El siguiente paso fue reclutar mujeres dispuestas a contribuir con óvulos para usar en el procedimiento de clonación y también recolectar células de individuos para ser clonados (los donantes). El proceso de clonación parece simple, pero el éxito depende de muchos factores pequeños, algunos de los cuales todavía no entiendo. En la técnica básica de transferencia nuclear, los científicos utilizan una aguja extremadamente fina para succionar el material genético de un óvulo maduro. Luego, inyectan el núcleo de la célula donante (o, a veces, una célula completa) en el óvulo enucleado e incuban bajo condiciones especiales que lo impulsan a dividirse y crecer.

Encontramos mujeres dispuestas a contribuir con óvulos de forma anónima para su uso en nuestra investigación colocando anuncios en publicaciones en el área de Boston . Solo aceptamos mujeres de entre 24 y 32 años que tuvieran al menos un hijo. Curiosamente, nuestra propuesta apeló a un subconjunto diferente de mujeres que aquellas que de otra manera podrían contribuir con óvulos a parejas infértiles para su uso en fertilización in vitro. Las mujeres que respondieron a nuestros anuncios estaban motivadas a dar sus óvulos para la investigación, pero muchas no hubieran estado interesadas en que sus óvulos se usaran para generar un hijo que nunca verían. (Las donantes fueron reclutadas y los óvulos fueron recolectados por un equipo dirigido por Ann A. Kiessling-Cooper de Duncan Holly Biomedical en Somerville, Mass. Kiessling también fue parte de las deliberaciones sobre cuestiones éticas relacionadas con los contribuyentes de óvulos).

Les pedimos a los posibles contribuyentes de óvulos que se sometieran a pruebas psicológicas y físicas, incluida la detección de enfermedades infecciosas, para garantizar que las mujeres estuvieran sanas y que la contribución de óvulos no las afectaría negativamente. Terminamos con 12 mujeres que eran buenas candidatas para contribuir con óvulos. Mientras tanto, tomamos biopsias de piel de varias otras personas anónimas para aislar células llamadas fibroblastos para su uso en el procedimiento de clonación. Nuestro grupo de donantes de fibroblastos incluye personas de distintas edades que son generalmente sanas o que tienen un trastorno como diabetes o lesión de la médula espinal, el tipo de personas que probablemente se beneficiarán de la clonación terapéutica.

Nuestro primer intento de clonación se produjo en julio pasado . El momento de cada intento dependía de los ciclos menstruales de las mujeres que aportaban óvulos; las donantes tuvieron que recibir inyecciones de hormonas durante varios días para que ovularan alrededor de 10 óvulos a la vez en lugar de uno o dos normales.

Tuvimos un rayo de éxito en el tercer ciclo de intentos cuando el El núcleo de un fibroblasto inyectado pareció dividirse, pero nunca se escindió para formar dos células distintas. Así que en el siguiente ciclo decidimos tomar la táctica utilizada por Teruhiko Wakayama y sus colegas, los científicos que crearon los primeros ratones clonados en 1998 (Wakayama estaba entonces en la Universidad de Hawai y ahora está en Tecnología Celular Avanzada). inyectamos a algunos de los óvulos con núcleos de fibroblastos de la piel como de costumbre, a otros les inyectamos células de ovario llamadas células de cúmulo que generalmente nutren los óvulos en desarrollo en el ovario y que se pueden encontrar todavía adheridos a los óvulos después de la ovulación. Las células de los cúmulos son tan pequeñas que pueden inyectarse enteras. Al final, se necesitaron un total de 71 óvulos de siete voluntarios antes de que pudiéramos generar nuestro primer embrión temprano clonado. De los ocho óvulos que inyectamos con células de cúmulo, dos se dividieron para formar embriones tempranos de cuatro células y uno progresó a al menos seis células antes de que se detuviera el crecimiento.

Partenogénesis

TAMBIÉN BUSCAMOS DETERMINAR si podríamos inducir a los óvulos humanos a dividirse en embriones tempranos sin ser fertilizados por un espermatozoide o sin ser enucleados e inyectados con una célula donante. Aunque los óvulos maduros y los espermatozoides normalmente tienen solo la mitad del material genético de una célula corporal típica, para evitar que un embrión tenga un conjunto doble de genes después de la concepción, los óvulos reducen a la mitad su complemento genético relativamente tarde en su ciclo de maduración. Si se activan antes de esa etapa, aún retienen un conjunto completo de genes.

Células madre derivadas de tales células activadas partenogenéticamente sería poco probable que fueran rechazados después del trasplante porque serían muy similares a las células del propio paciente y no producirían muchas moléculas que serían desconocidas para el sistema inmunológico de la persona. (No serían idénticas a las células individuales debido a la mezcla genética que siempre ocurre durante la formación de óvulos y espermatozoides). Estas células también podrían plantear menos dilemas morales para algunas personas que las células madre derivadas de embriones tempranos clonados.

Bajo un escenario, una mujer con una enfermedad cardíaca podría tener sus propios óvulos recolectados y activados en el laboratorio para producir blastocistos. Luego, los científicos podrían usar combinaciones de factores de crecimiento para convencer a las células madre aisladas de los blastocistos para que se conviertan en células del músculo cardíaco que crecen en placas de laboratorio y que podrían implantarse nuevamente en la mujer para parchear un área enferma del corazón. Usar una técnica similar, llamada androgénesis, para crear células madre para tratar a un hombre sería más complicado. Pero podría implicar la transferencia de dos núcleos del esperma del hombre a un óvulo contribuido al que se le había despojado de su núcleo.

Los investigadores han informado previamente que los huevos de ratones y conejos se dividen en embriones al exponerlos a diferentes sustancias químicas o estímulos físicos como una descarga eléctrica. Ya en 1983, Elizabeth J. Robertson, que ahora está en la Universidad de Harvard, demostró que las células madre aisladas de embriones de ratón partenogenéticos podían formar una variedad de tejidos, incluidos los nervios y los músculos.

En nuestros experimentos de partenogénesis, expusimos 22 huevos a sustancias químicas que cambiaron la concentración de átomos cargados llamados iones dentro de las células. Después de cinco días de crecimiento en placas de cultivo, seis huevos se habían convertido en lo que parecían ser blastocistos, pero no contenían claramente la llamada masa celular interna que produce células madre.

Por qué lo hicimos

Estamos ansiosos por el día en que podamos ofrecer clonación terapéutica o terapia celular derivada de la partenogénesis a pacientes enfermos. Actualmente nuestros esfuerzos se centran en enfermedades del sistema nervioso y cardiovascular y en diabetes, trastornos autoinmunes y enfermedades que involucran la sangre y la médula ósea.

Una vez que podamos derivar células nerviosas de embriones clonados, esperamos no solo curar la médula espinal dañada sino también tratar trastornos cerebrales como la enfermedad de Parkinson, en la que la muerte de las células cerebrales que producen una sustancia llamada la dopamina conduce a temblores incontrolables y parálisis. La enfermedad de Alzheimer, los accidentes cerebrovasculares y la epilepsia también pueden ceder ante este enfoque.

Además de las células de los islotes pancreáticos productoras de insulina para el tratamiento de la diabetes, las células madre de embriones clonados también podrían ser empujadas para convertirse en células del músculo cardíaco como terapias para el corazón congestivo insuficiencia, arritmias y tejido cardíaco marcado por ataques cardíacos.

Una aplicación potencialmente aún más interesante podría involucrar la incitación de las células madre clonadas a diferenciarse en células de la sangre y la médula ósea. Los trastornos autoinmunitarios como la esclerosis múltiple y la artritis reumatoide surgen cuando los glóbulos blancos del sistema inmunológico, que surgen de la médula ósea, atacan los propios tejidos del cuerpo. Los estudios preliminares han demostrado que los pacientes con cáncer que también tenían enfermedades autoinmunes obtuvieron alivio de los síntomas autoinmunes después de recibir trasplantes de médula ósea para reemplazar su propia médula que había sido destruida por quimioterapia de dosis alta para tratar el cáncer. Las infusiones de células madre clonadas hematopoyéticas o formadoras de sangre podrían «reiniciar» el sistema inmunológico de las personas con enfermedades autoinmunes.

Pero, ¿las células clonadas o las generadas a través de la partenogénesis son normales? Solo las pruebas clínicas de las células mostrarán en última instancia si dichas células son lo suficientemente seguras para el uso rutinario en pacientes, pero nuestros estudios de animales clonados han demostrado que los clones son saludables. En la edición de Science del 30 de noviembre de 2001, informamos sobre nuestro éxito hasta la fecha con la clonación de ganado. De 30 bovinos clonados, seis murieron poco después del nacimiento, pero el resto tuvo resultados normales en los exámenes físicos, y las pruebas de su sistema inmunológico muestran que no difieren del ganado normal. Dos de las vacas incluso han dado a luz terneros sanos.

El proceso de clonación también parece restablecer el «reloj de envejecimiento» en las células clonadas, de modo que las células parecen más jóvenes de alguna manera que las células de las que proceden. fueron clonados. En 2000 informamos que los telómeros de los extremos de los cromosomas de los terneros clonados son tan largos como los de los terneros control. Los telómeros normalmente se acortan o se dañan a medida que un organismo envejece. La clonación terapéutica puede proporcionar células «jóvenes» para una población que envejece.

Un informe de julio pasado de Rudolf Jaenisch del Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica en Cambridge, Massachusetts, y sus colegas ganó mucha atención porque encontró que -llamados defectos de impronta en ratones clonados. La impronta es un tipo de sello que se coloca en muchos genes de los mamíferos y que cambia la forma en que se activan o desactivan los genes dependiendo de si los genes se heredan de la madre o del padre. El programa de impronta generalmente se «reinicia» durante el desarrollo embrionario.

Aunque la impronta parece jugar un papel importante en los ratones, nadie sabe aún qué tan significativo es el fenómeno para los humanos.Además, Jaenisch y sus colaboradores no estudiaron ratones clonados a partir de células extraídas de cuerpos de adultos, como fibroblastos o cúmulos. En su lugar, examinaron ratones clonados a partir de células embrionarias, que cabría esperar que fueran más variables. Los estudios que muestran que la impronta es normal en ratones clonados a partir de células adultas están actualmente en prensa y deberían publicarse en la literatura científica dentro de varios meses.

Mientras tanto, continuamos con nuestros experimentos de clonación terapéutica para generar embriones humanos clonados o producidos partenogenéticamente que producirán células madre. Los científicos apenas han comenzado a aprovechar este importante recurso.

LOS AUTORES:

JOSE B. CIBELLI, ROBERT P. LANZA y MICHAEL D. WEST son vicepresidente de investigación, vicepresidente de desarrollo médico y científico, y presidente y director ejecutivo, respectivamente, de Advanced Cell Technology, una empresa de biotecnología privada en Worcester, Mass. Cibelli recibió su DVM de la Universidad de La Plata en Argentina y su Ph.D. de la Universidad de Massachusetts en Amherst. Su investigación condujo a la creación de los primeros terneros modificados genéticamente clonados en 1998. Lanza tiene un doctorado en medicina de la Universidad de Pennsylvania. Es un ex becario Fulbright y es autor o editor de numerosos libros científicos y populares, incluido el texto Principles of Tissue Engineering. West tiene un Ph.D. de la Facultad de Medicina de Baylor y está particularmente interesado en el envejecimiento y las células madre. Desde 1990 hasta 1998 fue fundador, director y vicepresidente de Geron Corporation en Menlo Park, California, donde inició y dirigió programas de investigación en la biología de los telómeros (los extremos de los cromosomas, que se encogen durante el envejecimiento) y el esfuerzo por derivar células madre embrionarias humanas. Carol Ezzell es redactora y editora del personal.

MÁS PARA EXPLORAR:

Perspectivas para el uso de transferencia nuclear en trasplantes humanos Robert P. Lanza, Jose B. Cibelli y Michael D West in NatureBiotechnology, vol. 17, núm. 12, páginas 11711174; Diciembre de 1999.

La validez ética del uso de transferencia nuclear en trasplantes humanos. Robert P. Lanza y col. en Revista de la Asociación Médica Estadounidense, vol. 284, núm. 24; 27 de diciembre de 2000.

Los debates de investigación sobre embriones humanos: bioética en el vórtice de la controversia. Ronald M. Green. Oxford University Press, 2001.

El texto completo de nuestro artículo en e-biomed: The Journal of Regenerative Medicine se puede ver en www.liebertpub.com/ebi