Por
primera vez, unos investigadores han creado directamente ratones a partir de
dos padres. Aunque los ratones no pudieron sobrevivir durante más de un día más
o menos después del nacimiento, conseguir el desarrollo fetal de un embrión surgido
del ADN de dos machos ha resultado mucho más difícil que conseguir ratones con
dos madres.
Los
resultados ayudan a explicar por qué los mamíferos no pueden reproducirse a
partir de un solo macho y también ayudar a explicar por qué los animales que
pueden reproducirse solos, como algunos anfibios, son casi siempre hembras.
La
barrera para la reproducción a partir de un solo sexo es la impronta genómica, el
marcado molecular del ADN que regula cómo se llevan a cabo las instrucciones en
el genoma. La impronta
genética o "imprinting" es un fenómeno genético propio del
desarrollo de los mamíferos por el que ciertos genes son expresados de un modo
específico que depende del sexo del progenitor.
El
nuevo estudio, publicado
en línea el 11 de octubre en la revista Cell
Stem Cell, ha puesto de manifiesto que la impronta no es una barrera infranqueable.
Se sabe que la impronta genómica es importante para el desarrollo embrionario,
pero exactamente cómo funciona y lo que controla es un enrevesado jeroglífico
que los genetistas y los biólogos moleculares van descifrando poco a poco.
En
la reproducción sexual, cada descendiente hereda la mitad de su ADN de su madre
y la mitad de su padre. Pero el ADN de cada progenitor tiene “etiquetas”
moleculares únicas (las improntas) que se agregan durante la formación del
espermatozoide y el óvulo originales. Esas etiquetas son las instrucciones que
dictan si un gen se expresa o permanece inactivo. Uno podría heredar una copia
de un gen específico materno y ese gen con estas "etiquetas" moleculares
permitiría que se transcriba para cumplir su función, pero el mismo gen (alelo)
de origen paterno tendría diferentes etiquetas, que evitarían que se expresara.
Por
ejemplo, hay trastornos genéticos que dependen de la impronta genómica. El
síndrome de Angelman, un trastorno neurológico que causa discapacidad
intelectual y convulsiones, es causado por una mutación del gen UBE3A en el
cromosoma de la madre. Cuando ese mismo gen mutado es transmitido por el padre en
lugar de por la madre, el resultado es un trastorno neurológico completamente
diferente llamado síndrome de Prader-Willi.
Estas
etiquetas son cruciales en el desarrollo embrionario temprano de los mamíferos.
Estudios anteriores han encontrado que cuando los científicos intentan crear
descendencia de dos espermatozoides, el embrión no se desarrolla, mientras que
las células placentarias se desarrollan; por el contrario, la descendencia de
dos óvulos da como resultado un embrión en desarrollo y una placenta que no
crece.
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| Algunos animales son capaces de reproducirse en solitario. La mayoría de estos casos se producen cuando una hembra se reproduce sin un macho, un proceso llamado partenogénesis. Varios peces, reptiles y anfibios pueden reproducirse de esta manera. Pero solo se conoce un caso, el del popular pez cebra de los acuarios (Danio rerio), capaz de reproducirse solo con machos, y solo bajo ciertas condiciones de laboratorio. |
Los
investigadores que han publicado el nuevo estudio querían saber por qué los
mamíferos no pueden reproducirse solos. Para comenzar, investigaron qué se
necesita para provocar la partenogénesis en los mamíferos. Utilizaron células madre (blastocitos) de ratón modificadas mediante ingeniería genética para tener solo un conjunto
de cromosomas maternos, como los óvulos, y los inyectaron en una célula de óvulo
normal para crear un embrión con dos conjuntos de ADN materno. Luego
transfirieron el embrión resultante a una madre subrogada.
Para
crear un embrión viable, los investigadores tuvieron que eliminar tres
segmentos impresos del genoma de las células madre modificadas. Los ratones
resultantes parecían normales, aunque sobrevivieron durante un tiempo limitado
en condiciones experimentales, por lo que es posible que no estuvieran tan
sanos como los ratones que nacen en la forma tradicional.
Pero
los ratones con dos madres no son nada nuevo; se produjeron
por primera vez en 2004. Conseguirlos desde dos padres solo lo habían
hecho una vez unos investigadores del MD Anderson Cancer Center de Texas.
En ese caso, los investigadores crearon células madre masculinas con cromosomas
X, pero sin cromosomas Y (el cromosoma responsable de la aparición del sexo
masculino), y las inyectaron en blastocitos femeninos. Luego dejaron que los blastocitos se convirtieran
en hembras adultas. Conseguido esto, aparearon a las hembras que portaban solo
el X-ADN masculino con machos, creando una descendencia que solo portaba genes
de dos padres.
En
el caso que nos ocupa, los investigadores querían ver si podían hacer ratones
con dos padres sin el paso intermedio de una hembra modificada genéticamente.
Para hacerlo, inyectaron una célula espermática y células madre con solo ADN
paterno en un óvulo al que se le había extraído su núcleo (y, por lo tanto,
todo su ADN materno). Del embrión resultante se extrajeron células madre que se
colocaron en un blastocisto separado, que era imprescindible para desarrollar
una placenta. Finalmente, este blastocisto inyectado con células madre se
colocó en el útero de una madre subrogada.
Pero
a los ratones no les fue bien. De hecho, solamente una minoría de nacimientos tuvieron
éxito. De 1.023 intentos, solo nacieron doce crías vivas. Además, las crías no
eran normales. Estaban hinchadas con líquidos en un volumen de más del doble
que las crías de ratones normales. Todos respiraron e intentaron amamantarse, pero
murieron poco después de nacer.
Aunque
algunos han lanzado las campanas al vuelo diciendo que existe la posibilidad de
que dos hombres puedan tener un hijo, eso es algo que está muy lejos de
conseguirse. Lo que sí hace el estudio, sin embargo, es ofrecer un indicio de
por qué la partenogénesis desde hembras es más común en la naturaleza que la
reproducción solo a partir de machos. Los investigadores tuvieron que eliminar
siete regiones impresas del genoma para hacer que la reproducción solo
funcionara en machos, cuatro más de las que tenían que eliminar para las
mujeres. Quizás esa pérdida adicional de material genético podría explicar por
qué los ratones con dos padres eran tan infrecuentes como anormales.
De
momento, antes que lanzarse a la ciencia ficción de un aburrido mundo sin
hembras, lo que es alentador es que en el futuro el método podrá usarse para
estudiar más de cerca los efectos de la impronta en varios trastornos del
desarrollo y los ratones podrían usarse para probar modificaciones genéticas
que podrían corregir trastornos hereditarios. ©Manuel Peinado Lorca.
@mpeinadolorca.
