Embriones quimera

Los animales quiméricos, las quimeras, últimamente son un tema de conversación y noticias en biología, biomedicina y hasta son tema en los medios de comunicación. Algunos investigadores han propuesto usar quimeras para producir órganos humanos en el cuerpo de otros animales, un ambicioso experimento que plantea problemas biológicos de difícil solución y dilemas éticos… Pero ya hablamos de las quimeras (https://bit.ly/3Xk70bM). Una quimera es algo irreal, y la palabra quimera en el diccionario de la RAE indica que es “aquello que se propone a la imaginación como posible o verdadero, no siéndolo”.

Recordemos que, en la mitología clásica, la quimera es un monstruo imaginario que vomitaba llamas y tenía cabeza de león, vientre de cabra y cola de dragón». La «Quimera» ese monstruo híbrido, mezcla de varios animales, frecuentemente era representado por un león, con dos cabezas adicionales, una saliendo del tronco (una cabeza de cabra o macho cabrío) y otra saliendo de la cola, convertida en cabeza de dragón o serpiente y adicionalmente con alas de águila saliendo por los costados. Este animal mitológico, la Quimera de Arezzo, es una de las esculturas en bronce más conocidas del arte etrusco. Otro tipo de quimeras, son las esfinges, también animales fantásticos de la mitología griega, demonios con cuerpo de león, torso de mujer y, a veces, alas de águila. La monumental Gran Esfinge de Giza (Egipto), erigida en el siglo XXVI a.C., representa la cabeza de un faraón y el cuerpo de un león.

En biología llamamos quimeras, a aquellos animales generados mezclando células embrionarias de dos individuos distintos, en general de la misma especie, aunque también pueden ser de especies distintas. Una quimera de ratón, o ratón quimérico, es el producto de la introducción de células embrionarias troncales pluripotentes (células madre) de una cepa pigmentada de ratón en un embrión en desarrollo (blastocisto) albino. Las células de cada uno de los dos tipos de ratón se entremezclan y colonizan el cuerpo y dan lugar a esta quimera, un animal único, un ratón jaspeado.

Las quimeras en ratones se usan para reconstruir animales a partir de las células troncales embrionarias pluripotentes (células madre embrionarias) que pueden mantenerse en cultivo y usarse para inactivar algún gen, específicamente. Estas células genéticamente modificadas pueden inyectarse dentro de otro embrión de ratón en desarrollo (en fase de blastocisto) y esperar que las células inyectadas colonizen el embrión quimérico resultante. Se usa la pigmentación como un marcador para saber el éxito de la reconstrucción.

Las quimeras interespecíficas, con células embrionarias de distintas especies, son mucho más difíciles de producir y han sido un reto para muchos biólogos desde hace años. Nicole Le Douarin mezcló en 1975 células de embriones de pollo y de codorniz para investigar los eventos iniciales en el desarrollo y diferenciación celular de un vertebrado. Richard Gardner, también en 1975, mezcló células de embriones de ratón y de rata para estudiar las primeras fases del desarrollo preimplantacional de un embrión de mamífero. En 1984 se hicieron estudios mezclando células embrionarias de oveja y de cabra.

El primer gran éxito en el campo de las quimeras interespecíficas lo obtuvo el laboratorio de Hiromitsu Nakauchi, de la Universidad del Tsukuba (Japón) con su artículo publicado en la revista científica Cell en 2010. Fueron capaces de generar quimeras intraespecíficas de ratón mezclando células embrionarias de ratones deficientes en el gen Pdx1 (mutantes para esta función, necesaria para desarrollar el páncreas) con células embrionarias de ratones silvestres, y estos últimos se encargaban de desarrollar el páncreas que los primeros eran incapaces de producir; (2) mezclaron células embrionarias de rata y de ratón, usando como embrión receptor (como blastocisto) ambas especies, y en los dos casos obtuvieron animales viable, es decir, ratas quiméricas con células de ratón, y ratones quiméricos con células de rata; (3) finalmente, el experimento que les catapultó a la fama fue el uso de embriones deficientes en Pdx1 que fueron inyectados con células embrionarias de rata silvestres, y estas últimas (de rata) pudieron ser capaces de sustentar el desarrollo de un páncreas de rata en un cuerpo de ratón.

Las quimeras interespecíficas, con células embrionarias de distintas especies, son mucho más difíciles de producir y han sido un reto para muchos biólogos desde hace años. Nicole Le Douarin mezcló en 1975 células de embriones de pollo y de codorniz para investigar los eventos iniciales en el desarrollo y diferenciación celular de un vertebrado. Richard Gardner, también en 1975, mezcló células de embriones de ratón y de rata para estudiar las primeras fases del desarrollo preimplantacional de un embrión de mamífero. En 1984 se hicieron estudios mezclando células embrionarias de oveja y de cabra. El experimento del grupo de Nakauchi desató una carrera para repetirlo y abordar propuestas todavía más ambiciosas. Si era posible que un ratón mutante para el gen Pdx1, incapaz de generar un páncreas, aceptara desarrollar este órgano de otra especie (un rata) dentro de su cuerpo, entonces ¿por qué no iba a ser posible que, por ejemplo, un cerdo mutante para el mismo gen, Pdx1, desarrollara un páncreas humano si se le inyectaban células embrionarias humanas al embrión de cerdo inicial en desarrollo? ¿Y si fuera posible con cerdos, por qué no intentarlo con especies más próximas a nosotros? ¿por qué no intentarlo con primates no humanos? ¿Ciencia ficción?

Estos experimentos con quimeras entre cerdos y seres humanos plantean dilemas éticos importantes que no aparecen cuando se generan quimeras entre ratas y ratones. El siguiente experimento fruto de la colaboración entre diversos laboratorios, y coordinado por Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, investigador español del Instituto Salk de La Jolla, San Diego (California, EEUU), quien aportó unos resultados preliminares, no del todo exitosos pero sorprendentes, sobre la posibilidad de generar quimeras interespecíficas que involucraran células humanas. El estudio se publicó en la revista Cell en 2017. Para poder obtener los permisos correspondientes de los Comités de Ética de Experimentación Animal, los investigadores detuvieron la gestación de los pocos embriones de cerdo quiméricos con células humanas que obtuvieron a las 3-4 semanas de desarrollo fetal (el cerdo tiene una gestación normal de 3 meses, 3 semanas y 3 días), justo antes de que se empezará a desarrollar el sistema nervioso central. El experimento generó polémica y controversia. Lejos de obtenerse un resultado parecido al que habían obtenido los investigadores japoneses en sus quimeras de rata/ratón, aquí no parecía posible que un solo órgano del cerdo pudiera obtenerse esencialmente a partir de células humanas. Se consiguió visualizar unas pocas células humanas (una humana por cada cien mil de cerdo), distribuidas por diferentes partes del embrión de cerdo en desarrollo.

Lo último que sabemos del laboratorio de Izpisúa lo hemos conocido por la prensa, no a través de ninguna publicación científica. Un artículo de Manuel Ansede en Materia-El País anunciaba que este equipo estaba realizando experimentos de generación de quimeras entre embriones de primates no humanos, de monos, inyectados con células embrionarias humanas, “con el mismo fin de medicina regenerativa, con el mismo objetivo terapéutico”. Los experimentos son análogos: se inyectan células embrionarias humanas en embriones de mono deficientes en la formación de algún órgano con la intención de que las células humanas complementen esa deficiencia y generen el órgano que, de otra manera, no podría generarse. Aunque sus autores califican los experimentos en marcha como «prometedores» nada podemos comentar sobre ellos en ausencia de datos científicos o publicaciones que los avalen.

Hasta el momento existe un consenso internacional que recomienda detener la gestación de todos estos embriones quiméricos de cualquier especie animal con células embrionarias humanas antes de que se desarrolle el sistema nervioso central, antes de que las células humanas puedan contribuir a generar el cerebro de la quimera, como una primera y mínima barrera de seguridad. Pero pronto estas barreras dejaran de existir. En Japón acaban de aprobar una legislación que permitirá que nazcan estas quimeras de animales con humanos. Y esto ya no es ciencia ficción. Es ciencia fascinante y preocupante… por igual.

Maracaibo, domingo 12 de febrero del año 2023