Clonación

4.1

Separación de blastómeros

En la separación de blastómeros, se realiza la fecundación del óvulo por el espermatozoide en un disco de laboratorio. Después, el embrión resultante se divide hasta formar una masa de aproximadamente cuatro células. Los científicos eliminan la cubierta exterior del embrión y lo introducen en una solución especial que provoca que las células del embrión, conocidas como blastómeros, se separen. Después, se coloca cada blastómero en un medio de cultivo, donde se forma un embrión que contiene la misma información genética que el original. Cada embrión nuevo puede ser implantado en el útero de una hembra, en el que se desarrollará durante el transcurso de un embarazo normal.

4.2

División del blastocisto

En la división del blastocisto los científicos permiten que el óvulo fecundado se divida hasta que forma una masa de unas 32 a 150 células, que recibe el nombre de blastocisto. Posteriormente, el blastocisto se divide en dos y se implantan las dos mitades en el útero de una hembra. Ambas se desarrollan como gemelos idénticos.

4.3

Transferencia nuclear celular somática

Mientras que la separación del blastómero y la división del blastocisto originan animales que contienen el material genético del padre y de la madre, la transferencia nuclear celular somática origina un animal que solo tiene el material genético de un progenitor. En esta técnica los científicos transfieren el material genético de una célula somática donante (cualquier tipo de célula del organismo diferente del óvulo o los espermatozoides) a un óvulo enucleado, es decir, a un óvulo al que se le ha extraído el núcleo y que, por lo tanto, carece de su material genético. La célula clonada resultante contiene el material genético de la célula somática donante.

La unión de una célula somática y un óvulo enucleado se lleva a cabo mediante fusión o inyección. En la fusión, los científicos colocan una célula somática en contacto con un óvulo enucleado. Un impulso eléctrico aplicado a las dos células introduce el núcleo de la célula somática en el óvulo que carece de núcleo. En el método de inyección, el núcleo de la célula se inyecta directamente en el óvulo enucleado.

En los primeros experimentos con transferencia nuclear celular somática, esta técnica solo tenía éxito si se utilizaba el núcleo de células embrionarias o de células procedentes de animales inmaduros. En 1996, científicos británicos engendraron la oveja Dolly empleando una variante de la transferencia nuclear celular somática que utilizaba el núcleo de células adultas. Los investigadores trataron las células donantes adultas para conseguir un estado de reposo, de modo que el comportamiento de los genes de la célula adulta fuese lo más parecido al de una célula embrionaria indiferenciada. Se aisló una célula de la ubre de una oveja adulta forzándola a entrar en un estado de reposo que evitaba la división del núcleo. Los científicos descubrieron que este estado de reposo ayuda a la célula a volver al estado embrionario. Los investigadores transfirieron el material genético del núcleo de la célula adulta a un óvulo enucleado de una segunda oveja. El embrión resultante fue implantado a continuación en el útero de una tercera oveja, donde se desarrolló durante un embarazo normal.

El nacimiento de Dolly preparó el terreno para la clonación de células procedentes de un animal adulto, haciendo posible la selección del individuo adulto que se desea clonar. El empleo de células que proceden de animales inmaduros hace difícil a los científicos determinar con precisión las características físicas del clon resultante.

La transferencia nuclear celular somática solo utiliza el material genético presente en el núcleo de la célula donante. Sin embargo, no todos los genes de un animal están localizados en el núcleo. Un pequeño número de genes reside en las mitocondrias, una estructura celular que se localiza fuera del núcleo, en el citoplasma celular. Como consecuencia, los clones derivados de la transferencia nuclear celular somática pueden contener genes mitocondriales que pertenecen al óvulo enucleado utilizado en el proceso de clonación y no a la célula donante del material genético.

Además, debido a que todos los organismos están influidos por la interacción de los genes y el medio, los organismos clonados pueden exhibir ciertas características que difieran de las del donante genético. Por ejemplo, durante su desarrollo, un animal clonado está expuesto inevitablemente a muchos factores ambientales distintos de los que influyeron a su progenitor. Estos factores pueden ser el tipo y cantidad de alimentos, la exposición a enfermedades infecciosas o incluso la posición del embrión durante su desarrollo en el útero.

5

CÉLULAS MADRE Y CLONACIÓN

Como parte del proceso de clonación, los científicos emplean embriones que se dividen y crecen. Cuando alcanzan el estado de blastocisto (entre 32 y 150 células), los embriones contienen células que pueden transformarse en todos los tipos celulares que un organismo necesita durante su desarrollo, como células de la sangre, células de la piel y todas las células especializadas que forman los tejidos del organismo. Los científicos son capaces de aislar estas células y favorecer su división bajo unas condiciones especiales de laboratorio, con el fin de obtener células madre embrionarias capaces de diferenciarse en cualquier tipo de célula. Aunque todas las células pueden dividirse para dar lugar a copias de ellas mismas, solo las células madre pueden originar tipos nuevos de células. Los seres humanos mantienen poblaciones de células madre en algunos tejidos, sin embargo, al envejecer, estas células tienden a perder su capacidad para transformarse en muchos tipos de células, con excepción de las células madre procedentes de la médula ósea que siguen conservando su capacidad para transformarse en distintos tipos celulares.

Los investigadores esperan poder aprovechar la versatilidad de las células madre para luchar contra las enfermedades. Los científicos creen que si un paciente recibe células madre clonadas procedentes de un óvulo fecundado que contiene el material genético del paciente, su sistema inmunológico no rechazará las células madre como un material extraño (véase Trasplante). Estas células madre “personalizadas” podrían ser utilizadas para tratar la enfermedad del paciente. En la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, se produce la muerte de ciertas neuronas. Los científicos esperan poder introducir en el cerebro células madre que restituyan las poblaciones neuronales perdidas. Esta técnica podría utilizarse también para tratar lesiones de la médula espinal en las que hay una destrucción neuronal que causa una parálisis. Las células madre también podrían emplearse para reparar la lesión del músculo cardiaco después de un infarto de miocardio o para regenerar el cartílago en las articulaciones de personas que sufren artrosis. Podrían incluso cultivarse células madre para formar células pancreáticas que fabriquen insulina, de tal manera que la inyección de estas células pudiese curar la diabetes mellitus.

Las técnicas médicas que emplean estas células están en fase de experimentación. En el año 2001 se llevó a cabo el primer estudio clínico en el que se inyectaron células madre en el cerebro de pacientes con enfermedad de Parkinson con distintos resultados. Aunque las células inyectadas crecieron, no se obtuvieron beneficios relevantes en los pacientes mayores de 60 años. Algunos de los pacientes con edades inferiores a los 60 años experimentaron una mejoría después del tratamiento, si bien en el 15% de este grupo de pacientes más jóvenes se observaron efectos secundarios irreversibles, como tics y otros movimientos incontrolables.

Las células madre clonadas pueden presentar otros riesgos. Por ejemplo, en el proceso de clonación (producción de grandes cantidades de células a partir de una) pueden originarse errores genéticos en las células. Si se produce una alteración en la división celular durante la clonación, el error puede repetirse en muchas otras células, incluso en todas ellas si el error existe en la célula original. Sin embargo, en el año 2002, científicos de la Universidad Rutgers hallaron pocas mutaciones genéticas en las células madre embrionarias clonadas de ratones. De hecho, el estudio de estos investigadores demostró que las células madre eran más resistentes a las mutaciones que algunas células adultas.

Otra preocupación de la comunidad científica, respecto al uso de células madre, es que estas células puedan ser portadoras de alguna enfermedad. Por ejemplo, cuando se clonan células madre es habitual mezclar en el cultivo células madre humanas con células madre de ratón. Las células de ratón producen un nutriente o factor de crecimiento aún sin identificar que ayuda a mantener vivas las células madre humanas. Entre los científicos existe la preocupación de que células de ratón infectadas pudiesen transmitir con facilidad virus a las células madre humanas. Los investigadores esperan desarrollar métodos nuevos de cultivo celular que no dependan de estas “células nutrientes”.

6

CLONACIÓN DE ANIMALES

Desde la clonación de la oveja Dolly en 1996, los investigadores han clonado una amplia variedad de mamíferos, incluyendo vacas, cabras, cerdos, gatos y conejos a partir de células adultas. Aunque los científicos han logrado algunos avances notables en la clonación de animales, siguen existiendo inconvenientes. La transferencia nuclear de células somáticas no es eficaz porque muy pocos embriones clonados sobreviven hasta el nacimiento. Así, por ejemplo, en los experimentos llevados a cabo en el año 2001 para obtener los primeros conejos clonados, se implantaron 371 embriones en varias hembras, pero solo nacieron seis conejos clonados.

Tal vez resulta más preocupante aún el hecho de que los primeros estudios obtuvieran resultados cuestionables respecto a la salud de los animales clonados mediante transferencia nuclear de células somáticas. Los científicos señalaron que la oveja Dolly desarrolló prematuramente una artrosis. En otros experimentos se observó que los ratones clonados sufrían más enfermedades y fallecían a la mitad de edad que los ratones normales.

La clonación de animales puede tener consecuencias importantes. Las poblaciones salvajes de plantas y animales sanos mantienen, a través de la reproducción sexual, la diversidad genética, es decir, una amplia variedad de diferentes combinaciones de genes. La diversidad genética puede hacer a una población más resistente a la enfermedad y a los cambios medioambientales. Por otra parte, las grandes poblaciones de plantas o animales clonados pueden carecer de diversidad genética. Los agricultores de todo el mundo utilizan muchos cultivos, como el maíz y el arroz, que poseen menos variabilidad genética que sus homólogos que crecen salvajes en la naturaleza. Un solo virus podría eliminar estos cultivos. De la misma manera, si todas las vacas de un rebaño proceden de un único clon, una sola enfermedad podría potencialmente terminar con todo el rebaño.