Año nuevo: promesas celulares

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 31 de diciembre  de 2014

La aparición de células con el gen
SOX17 activado (células verdes)
señala el nacimiento del linaje
celular germinal humano

El pasado 24 de diciembre, la revista científica Cell publicó lo que puede considerarse un singular regalo de navidad.

Se trata de una investigación realizada por científicos ingleses e israelíes que lograron por primera vez que células madre humanas (tanto embrionarias como obtenidas a partir de células de piel de adultos) se transformaran en las células que dan origen a óvulos y espermatozoides.

¿Cuál es la importancia de este logro? Directamente, que hasta hoy sólo se había podido lograr en células de ratón; el que se logre con células humanas permitirá investigar más profundamente el complejo proceso de formación de los gametos humanos, lo que en última instancia podría traducirse en nuevos tratamientos contra la infertilidad. Es más: llevando las cosas al extremo, y tomando en cuenta que a partir de las células producidas (técnicamente llamadas células germinales primigenias o primordiales) se pueden obtener tanto óvulos como espermatozoides, quizá podría lograrse que parejas del mismo sexo pudieran tener hijos propios, con un óvulo de un padre y un espermatozoide del otro (en el caso de parejas lésbicas, se podrían obtener bebitas; producir un bebé masculino sería un problema, pues haría falta un cromosoma Y, ya que las mujeres sólo tienen cromosomas X, a diferencia de los hombres, que tienen uno X y uno Y).

Expliquemos un poco. Hace ya unas dos décadas que estamos a la espera de que las llamadas “células madre” cumplan su promesa de nuevas terapias para reparar tejidos y de producir órganos de repuesto a partir de las propias células del paciente. ¿Qué es una célula madre? Técnicamente, una célula capaz de a) reproducirse indefinidamente y b) dar origen a cualquiera de los aproximadamente 200 tipos de células que forman el cuerpo humano.

Las únicas células capaces de esto (células madre totipotenciales) son el óvulo fecundado y las células que se forman cuando éste se divide en las primeras etapas de desarrollo de un embrión. Luego de la unión del óvulo con el espermatozoide, el cigoto u óvulo fecundado comienza a dividirse en dos, cuatro, ocho… células idénticas, hasta formar una bolita de células llamada mórula (porque parece una mora microscópica). Luego ésta se transforma en una esfera hueca, la blástula, cuya capa externa dará origen a la placenta, y dentro de la cual se halla una masa interna de células que posteriormente se transformarán en el embrión propiamente dicho. Éstas son las “células madre embrionarias” (o pluripotenciales). Tienen la capacidad potencial de dar origen a todos los tipos de células del cuerpo humano (aunque ya no a la placenta). Posteriormente, en diversas partes del cuerpo pueden hallarse células madre multipotenciales que pueden generar algunas células del cuerpo, aunque no todas, y que también se están investigando como una alternativa a las células madre embrionarias, cuya obtención a partir de blástulas ha sido objetada por razones éticas.

El problema es que el proceso que controla cómo las células madre embrionarias se transforman en las células de cada tejido y órgano de un cuerpo humano (el proceso de diferenciación) es extremadamente complejo y delicado. Depende de una serie de señales químicas que encienden y apagan los genes adecuados en el momento correcto del desarrollo. Sin este delicado control, pueden dar lugar a tumores llamados teratomas.

Y no es que no haya habido avances. Por ejemplo, en junio de 2014 un equipo de investigadores en Estados Unidos logró producir células de retina a partir de células madre humanas inducidas (es decir, no embrionarias sino obtenidas a partir de células adultas sometidas a ciertos tratamientos), que espontáneamente se organizaron para formar un tejido muy similar a una retina normal. Y en octubre del mismo año, otro equipo estadounidense produjo, a partir de células humanas de piel, células madre inducidas que luego, con la combinación correcta de señales, dieron origen a células intestinales que pudieron formar “organoides” similares a pequeños fragmentos de intestino humano. Más aún: cuando se trasplantaron a ratones especialmente preparados para no rechazar el tejido humano, estos organoides pudieron mostrar algunas de las funciones de un intestino normal. Aun así, los sueños de tener ojos, intestinos, riñones o hígados de repuesto sigue lejano.

El logro navideño del equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, y el Instituto Weizmann, en Israel, comandados por Azim Surani, fue descubrir qué señales controlan que ciertas células embrionarias se transformen específicamente en células germinales primigenias, que son las que generan, durante el desarrollo humano, a los gametos: los miles de óvulos y los millones de espermatozoides que cada mujer u hombre produce durante su vida.

En particular, identificaron el papel que juega un gen llamado SOX17 en este proceso de “especificación” que lleva finalmente a la formación de los gametos. Curiosamente, dicho gen no participa en este proceso en los ratones, lo cual nos recuerda, como acertadamente señalan los autores de la investigación, que no todos los descubrimientos hechos en animales pueden extrapolarse directamente a humanos. Identificar las señales y genes específicos que controlan en qué tipo de célula se transforman las células madre será importante para obtener todos los beneficios que esperamos de ellas.

Además, Surani y su equipo produjeron sus células germinales primigenias con una alta eficiencia (40%), y al compararlas con sus equivalentes naturales (obtenidos de fetos abortados), encontraron una alta similitud a nivel molecular. Faltaría ver si estas células pueden efectivamente convertirse en óvulos y espermatozoides que a su vez puedan unirse para producir un embrión humano (como ya se ha logrado en ratones). Pero Jacob Hanna, otro de los investigadores participantes, afirma que él y sus colegas “no están listos para lanzarse a eso”, debido a los problemas éticos involucrados (además del obvio, experimentar con embriones humanos, ocurre que para formar los gametos, las células germinales tendrían que insertarse en testículos u ovarios humanos).

En resumen, se trata de un avance importante, pero la promesa de las células madre sigue siendo eso: una promesa. Las perspectivas, sin embargo, son cada vez más prometedoras. ¡Que tenga usted un muy feliz año nuevo!

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Contacto: mbonfil@unam.mx

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