Un nuevo enfoque radical a la generación de órganos humanos es cultivarlos dentro cerdos u ovejas.
Por Antonio Regalado
06 de enero 2016
Desafiando la prohibición de financiación puesto en marcha por la agencia de salud de la parte superior de los Estados Unidos, algunos centros de investigación de Estados Unidos están avanzando con los intentos de hacer crecer el tejido humano dentro de cerdos y ovejas, con el objetivo de crear corazones, hígados y otros órganos necesarios para trasplantes.
El esfuerzo para incubar órganos en animales de granja es éticamente cargado, ya que implica la adición de las células humanas a embriones de animales de una forma que podría borrar la línea entre las especies.
En septiembre pasado, en una reversión de la política anterior, los Institutos Nacionales de la Salud anunció que no apoyaría estudios con tales "quimeras humano-animales" hasta que hubiera revisado sus aspectos científicos y sociales más de cerca.
La agencia, en un comunicado, dijo que estaba preocupado por la posibilidad de que "el estado cognitivo" de los animales podría ser alterado si terminaron con células cerebrales humanas.
La acción de los NIH se desencadenó después de que se enteró de que los científicos habían empezado tales experimentos con el apoyo de otras fuentes de financiación, entre ellos de la agencia de células madre del estado de California. Las mezclas de humanos y animales se están creando mediante la inyección de células madre humanas en embriones de animales de días de vida, entonces en gestación éstos en el ganado hembra.
Basado en entrevistas con tres equipos, dos en California y una en Minnesota, MIT Technology Review estima que alrededor de 20 embarazos de cerdo-humano o de oveja humana quimeras se han establecido en los últimos 12 meses en los EE.UU., aunque hasta el momento ningún artículo científico describiendo el trabajo ha sido publicado, y ninguno de los animales fueron llevados a término.
El alcance de la investigación se dio a conocer, en parte, durante las presentaciones hechas en Maryland el campus del NIH en noviembre, a petición de la agencia. Un investigador, Juan Carlos Izpisua del Instituto Salk, mostraron datos no publicados en más de una docena de embriones de cerdo que contiene las células humanas. Otro, de la Universidad de Minnesota, presentó fotografías de un feto de cerdo de 62 días de edad, en el que la adición de las células humanas parecía haber invertido un defecto ocular congénita.
Los experimentos se basan en una fusión de última generación de tecnologías, incluyendo los avances recientes en técnicas de biología de células madre y el gen de edición. Por genes modificadores, los científicos ahora puede cambiar fácilmente el ADN en embriones de cerdos u ovejas de modo que son genéticamente incapaces de formar un tejido específico. Luego, mediante la adición de las células madre de una persona, que esperan que las células humanas se hará cargo de la tarea de formar el órgano que falta, que podría ser cosechado de los animales para su uso en una operación de trasplante.
"Podemos hacer que un animal sin corazón. Hemos diseñado cerdos que carecen de los músculos esqueléticos y los vasos sanguíneos ", dice Daniel Garry, un cardiólogo que lidera un proyecto quimera en la Universidad de Minnesota. Mientras que tales cerdos no son viables, pueden desarrollar correctamente si se añaden unas pocas células de un embrión normal cerdo. Garry dice que ya ha fundió dos cerdos de esta manera y recientemente ganó una beca de $ 1.4 millones del Ejército de Estados Unidos, que financia una investigación biomédica, para tratar de crecer corazones humanos en cerdos.
"El fantasma de un ratón inteligente atrapado en un laboratorio en algún lugar gritando" quiero salir "sería muy preocupante para la gente."
Debido quimeras podrían proporcionar un nuevo suministro de órganos para pacientes necesitados y también conducir a descubrimientos básicos, los investigadores incluyendo Garry dicen que tienen la intención de seguir adelante a pesar de la posición de los NIH. En noviembre, él era uno de los 11 autores que publicaron una carta criticando la agencia para la creación de "una amenaza para el progreso", que "proyecta una sombra de negatividad" en su trabajo.
La preocupación es que los animales pueden llegar a ser un poco demasiado humana para la comodidad, decir acabar con las células reproductivas humanas, parches de personas de cabello, o simplemente una inteligencia superior. "No estamos cerca de la isla del Dr. Moreau, pero la ciencia se mueve rápido", dijo el especialista en ética NIH David Resnik durante la reunión de noviembre de la agencia. "El fantasma de un ratón inteligente atrapado en un laboratorio en algún lugar gritando" quiero salir "sería muy preocupante para la gente."
La probabilidad de que un animal ganando conciencia humana es probablemente delgada; sus cerebros son demasiado diferentes, y mucho menor. A pesar de ello, como medida de precaución, los investigadores que trabajan con quimeras granja de animales aún no han permitido ninguna de nacer, sino que están recogiendo los fetos con el fin de reunir información preliminar acerca de cuán grande es la contribución de las células humanas es a los órganos de los animales.
La inyección de células de una especie en el embrión de otra crea mezclas llamadas quimeras. De izquierda a derecha: un ratón ordinario, un ratón que es parte de la rata, una rata que es parte del ratón, una rata blanca.
Hiromitsu Nakauchi, biólogo de células madre en la Universidad de Stanford, comenzó a tratar de hacer quimeras-ovejas humana este año. Dice que hasta ahora la contribución de las células humanas a los cuerpos de los animales parece ser relativamente pequeña. "Si la extensión de las células humanas es de 0,5 por ciento, que es muy poco probable que pensar cerdos u ovejas de pie", dice. "Pero si es grande, como 40 por ciento, entonces tendríamos que hacer algo al respecto."
Otros tipos de quimeras humano-animales ya son ampliamente utilizados en la investigación científica, incluyendo ratones "humanizados" dotados de un sistema inmunológico humano. Dichos animales son creados mediante la adición de trozos de hígado y el timo de un feto humano (recogida después de un aborto) a un ratón después de su nacimiento.
La nueva línea de investigación va más allá, ya que implica la colocación de células humanas en un embrión animal en la misma etapa más temprana, cuando es una esfera de apenas una docena de células en una placa de laboratorio. Este proceso, llamado "complementación embrión" es significativo porque las células humanas pueden multiplicarse, se especializan, y contribuir potencialmente a cualquier parte del cuerpo del animal mientras se desarrolla.
En 2010, mientras trabajaba en Japón, Nakauchi utiliza el método de complementación de embriones para mostrar que podía generar ratones con un páncreas hecho completamente de células de rata. "Si funciona como lo hace en los roedores", dice, "debemos ser capaces de tener un cerdo con un órgano humano."
"¿Qué pasa si el embrión que se desarrolla es en su mayoría humano? Es algo que no esperamos, pero nadie ha hecho este experimento, así que no podemos descartarlo ".
Aunque Nakauchi era un científico de la estrella, los reguladores japoneses tardaron en aprobar su idea de quimeras-un "hombre cerdo" como los críticos ponen y en 2013 Nakauchi decidieron mudarse a los EE.UU., donde no hay ley federal restringe la creación de quimeras. Stanford fue capaz de reclutarlo con la ayuda de una donación de US $ 6 millones del Instituto de Medicina Regenerativa de California, una agencia estatal creada hace una década para evitar la interferencia política de Washington.
Si bien la prohibición de financiación NIH no afecta Nakauchi, ha puesto investigadores bajo presión para explicar el propósito de su trabajo. "Yo quiero mostrarte algunas quimeras", Nakauchi dijo cuando visité su laboratorio en Stanford el mes pasado. Abrió la puerta de una habitación pequeña que contiene las incubadoras donde se almacenan los embriones quiméricos. Debido a un embrión temprano es casi invisible para el ojo humano, la sala alberga microscopios especiales equipados con micro-agujas usadas para inyectar las células humanas en ellos.
El tipo de células humanas que se añade se llaman células iPS, hecho de piel o de sangre reprogramado químicamente en células madre más versátiles utilizando una fórmula ganador del Premio Nobel desarrollado por uno de sus colegas japoneses de Nakauchi. Nakauchi dice que como una cuestión de conveniencia, la mayoría de las células iPS su equipo ha sido puesta en embriones de animales están hechos de su propia sangre, ya que el reclutamiento de voluntarios involucra demasiado papeleo.
"Necesitamos una autorización especial si estamos inyectando en los animales", dice tímidamente. "Así que trato de usar mi propia cuenta."
Un cerdo en la unidad porcina de la Universidad de California, Davis. Los científicos esperan que crezca órganos humanos en dichos animales.
La palabra quimera proviene de la criatura de la mitología griega, parte león, parte cabra y parte serpiente. Nakauchi dice la mayoría de la gente en primera imaginan sus quimeras son monstruos, también. Pero él dice que las actitudes cambian si puede explicar su propuesta. Una razón es que si sus células iPS se desarrollan dentro de un animal, el tejido resultante en realidad será la suya, una especie de pieza de recambio perfectamente sincronizados. Gente desesperadamente enfermos en lista de espera de órganos podrían algún día ordenar una quimera y esperar menos de un año para su propio órgano de encargo para estar listo. "Yo realmente no veo mucho riesgo para la sociedad", dice.
Antes de que esto suceda, los científicos tendrán que demostrar que las células humanas realmente pueden multiplicarse y contribuir eficazmente a los cuerpos de los animales de granja. Eso podría ser un reto, ya que, a diferencia de las ratas y los ratones, que son bastante cerca genéticamente, los seres humanos y cerdos compartieron pasado un antepasado hace casi 90 millones de años.
Para averiguarlo, los investigadores en 2014 decidieron comenzar la impregnación de los animales de granja con embriones humanos y animales, dice Pablo Ross, un veterinario y biólogo evolutivo de la Universidad de California, Davis, donde algunos de los animales están siendo alojados. Ross dice en Davis ha transferido cerca de seis conjuntos de embriones de cerdos humana en cerdas en colaboración con el Instituto Salk y estableció otros ocho o 10 embarazos de embriones de oveja humana con Nakauchi. Otros tres transferencias docena de cerdos han tenido lugar fuera de los EE.UU., dice.
Estos primeros esfuerzos aún no son para que los órganos, dice Ross, pero más "para determinar las condiciones ideales para generar quimeras humano-animales." Los estudios en Davis comenzó sólo después de una revisión por parte de tres comités de ética diferentes, e incluso entonces, dice, la universidad decidió ser cauteloso y limitar el tiempo que los animales se les permitiría desarrollar a tan sólo 28 días (un cerdo nace en 114 días).
Para entonces, el cerdo embrionario es sólo la mitad de una pulgada de largo, sin embargo, que ha desarrollado lo suficiente como para comprobar si las células humanas están contribuyendo a sus órganos rudimentarios.
"No queremos hacer crecer a las fases que no necesitamos hacerlo, ya que sería más controvertida", dice Ross. "Mi opinión es que la contribución de las células humanas va a ser mínimo, tal vez un 3 por ciento, tal vez un 5 por ciento. Pero lo que si que contribuyeron al 100 por ciento del cerebro? ¿Qué pasa si el embrión que se desarrolla es en su mayoría humano? Es algo que no esperamos, pero nadie ha hecho este experimento, así que no podemos descartarlo ".
FUENTE:
http://www.technologyreview.com/news/545106/human-animal-chimeras-are-gestating-on-us-research-farms/#
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