Finalidades terapéuticas de la clonación

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ÁMBITO FARMACÉUTICO
BIOTECNOLOGÍA
Finalidades terapéuticas de la clonación
SANDRA TORRADES
Bióloga.
La clonación es una realidad que ha originado un polémico debate social
ante la posibilidad de clonar seres humanos. Estas técnicas aún están en
desarrollo y sus posibilidades abren un nuevo camino hacia la curación de
enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de
Parkinson y la diabetes insulinodependiente.
L
os importantes avances en el
mundo de la biotecnología, la
biología molecular, la genética, la
bioquímica y la fecundación artificial han hecho posible el desarrollo
de las técnicas de clonación.
Se entiende por clonación como
el procedimiento técnico mediante
el cual se puede obtener un individuo a partir de una célula de otro
individuo ya existente, con lo que
ambos serían genéticamente iguales, es decir, que tendrían los mismos genes. Aun así, dos indivi108 OFFARM
duos genéticamente iguales no
implica que sean físicamente iguales, pues no es lo mismo el genotipo (conjunto de genes de un individuo) que el fenotipo (conjunto
de características fisiológicas, morfológicas y de conducta y que son
el resultado de las relaciones del
individuo con el medio ambiente).
En resumen, que dos individuos
tengan el mismo genotipo no significa que sean iguales.
La clonación adquirió popularidad tras el nacimiento de la cono-
cida oveja Dolly. En 1997, un
grupo de investigadores escoceses
del Roslin Institut consiguieron
clonar una oveja a partir de una
célula mamaria adulta. Inmediatamente después de publicar los
resultados en la prestigiosa revista
Nature, se generó una gran inquietud social por las consecuencias
que podían derivar de un mal uso
de estas técnicas, como la clonación de seres humanos.
Independientemente de toda la
polémica, las finalidades terapéutiMAYO 2001
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Técnicas empleadas
Megan y Morag, los primeros mamíferos clónicos obtenidos a partir de células de cultivo
embrionarias.
cas que pueden ofrecer estas técnicas de clonación son muy esperanzadoras: reemplazar neuronas
dañadas a causa de un accidente,
curar la diabetes insulinodependiente, restablecer la salud de personas afectadas por el Parkinson o
la enfermedad de Alzheimer, e
incluso obtener órganos para
transplantes evitando los problemas de rechazo inmunológico.
Antecedentes
La palabra clon (klon) es de origen
griego y significa «retoño», «rama»
o «brote». En el lenguaje científico, se entiende por clon el conjunto de individuos que descienden
de otro por la vía de reproducción
asexual, sean bacterias, plantas o
animales.
El clon no es algo nuevo, puesto
que ya existe en la naturaleza
como vía de reproducción alternativa a la vía sexual. En el origen de
la evolución, la reproducción era
asexual y los descendientes de los
microorganismos eran genéticamente iguales a sus predecesores.
En 1952 se realizaron, con poco
éxito, los primeros experimentos
de clonación utilizando ranas
(Xenopus laevis), pero en 1967 se
lograron novedosos avances, ya que
John Gurdon, mediante experiMAYO 2001
mentos de transferencia nuclear,
demostró que era posible clonar
una rana a partir de células del
intestino. En 1986, Neal First, un
fisiólogo de la Universidad de
Madison (Estados Unidos), obtuvo
la primera vaca por clonación. Utilizó una célula de un embrión
bovino de 6 días y con una descarga eléctrica lo fundió con un óvulo
fecundado. El embrión resultante
fue implantado en una vaca, de la
que nació un ternero. En 1993,
Jerry Halt, director del Laboratorio
de Fecundación In Vitro de la
Escuela de Medicina George Washington, perfeccionó la técnica de
Neal First dividiendo el embrión
en varias partes antes de la implantación, lo que le aseguraba que si
un implante fallaba se podría probar con los otros.
Posteriormente, Wilmunt y
Campbell, dos científicos del Instituto Roslin del Reino Unido, perfeccionaron la técnica de transferencia nuclear y en 1995 consiguieron
los primeros mamíferos clonados a
partir de células diferenciadas: los
terneros Megan y Morgan. Después
del éxito de estos experimentos
decidieron utilizar como donantes
del núcleo otros tipos celulares de
orígenes diferentes. Finalmente, en
1997 nació la oveja Dolly, el primer
mamífero clonado a partir de una
célula adulta.
Las células de nuestro organismo se
dividen en dos grupos: las células
germinales, que en el caso de los
humanos y la mayoría de los mamíferos son los óvulos y los espermatozoides, y las células somáticas,
que son el resto de las células y
que hasta ahora se creía que no
podían originar un individuo completo.
La principal diferencia entre las
células somáticas y las germinales
es que estas últimas tienen la
mitad de la dotación genética de
una célula somática, es decir, si las
células somáticas tienen 46 cromosomas, las células germinales
sufren una doble división mediante el proceso de la meiosis, en el
que reducen a la mitad su dotación
cromosómica (23 cromosomas).
Para originar un nuevo individuo mediante la reproducción
sexual se requerirá la mitad de los
cromosomas maternos procedentes
del óvulo y la otra mitad procedentes de los espermatozoides
paternos. La unión de las dos células germinales dará lugar a un
embrión con un total de 23 pares
de cromosomas o, lo que es lo
mismo, con un total de 46 cromosomas.
La clonación es un tipo de reproducción asexual para obtener individuos genéticamente iguales, por
tanto, contrariamente a la reproducción sexual, no existe la mezcla
de genes procedentes de los dos
progenitores, sino que el individuo
clonado contiene los 46 cromosomas de la célula donantes, por lo
que será genéticamente igual a su
«progenitor».
La técnica de clonación consiste
básicamente en fusionar el núcleo
de una célula somática dadora y
que, por tanto, contiene la dotación genómica completa, con un
óvulo al que se le ha extraído previamente el núcleo. Una vez fusionados, se estimula la división celular y finalmente se implanta en el
útero del animal para que se desarrolle el embrión.
Existen varias técnicas para obtener clones; la primera que explicaremos es la técnica por escisión
celular. Este procedimiento permite obtener varios individuos clóniOFFARM
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cos, pero diferentes a su progenitor. Consiste en fecundar un óvulo
con un espermatozoide en una probeta, en el momento que la división del óvulo fecundado ha alcanzado un determinado estadio, justo
antes de que las células se hayan
diferenciado para dar lugar distintas funciones, se separan las células
y, a partir de cada una de ellas,
podremos obtener un individuo
completo. Los núcleos de éstas
células se implantan dentro de un
óvulo enucleado (previamente se
les ha sacado el núcleo) y se crían
en una probeta hasta que alcancen
el estadio de 80-100 células; finalmente se implantan dentro del
útero, siendo los animales que nazcan clones entre sí, es decir, que
tienen la misma información genética.
La oveja Dolly es fruto de otra
técnica de clonación. No se obtuvo
a partir de una célula embrionaria,
sino a partir de una célula somática de una oveja adulta. La novedad
en esta técnica fue demostrar que
una célula somática diferenciada,
con una función concreta, podía
regresar a estadios más primitivos,
de manera que pudiera originar un
organismo completo. Para ello,
primero se requirió que la célula
donante estuviera en estado de
arresto del ciclo celular, es decir,
como si estuviera en estado de
latencia, puesto que se cree que las
moléculas reguladoras del óvulo
receptor actúan sobre los núcleos
transferidos reprogramándolos.
Después de transferir el núcleo de
la célula somática en la ovocélula
receptora enucleada, se aplicaron
pulsos de corriente eléctricas para
inducir la fusión de las células e
imitar la estimulación que en condiciones normales realizaría el
espermatozoide. Finalmente se
implantó en el útero de la madre
adoptiva. Este nuevo individuo
tiene la misma información genética que la célula somática adulta
utilizada como donante.
El rendimiento de la técnica fue
muy bajo: de la fusión de 277 óvulos enucleados con la correspondiente célula cultivada sólo se
obtuvieron 29 embriones, que fueron transferidos en el útero de
diferentes ovejas; de todos ellos
nació sólo un cordero: Dolly.
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células de diferentes tejido, tanto
de origen fetal como de adultos,
pero todos ellos han dado resultados poco exitosos.
Finalidades terapéuticas
La oveja Dolly (derecha) es el primer
mamífero clonado a partir de células
de un adulto.
Un año más tarde del nacimiento de la oveja Dolly, la Universidad
de Massachussets, con su programa
Advanced Cell Technology, consiguió
la clonación de un bovino. Se
obtuvieron clones a partir de fibroblastos (tejido conectivo del
embrión). Los fibroblastos son
células que se encuentra en los primeros estadios de diferenciación
celular, es decir, no son tan diferenciadas como las células de un
organismo adulto. Estos clones
Un año más tarde del
nacimiento de la oveja
Dolly, la Universidad
de Massachussets, con
su programa Advanced
Cell Technology, consiguió
la clonación de un
bovino
presentaban también la particularidad de que eran animales transgénicos (les habían introducido un
gen humano), con la posibilidad
de producir en la leche una proteína utilizada con fines terapéuticos.
Su éxito fue relativo, puesto que
de 6 clones implantados sólo
sobrevivieron 4, y uno de ellos
murió al cabo de 5 días. Posteriormente se han realizado más experimentos de clonación a partir de
La clave del éxito de los experimentos de Wilmut y sus colaboradores
residió en el estudio del ciclo celular de las células somáticas. Hasta
ahora se creía que una célula somática diferenciada no podía volver a
adquirir las características de pluripotencialidad. Todas las células tienen en el núcleo la misma información genética, pero a medida que se
va desarrollando el embrión éstas
células se diferenciarán para dar
lugar a los diferentes órganos y tejidos. Con los experimentos de Wilmunt se ha demostrado que estas
células, una vez diferenciadas, pueden reprogramarse y adquirir de
nuevo las características de pluripotencialidad para desarrollar un
nuevo organismo.
Como hemos comentado anteriormente, el éxito de la oveja
Dolly es relativo, puesto que se
obtuvo después de 277 fusiones
del ovocito con el núcleo dador.
Tampoco está claro qué tipo de
célula fue utilizada como donante,
puesto que el cultivo utilizado
contenía células en diferentes estadios de diferenciación que se
encuentran de forma natural en la
glándula mamaria. Tampoco se
tuvo en cuenta el papel que juega
el ADN mitocondrial; éste se
encuentra residualmente en las
mitocondrias (orgánulos celulares
que se encuentran en la célula y
que sirven para «la respiración» de
ésta) del óvulo enucleado receptor.
Además, todos los estudios de clonación descritos hasta ahora muestran un número elevado de muertes
durante el desarrollo embrionario y
fetal. Únicamente llegan a término
un 1 o un 2% de los embriones, e
incluso algunos de los clones que
sobreviven al parto mueren en un
corto plazo.
Así pues, queda clara la complejidad de estas técnicas y el primitivo estadio de su desarrollo, pero
vale la pena mejorarlas, puesto que
las ventajas de la clonación son
múltiples.
MAYO 2001
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Un buen ejemplo de la aplicación de las técnicas de clonación,
junto con las técnicas para obtener
animales transgénicos, es la oveja
Polly. Esta oveja fue creada por el
mismo grupo que creó la oveja
Dolly. Polly es un animal transgénico, es decir, se le ha incorporado
un gen humano (concretamente el
gen del factor IX) que codifica
para la síntesis de la proteína sanguínea utilizada para el tratamiento de la hemofilia, de manera que
Polly segrega esta proteína humana
en su leche.
Aunque estos experimentos con
animales transgénicos ya hace
años que existen, la diferencia
radica en que mediante las técnicas de clonación se podrían obtener un gran número de ovejas
hembras que produjeran leche con
estas proteínas.
Otra posibilidad es la generación
de órganos animales sometidos a
manipulación genética para adaptarlos a trasplantes humanos.
Cualquier órgano del cerdo, como
el hígado o el riñón, sería rechazado por el hombre debido a una
reacción inmunológica hiperaguda, pero estas reacciones son provocadas por una proteína conocida,
así que si fuéramos capaces de
modificar genéticamente al animal
para que no produjese este tipo de
proteínas seguramente el trasplante se podría realizar con éxito.
Unas de las posibilidades con
más expectativas de la clonación,
es el estudio molecular del mecanismo de expresión y represión de
los genes. Esto quiere decir que
conociendo por qué un gen se
expresa en determinadas circunstancias o se reprime (deja de
expresarse) en otras, podríamos
conocer muchos de los mecanismos básicos que controlan la vida.
Por ejemplo, podríamos regenerar
células que han sido dañadas,
como las células nerviosas que no
tienen la capacidad de regenerarse.
Las células nerviosas se reproducen
durante el desarrollo del embrión
y durante las primeras etapas de
vida, pero cuando el individuo es
adulto dejan de reproducirse. Si
conociésemos los mecanismos
moleculares que posibilitan el
«encendido» de genes para que se
reproduzcan, podríamos curar las
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neuronas dañadas en caso de una
lesión.
Una de las alternativas que presenta más problemas éticos es la de
obtención de embriones para conseguir células embrionarias pluripotenciales con la finalidad de tratar enfermedades actualmente
incurables. Se podría crear un
embrión por transferencia nuclear
utilizando una célula somática del
individuo y un óvulo humano. Se
desarrollaría el embrión hasta los
primeros estadios de diferenciación
(preembrión), pues en estas primeras etapas las células embrionarias
son multipotenciales y pueden ser
derivadas a crear un tipo celular
específico. A partir de ahí, se
podrían cultivar líneas celulares
específicas y sustituirlas por las
células afectadas del paciente.
Unas de las posibilidades
con más expectativas
de la clonación,
es el estudio molecular
del mecanismo de
expresión y represión
de los genes
Alternativamente a las finalidades terapéuticas humanas, la clonación puede tener otras aplicaciones no menospreciables, como la
de obtener copias de un individuo
que en el campo de la ganadería
tuviera características genéticas
especialmente ventajosas, optimizando la cría del ganado.
Problemas éticos
La comunidad científica no duda
de que las posibilidades de las técnicas de clonación pueden beneficiar a millones de personas, pero
como en todos los avances científicos, siempre existe una «parte
oscura». Anteriormente hemos
mencionado las finalidades terapéuticas de estas técnicas, pero de
ello ha surgido el debate ético asociado a la manipulación y destruc-
ción de los embriones y la posible
creación de seres humanos clónicos.
Los científicos y expertos en
genética y bioética discrepan en el
uso de embriones. La clonación de
embriones para obtener humanos
es rechazada por la mayoría, pero
la clonación de embriones con
fines terapéuticos es un debate
abierto. Algunos defienden las técnicas de clonación utilizando células somáticas adultas; de esta
forma evitaríamos la obtención de
«embriones de reserva», pero al
tratarse de células adultas presentan más problemas técnicos que las
células embrionarias.
Recientemente, el Reino Unido
ha aprobado una nueva legislación que permitirá la clonación
de embriones humanos de menos de
14 días (proembriones) para la
investigación con fines terapéuticos, mientras que España seguirá
las pautas marcadas por la Comisión Europea. ■
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