigación, creó a la oveja Dolly hace 10 años (EL MUNDO, 23/02/07):

La medicina anunció revolucionarias oportunidades de innovación hace justo hoy 10 años, cuando se hizo público el nacimiento de la oveja Dolly. Con él se confirmó el éxito de métodos para la obtención de descendientes mediante la transferencia de la información genética contenida en una célula somática de un adulto a un óvulo del cual se había eliminado dicha información genética. Esto ha permitido hacer precisas modificaciones genéticas en animales, y también ha posibilitado otras oportunidades inesperadas. Como ejemplo, las células madre derivadas de embriones humanos clonados se pueden utilizar para estudiar enfermedades humanas hereditarias y, quizás algún día, para tratar enfermedades. A Dolly le han seguido considerables progresos hacia nuestro objetivo inicial, y mucho menos hacia la producción de células clonadas.

Una de las cuestiones que más interés han despertado es si sería posible crear anticuerpos humanos procedentes de ganado vacuno.

La transferencia nuclear ha sido utilizada por Jim Robl y su equipo para producir los anticuerpos humanos en el ganado vacuno. Esto implica, por un lado, la transferencia de fragmentos cromosómicos muy grandes, y, por otro, la anulación de la información genética equivalente del animal. Las secuencias que codifican las inmunoglobulinas humanas son muy largas. Para introducirlas en las células de los bóvidos construyeron un micro-cromosoma que contenía no sólo estas secuencias, sino también un método para identificar aquellas células portadoras de los genes humanos. El cromosoma fue introducido en las células fetales, utilizadas como donantes de núcleos.

De esta manera se consiguieron terneros en los que se encontraba el pequeño cromosoma adicional en un 78-100% de sus células. El análisis de las proteínas y de las células sanguíneas periféricas recogidas de estos animales demostró una presencia de anticuerpos en un nivel comparable a los niveles en terneros normales. Sin embargo, algunos de éstos procedían de genes humanos transferidos, mientras que otros eran los genes propios de los terneros. La separación completa entre los anticuerpos humanos y los de bóvidos es impensable en un entorno clínico estándar. En la siguiente fase del proyecto -que sigue en marcha- se está utilizando una técnica similar para eliminar las secuencias de los genes de los bóvidos, de modo que para la generación siguiente los terneros solamente produzcan proteínas humanas.

Tendría un gran valor en la clínica poder producir cantidades grandes de anticuerpos humanos. Podrían ser utilizados para el diagnóstico de enfermedades humanas, o más a largo plazo, para tratar enfermedades. Incluso cuando un paciente no produce los anticuerpos contra un cáncer o algunas infecciones virales -tales como por VIH-, si las proteínas de estas células se presentan de forma diferente a los terneros, éstos podrían fabricarles los anticuerpos que necesitan. Y dado que se trataría de genes de procedencia humana, serían muy adecuados para su administración a los pacientes.

Igual interés despierta en la opinión pública si resulta posible el trasplante de órganos procedentes de animales.

Una posible gran ventaja que tendría la identificación de una fuente de órganos para el trasplante sería resolver la necesidad de los pacientes que no encuentran los órganos apropiados. Generalmente, son los cerdos los considerados como la especie dispensadora por excelencia, debido a su semejanza en tamaño y fisiología, la disponibilidad de métodos estándar para su cría, su fecundidad y la distancia genética con respecto a los seres humanos. Sin embargo, si se trasplanta el tejido normal de un cerdo a un ser humano, éste es destruido generalmente de forma muy rápida mediante el denominado rechazo sobre-agudo. Esta dramática reacción es causada por la presencia en la superficie del tejido porcino de un azúcar que se encuentra en la superficie de las células, no presente en las células humanas.

Parecía razonable suponer que los órganos del cerdo serían más adecuados para la transferencia si antes se realizaban modificaciones genéticas en el animal para evitar la adición de esa azúcar a la superficie de la célula. La transferencia nuclear permitió que dos grupos en los EEUU individualizaran los genes que agregan el azúcar específica a las células en cerdos.

Los dos grupos han descrito el nacimiento de cerdos con ambas copias del gen. Las pruebas con sus corazones han demostrado aumentos considerables en la duración de su funcionamiento después de su trasplante a babuinos [especie de monos africana]. Cuando se trasplantan órganos de cerdos normales a babuinos, el injerto fracasa normalmente en un plazo de 24 horas, evidenciándose una amplia congestión vascular, edema y hemorragia intersticial. La supervivencia más larga hasta la fecha ha sido observada cuando los corazones eran de cerdos genéticamente modificados con alfate. En estos casos, el injerto funcionó durante un periodo de entre dos a seis meses, con una supervivencia media de 78 días. No hubo evidencia de mortalidad debida a infección, pues solamente se encontraron contaminadas tres de entre más de 100 muestras de sangre, y, además, no había complicaciones clínicas. Con estos datos parece que el régimen inmuno-supresor utilizado no resultó excesivo, y se puede utilizar en terapia en la clínica. El problema es que en estos animales la causa del fallo sigue siendo desconocida: habrá que entender sus causas y superar el problema.

Atendiendo a otra cuestión, la capacidad de obtener células madre a partir de embriones humanos clonados proporcionará nuevas oportunidades para estudiar enfermedades humanas hereditarias. Si se pudiera identificar el error causante en un gen, habría otros abordajes alternativos. Sin embargo, las células procedentes de un embrión generado mediante transferencia de un núcleo a un paciente con una forma de enfermedad hereditaria tendrán las características de la enfermedad, aunque no se conozca su mutación. La familia de las enfermedades que se conocen genéricamente como enfermedad de la motoneurona (EMN), la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) o enfermedad de Lou Gehrig son ejemplos de ello.

El objetivo de esta investigación es establecer un escenario de alto rendimiento con el fin de determinar la capacidad que tienen ciertas pequeñas moléculas para impedir cambios degenerativos en los nervios. Los compuestos seleccionados con esta base serían entonces sometidos a estudios adicionales en animales de experimentación antes de ser consideradas para el uso en terapia clínica. Se podría utilizar este enfoque para estudiar muchas enfermedades genéticas humanas. La ventaja es mayor aún si la mutación que causa la enfermedad no se sabe y también es esencial que los tipos celulares afectados se puedan producir a partir de células madre procedentes de embriones en el laboratorio, y que se pueda hacer una evaluación funcional de las células. Otros trastornos candidatos a estudio podrían ser otras enfermedades neuro-degenerativas, la cardiomiopatía y algunas formas de cáncer.

A pesar de que el posible valor del uso de la transferencia nuclear se entiende mejor que hace 10 años, se han hecho muy pocos progresos. Más aún, este tipo de investigaciones han sido dañadas por la presentación de resultados fraudulentos, como la del éxito de la técnica en Corea, que atrajo la atención de todo el mundo. Debemos compadecernos de las mujeres que donaron óvulos para esa investigación, y de los investigadores pertenecientes al grupo que no estuvieron implicados en el engaño, pero sobre todo y particularmente, de los pacientes que confiaban en el tratamiento de sus enfermedades degenerativas.

La experiencia de los últimos 10 años sugiere que, al menos algunas de nuestras esperanzas, se convertirán finalmente en realidad, aunque todavía nos queda mucho por aprender. Se han realizado modificaciones genéticas complejas, y parece probable que disponer de células madre de embriones procedentes de animales facilitaría ese proceso.

En la actualidad, los métodos de clonación son repetibles y se utilizan en muchos laboratorios de todo el mundo, y, sin embargo, son ineficaces. Esta baja eficacia general refleja un fallo en los procedimientos actuales para re-programar el patrón de la expresión genética en una célula adulta, lo cual es necesario para el desarrollo normal del embrión. No sabemos si también se producirían anomalías similares en la expresión del gen en las células madre del embrión derivadas de embriones clonados.

Las células derivadas de las células madre de embriones ofrecen la esperanza de nuevos tratamientos y se puede pensar en células específicas de paciente procedentes de embriones clonados, que ofrecerían la ventaja de no provocar el rechazo del sistema inmune. Sin embargo, se necesitan estudios muy detallados de las células producidas de esta manera antes de considerarlas aptas para su uso en terapia.

En estas circunstancias, parece prudente continuar con la investigación antes del primer uso de células de embriones clonados. Con el apresuramiento en considerar el posible valor de células de embriones clonados para la terapia se ha pasado por alto el descubrimiento de drogas.