Tema8. Claus - Universitat de les Illes Balears

Curs: 2013-2014
Diploma Sènior de la UOM.
Primer curs. Obligatòria.
Claus per a comprendre la genètica
Tema 8: Clonació i cel.lules mare
Dr. José Aurelio Castro Ocón
Universitat de les Illes Balears
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 (714 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.
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.
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.