Científicos implantan células humanas en embriones de mono para facilitar futuros trasplantes

Para comprender mejor cómo se comunican las células humanas con las de otros animales y facilitar potencialmente el proceso de cultivo de tejidos y órganos para trasplantes humanos, los científicos del Salk Institute for Biological Studies de La Jolla han dado el siguiente paso en la investigación de quimeras, organismos que contienen células de dos o más especies.

Dirigidos por el profesor del Salk, Juan Carlos Izpisúa Belmonte, los investigadores han recurrido a uno de nuestros vecinos genéticos y evolutivos más cercanos, el mono, para demostrar una nueva integración de células humanas en el tejido animal cultivando con éxito embriones de mono con células humanas.

Un nuevo estudio, publicado el 15 de abril en la revista Cell, se basa en los trabajos anteriores del laboratorio de Izpisúa Belmonte con ratones y ratas quiméricos.

El laboratorio utiliza modelos animales para estudiar el proceso de división celular, pero reconoce que nada es comparable al proceso natural de desarrollo en el útero.

“Hemos reunido muchos conocimientos en modelos animales... pero esos conocimientos no siempre se trasladan a los humanos porque somos diferentes de otros animales”, dijo Izpisúa Belmonte.

“Hace unos 20 años, la comunidad científica fue capaz de obtener algunas de estas células de estos embriones tempranos [conocidas como] células de totipotencia que pueden generar los 250 tipos de células de los que se compone un humano... Pudimos sacarlas de un embrión humano, ponerlas en una placa de Petri y mantenerlas. En estos 20 años, hemos tomado estas células e intentamos imitar lo que hará la naturaleza: Dentro de la madre, estas células empezarán a formar todos los tejidos y órganos, así que estamos intentando imitar ese proceso en una placa de Petri”.

Desde entonces, los científicos han podido cultivar en el laboratorio células hepáticas, neuronas y células intestinales aisladas, entre otras. Estas células pueden utilizarse para reparar o sustituir células dañadas por accidente, enfermedad o envejecimiento. Sin embargo, no son idénticas a las células creadas por los seres vivos porque no siguen el mismo proceso biológico.

Con el fin de mejorar la función de las células, Izpisúa Belmonte se preguntó si se podían poner dentro de un animal y cultivarlas orgánicamente en lugar de hacerlo en una placa de Petri.

Tras haber tenido éxito con ratones y ratas quiméricos, el laboratorio se planteó si se podrían incorporar células humanas a los embriones de otros animales, que luego podrían crecer y desarrollar órganos de tamaño humano y modificados genéticamente para los humanos. El tejido porcino se ha utilizado en ciertos trasplantes o complementos de órganos, como una válvula cardiaca de cerdo en un corazón humano.

Pero, según Izpisúa Belmonte, las células humanas tienen un receptor en el exterior y otra proteína llamada ligando que las conecta con otras células. “Si las células fueran de la misma especie, el ligando y el receptor encajarían perfectamente”, dijo. “Pero con el humano y el cerdo, el ligando no conectará con el receptor”.

Dado que los humanos y los monos están más próximos evolutivamente que otros animales, teorizó que la comunicación entre las células podría ser más fácil. Y tenía razón. Por primera vez, los científicos cultivaron embriones de mono con células humanas en una placa de Petri durante unos 20 días para ver cómo se comunicaban.

“Esta comunicación era mucho más eficaz que la que se daba entre las células humanas y las de cerdo”, dijo Izpisúa Belmonte. Comparó el proceso con la comunicación con diferentes idiomas: Las células humanas en el tejido porcino se asemejaban a las células que intentaban encontrar un terreno común entre el chino y el francés, por ejemplo, mientras que las células humanas en los monos funcionaban más como dos idiomas estrechamente relacionados, como el español y el francés.

Sin embargo, dijo, “nuestro objetivo no es que las células humanas crezcan dentro de los monos; esto no es lo que buscamos. La idea sería que con el conocimiento molecular de cómo se comunican estas células de mono y humanas, este conocimiento pueda llevarse a las células de cerdo y rediseñarlas para que puedan comunicarse mejor con [otras] células”.

Izpisúa Belmonte añadió que la ingeniería de las células humanas y/o de mono para que se comuniquen con las de cerdo y, eventualmente, utilizarlas para ayudar a cultivar órganos compatibles con los humanos es “un camino lejano” y “necesitaremos algún tiempo para entender a nivel molecular esa comunicación y aplicarla a un cerdo”. El concepto está probado; conseguirlo con células humanas llevará más tiempo”.

El descubrimiento ha suscitado las críticas de algunos miembros de la comunidad científica, sobre todo en lo que respecta a la ética de este proceso.

Los primates están protegidos por normas éticas de investigación más estrictas que algunos otros animales, y a algunos científicos les preocupa que un trabajo así pueda desencadenar la oposición del público.

“Hay experimentos mucho más sensatos en este ámbito de las quimeras como fuente de órganos y tejidos”, dijo Alfonso Martínez Arias, biólogo del desarrollo de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona (España), en un artículo publicado por la revista Nature. Los experimentos con animales de ganadería, como cerdos y vacas, son “más prometedores y no corren el riesgo de desafiar los límites éticos”, dijo.

Izpisúa Belmonte dijo que “entendemos que haya preocupaciones, pero cada día que hacemos un experimento en el laboratorio, tenemos que pasar las regulaciones locales y mundiales. Muchas de las cosas que ayer eran imposibles hoy son posibles, y esto viene acompañado de críticas. Lo que ayer se consideraba inapropiado, hoy se considera apropiado”.

“Hace unos cientos de años”, dijo, “uno de los principales teólogos [...] propuso la respiración y el intercambio de gases en nuestros pulmones que permiten a las personas respirar. La Iglesia no podía aceptarlo, así que lo quemaron vivo... Solo tenemos que... abrazar la ciencia porque puede hacernos mejores, pero con ciertas regulaciones éticas que tienen todas las instituciones”.