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Reproducción clonada de animales

En el artículo Mecanismo básico del desarrollo se menciona el caso de la oveja Dolly formada a partir de un núcleo de una célula adulta, lo que sirvió como prueba de que el destino de una célula completamente diferenciada podía cambiarse echando por tierra el pensamiento arraigado hasta entonces de que eso no podía suceder. En el presente artículo ampliaremos sobre el tema de la clonación de animales.

Los primeros intentos por clonar animales utilizando células adultas no tenían éxito. Un vuelco radical a este problema lo dio el genetista Keith Campbell dedicado al estudio del ciclo de la célula en animales de granja. Su idea era simple: quizás lo que era necesario para lograr el éxito en esa empresa era que el óvulo y la célula donadora del núcleo estuvieran en la misma etapa del ciclo de la célula (el ciclo de la célula se describe en el artículo La división celular y la mitosis). Esta sugerencia hizo que el investigador Neil First en 1994, y el propio Campbell en 1995, trabajando en conjunto con el biólogo Ian Wilmut clonaran con éxito animales agrícolas utilizando células procedentes de embriones avanzados.

Con la experiencia adquirida, Wilmut se lanza a la conquista de lo "imposible". Transferir el núcleo de una célula adulta diferenciada a un óvulo con el núcleo retirado, para luego desarrollar el embrión resultante en una madre sustituta, y lograr hacer un individuo clonado. Este experimento de Wilmut sacudió los cimientos de la biología y ante el asombro mundial produjo un animal saludable.

El procedimiento seguido se puede resumir como sigue:

Wilmut extrajo células mamarias de la ubre de una oveja de seis años de edad y las mantuvo en cultivo de tejidos. Cinco días antes de la fecha de clonado el equipo de Wilmut redujo el nivel de nutrientes en el suero de cultivo en el que se encontraban la células mamarias con el objetivo de que se detuviera el ciclo de las células ante la "hambruna". Paralelamente, se enuclearon óvulos procedentes de otra oveja utilizando una micropipeta para retirar cuidadosamente el núcleo de cada óvulo. En enero de 1996 se combinaron óvulos y células mamarias insertando por microcirugía cada una de las células mamarias dentro de la cubierta de cada uno de los óvulos enucleados. A continuación, Wilmut aplicó a todos los "dúos" una breve descarga eléctrica a fin de que la membrana plasmática de ambas células, la mamaria y el óvulo, se hicieran permeables y así lograr que el contenido de las células mamarias se vertiera al espacio interior de los óvulos. Adicionalmente, la descarga eléctrica tenía el efecto de poner en marcha de nuevo el ciclo de la célula para iniciar la división celular.

Seis días después de la descarga eléctrica y manteniendo los dúos en cultivo, 30 de ellos, de 277 ensayos, se habían dividido lo suficiente y habían alcanzado el estado de blástula hueca. Usando ovejas madres sustitutas se trasplantaron 29 de ellos, y unos cinco meses después, el 5 de julio de 1997 una de las ovejas paría un corderito, Dolly, marcando un hito en la historia de la tecnología genética.

Pero no todo fue color de rosa en la clonación de animales partiendo de una célula adulta, y aunque en los años posteriores al nacimiento de Dolly los investigadores hicieron muchas mejoras a la eficacia del proceso y se clonaron otras ovejas, ratones, vacas, cabras y conejos, de todas formas a menudo se producían problemas en los animales clonados:

1.- Solo un pequeño porcentaje de los embriones trasplantados sobrevivían hasta el nacimiento, la mayor parte moría tarde en la gestación.

2.- Los que lograban nacer, usualmente morían poco después.

3.- Muchos se desarrollaban con dimensiones exageradas, una condición denominada síndrome de la descendencia grande.

4.- Los pocos nacimientos que alcanzaban la edad  juvenil no tenían un desarrollo adecuado hasta la adultez y presentaban la tendencia a descontrolarse inesperadamente.

¿Donde está el problema?

A partir de la época de Dolly, los científicos han trabajado y aprendido mucho acerca de las razones de esta situación. El hecho radica en lo que ha venido a denominarse reprogramación. Resulta, por ejemplo, que a medida que maduran los óvulos y espermatozoides humanos, se van haciendo cambios químicos al ADN sin cambiar su secuencia, pero estos cambios definen cuando un gen en particular se expresará. Tal reprogramación del ADN parece que se realiza por el proceso denominado impronta genómica.

La impronta genómica se produce a través de un complicado proceso, pero en resumen su mecanismo básico es simple y funciona bloqueando la habilidad de las células para expresar ciertos genes. El bloqueo de la "lectura" del gen se produce al alterar químicamente algunas de las unidades de citosina en el ADN, agregándoles un grupo metilo (−CH3) que hace que la enzima polimerasa que debe "leer" y transcribir el gen no lo reconozca, podíamos decir que el gen queda "apagado" una vez metilado.

Contrariamente, la metilación de la impronta genómica puede tener el efecto inverso, esto es, mantener "encendido" un gen de manera que siempre esté activo. Ahora no se metila la citosina en el ADN, si no alguna secuencia en el ADN encargada de bloquear que el gen se transcriba, desactivando tal propiedad.

Para que el desarrollo de un individuo como el hombre sea correcto se requiere de una impronta genómica muy precisa, y los cambios químicos que se realizan al ADN se producen en los tejidos reproductivos del adulto, lo que toma meses para el espermatozoide y años para el óvulo. Sin embargo, en los procesos de clonación, la reprogramación del ADN del donante deberá suceder en pocos minutos ya que una vez que la célula que proporciona el núcleo con el ADN se combina con el óvulo enucleado la división celular comienza en breve, iniciando así la formación del nuevo individuo. Simplemente no hay suficiente tiempo como para hacer la reprogramación adecuada.

Mientras los científicos no encuentren la vía apropiada para reprogramar el núcleo donante, la clonación de animales no será un hecho consumado.



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