Ratones del mismo sexo tienen crías mediante la edición genética

Las aves lo hacen, las abejas lo hacen y hasta los ratones de laboratorio lo hacen. Pero si añadimos ciencia a la mezcla, en realidad no siempre se necesitan un macho y una hembra para crear una nueva vida.

Empleando la edición genética y células madre, un equipo de investigadores de China ha logrado que ratones del mismo sexo tengan crías. Aunque este hito se ha logrado antes con dos ratones madres, el nuevo estudio supone la primera ocasión en que crías de parejas de ratones macho también llegan a término.

La tecnología dista de estar preparada para aplicarse en humanos. Aunque las crías de ratón nacidas de dos hembras parecían sanas y dieron luz a sus propias crías, las crías nacidas de dos machos fallecieron poco después del parto. De las 12 nacidas, solo dos sobrevivieron más de 48 horas.

Sin embargo, el nuevo estudio, publicado en la revista Cell Stem Cell, supone un paso alentador hacia una mejor comprensión de las barreras que impiden el emparejamiento genético entre individuos del mismo sexo. La investigación también plantea un sinfín de cuestiones éticas entre los expertos, siendo la preocupación principal la salud de las futuras crías.

«Cuando realizas modificaciones genéticas, pueden aparecer efectos secundarios no deseados. Puedes alterar otras secuencias que no pretendías alterar», afirma Azim Surani, biólogo del desarrollo en la Universidad de Cambridge que no participó en el estudio. Estos cambios en el genoma se transmiten de una generación a otra, junto a cualquier posible efecto secundario negativo.

Llegados a este punto, los investigadores no se centran en trasladar los resultados a humanos, pero no sería imposible: «No podemos afirmar que esta técnica nunca se emplee en humanos en el futuro», afirma por email Wei Li, autor principal de la Academia China de las Ciencias.

«Vamos a tener que pensar como sociedad cuál sería nuestro límite para este tipo de investigación», afirma Sonia Suter, profesora de derecho en la Universidad George Washington especializada en bioética y política sanitaria.

Renunciar a la paternidad

El nuevo estudio forma parte de una serie de investigaciones que pretenden evitar una cuestión denominada impronta genética. En humanos, los genes están contenidos en 23 pares de cromosomas y cada uno hereda un juego de su madre y otro de su padre. Sin embargo, muchas criaturas no se desarrollan de igual modo. Unos pocos vertebrados selectos pueden tener crías sin el aporte genético de un macho: algunos tipos de lagartos, ranas e incluso peces pueden engendrar crías sin padres. Muchas veces, la denominada partenogénesis es impulsada por la cautividad.

Pero ese no es el caso de los mamíferos con placenta, el disco de tejido que facilita el intercambio de nutrientes y productos residuales entre la madre y el bebé.

 «Existe una barrera, y dicha barrera es la impronta», afirma Surani. La impronta se produce durante el desarrollo del esperma y el óvulo, cuando unas «etiquetas» se fijan a tus cromosomas, influyendo en la función del gen. Por alguna razón, la serie de etiquetas es diferente en los cromosomas de cada progenitor. Algunos genes necesitan activarse en el ADN de la madre; otros, en el ADN del padre.

Según Surani, que descubrió el curioso fenómeno en 1984, no se sabe exactamente por qué tiene lugar este proceso en mamíferos placentarios. Una idea general es que estas etiquetas ayudan a equilibrar el desarrollo del embrión. Pero insiste en que los científicos han propuesto muchas explicaciones.

«Simplemente no lo sabemos», afirma.

Un ratón bimaterno

Para su última investigación, los científicos utilizaron las denominadas células madre embrionarias haploides. Las células tienen solo un solo juego de cromosomas y se cultivan a partir de esperma u óvulos, reduciendo el número de etiquetas genéticas problemáticas.

Los investigadores emplearon las «tijeras moleculares» conocidas como CRISPR-Cas9 para extraer segmentos problemáticos para la impronta genética. En las parejas de ratones hembra, tuvieron que borrar tres regiones para obtener crías sanas. En las parejas de machos, tuvieron que cortar siete regiones.

Los siguientes pasos en ratones hembra fueron relativamente directos: los investigadores transfirieron las células madre alteradas a un óvulo inmaturo inalterado, que en esta etapa se parece a una medusa sin tentáculos gracias a su capa gelatinosa protectora, según explica por email el autor del estudio Baoyang Hu. A continuación, los investigadores implantaron el óvulo en el vientre de una madre ratón para que se desarrollara.

Sin embargo, en el caso de los machos resultó ser más complejo.

 «Para crear un individuo tienes que contar con un óvulo; los machos no los tienen», afirma Richard Behringer, biólogo de desarrollo en la Universidad de Texas que no participó en el estudio. Por eso el equipo inyectó el esperma y las células madre embrionarias haploides en un óvulo inmaduro sin núcleo, la parte de una célula que transporta la mayor parte de su material genético.

Al principio, los investigadores descubrieron que si insertaban este óvulo modificado en un útero, no crecía. Tuvieron que promover su crecimiento fuera del útero antes de implantarlo en un vientre.

Estas dificultades ya se preveían. Los padres que tuvieron crías sin aportación de las hembras son sumamente raros, según el primer autor Zhikun Li. «Antes de comenzar nuestra investigación, ni siquiera sabíamos si la reproducción bipaterna se traspasaría o no», escribe por email.

«Un gran interrogante ético»

Esta no es la primera ocasión en que dos ratones hembra dan a luz una cría de ratón viva. En 2004, un equipo de investigadores anunció el nacimiento del primer ratón de una pareja materna creado empleando técnicas de edición genética similares.

«Pero lo llevaron más allá», dice Monika Ward, de la Universidad de Hawái, sobre la nueva investigación. Ward explica que no solo intentaron perfeccionar el método, empleando células madre embrionarias haploides, y aplicarlo a crías de machos, sino que también trataron de observar los efectos de retirar varias regiones improntadas.

En el caso de las crías de hembras, el recorte de la tercera región permitía que las crías crecieran a un ritmo normal. En el caso de las crías de machos, borrar la séptima región improntada permitió a las crías desarrollarse a término y redujo los problemas de inflamación y respiratorios observados con solo seis deleciones genéticas.

En general, los investigadores que revisaron el estudio alabaron la rigurosidad del trabajo. «No se me ocurriría pedirles que hagan más», afirma Behringer. Sin embargo, no está claro cómo podría emplearse este método en el futuro ni las implicaciones para los humanos.

«Es un gran interrogante ético», afirma Ward.

Según Surani, aunque las crías con dos madres crecieron con normalidad en general y tuvieron crías propias, es posible que sufran problemas de desarrollo no detectados y se beneficiarían de un análisis de salud más detallado. Tampoco se sabe todavía por qué murieron tan rápidamente las crías de los machos. Surani explica que, en general, los genes de los machos requirieron más manipulación para que los embriones se desarrollasen por completo. Quizá persistan regiones improntadas que impidieron su supervivencia.

«Para mí, ante todo, se trata de una cuestión de seguridad», afirma Suter. «Es una gran barrera que superar».

Claro está, aunque el método funcione a la perfección en ratones, dar el salto a humanos es toda una proeza. La similitud de los patrones de impronta entre ratones y humanos sigue siendo un gran interrogante. Y muchas de las pruebas médicas actuales realizadas en ratones son «éticamente imposibles» en humanos, según señala un estudio de 2011 de Genome Biology. Los investigadores esperan poder seguir perfeccionando sus métodos en otros animales, entre ellos los monos.

Abriendo las puertas del desarrollo

Con todo, la información obtenida en estos experimentos es importante y podría ayudarnos a entender mejor el papel que desempeñan diversos genes en el desarrollo.

«Si siguen adelante y juegan con todos estos genes improntados, aprenderemos mucho al respecto», afirma Ward. Se cree que la impronta genética desempeña todo un abanico de papeles en el desarrollo de rasgos, enfermedades e incluso en el funcionamiento de los tratamientos de fertilidad.

La investigación también podría ser otra llamada para considerar abrir la investigación de células madre embrionarias y edición genética en Estados Unidos, donde la financiación es muy limitada para este tipo de trabajo y una compleja red de leyes restringe los estudios.

«Como hemos tenido tantas limitaciones en este tipo de investigación, no creo que lo hayamos pensado bien», afirma Suter. ¿Qué se considera seguro? ¿Qué justificación sería apropiada para su uso? ¿Quién tendrá acceso a dichas tecnologías? Al fin y al cabo, si la tecnología se desarrolla según pautas éticas y médicas adecuadas, podría dar esperanza a parejas del mismo sexo de tener hijos genéticamente emparentados, dándoles un acceso similar a la asistencia durante el embarazo del que ya disfrutan otras parejas.

«Personalmente, creo que si tenemos en cuenta la incapacidad para reproducirse en las parejas de sexo opuesto como algo que merece intervención tecnológica, me parece que, siendo coherentes, no podemos argumentar en contra de permitir que las parejas del mismo sexo hagan lo mismo», afirma Suter.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.