Logran producir crías de ratón con padres del mismo sexo utilizando células madre y edición de genes

ALICANTE, (EP). Investigadores de la Academia China de Ciencias han logrado producir ratones sanos con dos madres que luego tuvieron su propia descendencia normal. Los ratones de dos papás también nacieron, pero solo sobrevivieron durante un par de días. El trabajo, presentado este jueves en la revista 'Cell Stem Cell', analiza lo que hace que sea tan difícil para los animales del mismo sexo producir descendencia y sugiere que algunas de estas barreras pueden superarse con el uso de células madre y la edición de genes específicos.

"Estábamos interesados en la pregunta de por qué los mamíferos solo pueden experimentar reproducción sexual. Hemos realizado varios hallazgos en el pasado mediante la combinación de reproducción y regeneración, por lo que tratamos de averiguar si podrían producirse ratones más normales con dos hembras, o incluso los ratones con dos padres varones, utilizando células madre embrionarias haploides con supresiones de genes", dice el coautor principal Qi Zhou.

Aunque algunos reptiles, anfibios y peces pueden reproducirse con un padre del mismo sexo, es un desafío para los mamíferos hacer lo mismo incluso con la ayuda de la tecnología de fertilización. En los mamíferos, debido a que ciertos genes maternos o paternos se desactivan durante el desarrollo de la línea germinal a través de un mecanismo llamado impronta genómica, los descendientes que no reciben material genético de una madre y un padre pueden experimentar anormalidades del desarrollo o pueden no ser viables.

Al eliminar estos genes impresos de huevos inmaduros, los investigadores han producido ratones bimaternos (ratones con dos madres) en el pasado. "Sin embargo, los ratones generados todavía mostraban características defectuosas, y el método en sí es muy poco práctico y difícil de usar", subraya Zhou.

Para producir sus ratones bimaternos sanos, Zhou, junto a otros de los autores principales, Baoyang Hu, Wei Li y colegas, utilizó células madre embrionarias haploides (ESCs, por sus siglas en inglés), que contienen la mitad del número normal de cromosomas y ADN de un solo padre, las cuales creen los investigadores que fueron la clave de su éxito. Los científicos diseñaron los ratones con dos madres al eliminar tres regiones de impronta del genoma de las ESC haploides que contenían el ADN de una madre y las inyectaron en huevos de otra hembra. Produjeron 29 ratones vivos de 210 embriones. Los ratones eran normales, vivieron hasta la edad adulta y tuvieron sus propios bebés.

Células madre embrionarias Haploides, similares a las germinales primordiales

Una de las ventajas de usar ESC haploides es que incluso antes de que se eliminen los genes problemáticos, contienen menos de la programación de impresión que finalmente hace que se expresen genes maternos o paternos. "Encontramos en este estudio que las ESC haploides eran más similares a las células germinales primordiales, los precursores de los óvulos y los espermatozoides. La impronta genómica que se encuentra en los gametos fue 'borrada'", dice Hu.

Se produjeron doce ratones vivos a término con dos padres genéticos utilizando un procedimiento similar pero más complicado. Las ESC haploides que contenían solo el ADN de un progenitor masculino se modificaron para eliminar siete regiones clave impresas. Luego, se inyectaron los ESC haploides editados, junto con el esperma de otro ratón macho, en una célula de óvulo que tenía su núcleo y, por lo tanto, se eliminó su material genético femenino. Esto creó un embrión que contenía solo ADN genómico de los dos padres varones. Estos embriones fueron transferidos junto con material placentario a madres sustitutas, que los llevaron a término.

Estos cachorros sobrevivieron 48 horas después del nacimiento, pero los investigadores planean mejorar el proceso para que los ratones bipaternos vivan hasta la edad adulta. Se obtuvieron resultados similares en 2011, pero utilizando un método que se basó en un intermediario femenino producido a partir de las células madre del primer padre para aparearse con el segundo padre. Ese método esquivó el problema de la impronta genómica, pero presenta obstáculos éticos y prácticos si esta tecnología alguna vez fuera considerada para los humanos.

Li señala que todavía existen obstáculos para el uso de estos métodos en otros mamíferos, incluida la necesidad de identificar genes problemáticos impresos que son exclusivos de cada especie y la preocupación por los descendientes que no sobreviven o que experimentan anormalidades graves. Sin embargo, esperan explorar estas técnicas en otros animales de investigación en el futuro.

"Esta investigación nos muestra lo que es posible --dice--. Vimos que los defectos en los ratones bimaternos se pueden eliminar y que las barreras de reproducción bipaterna en los mamíferos también se pueden cruzar mediante la modificación de la impronta. También revelamos algunas de las regiones impresas más importantes que dificultan el desarrollo de ratones con padres del mismo sexo, que también son interesantes para estudiar la impronta genómica y la clonación animal".