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Vol. 20. Núm. 5.
Páginas 108-113 (Mayo 2001)
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Finalidades terapéuticas de la clonación
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SANDRA TORRADESa
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La clonación es una realidad que ha originado un polémico debate social ante la posibilidad de clonar seres humanos. Estas técnicas aún están en desarrollo y sus posibilidades abren un nuevo camino hacia la curación de enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la diabetes insulinodependiente.

Los importantes avances en el mundo de la biotecnología, la biología molecular, la genética, la bioquímica y la fecundación artificial han hecho posible el desarrollo de las técnicas de clonación.

Se entiende por clonación como el procedimiento técnico mediante el cual se puede obtener un individuo a partir de una célula de otro individuo ya existente, con lo que ambos serían genéticamente iguales, es decir, que tendrían los mismos genes. Aun así, dos individuos genéticamente iguales no implica que sean físicamente iguales, pues no es lo mismo el genotipo (conjunto de genes de un individuo) que el fenotipo (conjunto de características fisiológicas, morfológicas y de conducta y que son el resultado de las relaciones del individuo con el medio ambiente). En resumen, que dos individuos tengan el mismo genotipo no significa que sean iguales.

La clonación adquirió popularidad tras el nacimiento de la conocida oveja Dolly. En 1997, un grupo de investigadores escoceses del Roslin Institutconsiguieron clonar una oveja a partir de una célula mamaria adulta. Inmediatamente después de publicar los resultados en la prestigiosa revista Nature, se generó una gran inquietud social por las consecuencias que podían derivar de un mal uso de estas técnicas, como la clonación de seres humanos.

Independientemente de toda la polémica, las finalidades terapéuticas que pueden ofrecer estas técnicas de clonación son muy esperanzadoras: reemplazar neuronas dañadas a causa de un accidente, curar la diabetes insulinodependiente, restablecer la salud de personas afectadas por el Parkinson o la enfermedad de Alzheimer, e incluso obtener órganos para transplantes evitando los problemas de rechazo inmunológico.

Antecedentes

La palabra clon (klon) es de origen griego y significa «retoño», «rama» o «brote». En el lenguaje científico, se entiende por clon el conjunto de individuos que descienden de otro por la vía de reproducción asexual, sean bacterias, plantas o animales.

El clon no es algo nuevo, puesto que ya existe en la naturaleza como vía de reproducción alternativa a la vía sexual. En el origen de la evolución, la reproducción era asexual y los descendientes de los microorganismos eran genéticamente iguales a sus predecesores.

En 1952 se realizaron, con poco éxito, los primeros experimentos de clonación utilizando ranas (Xenopus laevis), pero en 1967 se lograron novedosos avances, ya que John Gurdon, mediante experi mentos de transferencia nuclear, demostró que era posible clonar una rana a partir de células del intestino. En 1986, Neal First, un fisiólogo de la Universidad de Madison (Estados Unidos), obtuvo la primera vaca por clonación. Utilizó una célula de un embrión bovino de 6 días y con una descarga eléctrica lo fundió con un óvulo fecundado. El embrión resultante fue implantado en una vaca, de la que nació un ternero. En 1993, Jerry Halt, director del Laboratorio de Fecundación In Vitro de la Escuela de Medicina George Washington, perfeccionó la técnica de Neal First dividiendo el embrión en varias partes antes de la implantación, lo que le aseguraba que si un implante fallaba se podría probar con los otros.

Posteriormente, Wilmunt y Campbell, dos científicos del Instituto Roslin del Reino Unido, perfeccionaron la técnica de transferencia nuclear y en 1995 consiguieron los primeros mamíferos clonados a partir de células diferenciadas: los terneros Megan y Morgan. Después del éxito de estos experimentos decidieron utilizar como donantes del núcleo otros tipos celulares de orígenes diferentes. Finalmente, en 1997 nació la oveja Dolly, el primer mamífero clonado a partir de una célula adulta.

 

Unas de las posibilidades con más expectativas de la clonación, es el estudio molecular del mecanismo de expresión y represión de los genes

 

Técnicas empleadas

Las células de nuestro organismo se dividen en dos grupos: las células germinales, que en el caso de los humanos y la mayoría de los mamíferos son los óvulos y los espermatozoides, y las células somáticas, que son el resto de las células y que hasta ahora se creía que no podían originar un individuo completo.

La principal diferencia entre las células somáticas y las germinales es que estas últimas tienen la mitad de la dotación genética de una célula somática, es decir, si las células somáticas tienen 46 cromosomas, las células germinales sufren una doble división mediante el proceso de la meiosis, en el que reducen a la mitad su dotación cromosómica (23 cromosomas).

Para originar un nuevo individuo mediante la reproducción sexual se requerirá la mitad de los cromosomas maternos procedentes del óvulo y la otra mitad procedentes de los espermatozoides paternos. La unión de las dos células germinales dará lugar a un embrión con un total de 23 pares de cromosomas o, lo que es lo mismo, con un total de 46 cromosomas.

La clonación es un tipo de reproducción asexual para obtener individuos genéticamente iguales, por tanto, contrariamente a la reproducción sexual, no existe la mezcla de genes procedentes de los dos progenitores, sino que el individuo clonado contiene los 46 cromosomas de la célula donantes, por lo que será genéticamente igual a su «progenitor».

La técnica de clonación consiste básicamente en fusionar el núcleo de una célula somática dadora y que, por tanto, contiene la dotación genómica completa, con un óvulo al que se le ha extraído previamente el núcleo. Una vez fusionados, se estimula la división celular y finalmente se implanta en el útero del animal para que se desarrolle el embrión.

Existen varias técnicas para obtener clones; la primera que explicaremos es la técnica por escisión celular. Este procedimiento permite obtener varios individuos clónicos, pero diferentes a su progenitor. Consiste en fecundar un óvulo con un espermatozoide en una probeta, en el momento que la división del óvulo fecundado ha alcanzado un determinado estadio, justo antes de que las células se hayan diferenciado para dar lugar distintas funciones, se separan las células y, a partir de cada una de ellas, podremos obtener un individuo completo. Los núcleos de éstas células se implantan dentro de un óvulo enucleado (previamente se les ha sacado el núcleo) y se crían en una probeta hasta que alcancen el estadio de 80-100 células; finalmente se implantan dentro del útero, siendo los animales que nazcan clones entre sí, es decir, que tienen la misma información genética.

La oveja Dolly es fruto de otra técnica de clonación. No se obtuvo a partir de una célula embrionaria, sino a partir de una célula somática de una oveja adulta. La novedad en esta técnica fue demostrar que una célula somática diferenciada, con una función concreta, podía regresar a estadios más primitivos, de manera que pudiera originar un organismo completo. Para ello, primero se requirió que la célula donante estuviera en estado de arresto del ciclo celular, es decir, como si estuviera en estado de latencia, puesto que se cree que las moléculas reguladoras del óvulo receptor actúan sobre los núcleos transferidos reprogramándolos. Después de transferir el núcleo de la célula somática en la ovocélula receptora enucleada, se aplicaron pulsos de corriente eléctricas para inducir la fusión de las células e imitar la estimulación que en condiciones normales realizaría el espermatozoide. Finalmente se implantó en el útero de la madre adoptiva. Este nuevo individuo tiene la misma información genética que la célula somática adulta utilizada como donante.

Un año más tarde del nacimiento de la oveja Dolly, la Universidad de Massachussets, con su programa Advanced Cell Technology, consiguió la clonación de un bovino

 

El rendimiento de la técnica fue muy bajo: de la fusión de 277 óvulos enucleados con la correspondiente célula cultivada sólo se obtuvieron 29 embriones, que fueron transferidos en el útero de diferentes ovejas; de todos ellos nació sólo un cordero: Dolly.

Un año más tarde del nacimiento de la oveja Dolly, la Universidad de Massachussets, con su programa Advanced Cell Technology, consiguió la clonación de un bovino. Se obtuvieron clones a partir de fibroblastos (tejido conectivo del embrión). Los fibroblastos son células que se encuentra en los primeros estadios de diferenciación celular, es decir, no son tan diferenciadas como las células de un organismo adulto. Estos clones presentaban también la particularidad de que eran animales transgénicos (les habían introducido un gen humano), con la posibilidad de producir en la leche una proteína utilizada con fines terapéuticos. Su éxito fue relativo, puesto que de 6 clones implantados sólo sobrevivieron 4, y uno de ellos murió al cabo de 5 días. Posteriormente se han realizado más experimentos de clonación a partir de células de diferentes tejido, tanto de origen fetal como de adultos, pero todos ellos han dado resultados poco exitosos.

Finalidades terapéuticas

La clave del éxito de los experimentos de Wilmut y sus colaboradores residió en el estudio del ciclo celular de las células somáticas. Hasta ahora se creía que una célula somática diferenciada no podía volver a adquirir las características de pluripotencialidad. Todas las células tienen en el núcleo la misma información genética, pero a medida que se va desarrollando el embrión éstas células se diferenciarán para dar lugar a los diferentes órganos y tejidos. Con los experimentos de Wilmunt se ha demostrado que estas células, una vez diferenciadas, pueden reprogramarse y adquirir de nuevo las características de pluripotencialidad para desarrollar un nuevo organismo.

Como hemos comentado anteriormente, el éxito de la oveja Dolly es relativo, puesto que se obtuvo después de 277 fusiones del ovocito con el núcleo dador. Tampoco está claro qué tipo de célula fue utilizada como donante, puesto que el cultivo utilizado contenía células en diferentes estadios de diferenciación que se encuentran de forma natural en la glándula mamaria. Tampoco se tuvo en cuenta el papel que juega el ADN mitocondrial; éste se encuentra residualmente en las mitocondrias (orgánulos celulares que se encuentran en la célula y que sirven para «la respiración» de ésta) del óvulo enucleado receptor. Además, todos los estudios de clonación descritos hasta ahora muestran un número elevado de muertes durante el desarrollo embrionario y fetal. Únicamente llegan a término un 1 o un 2% de los embriones, e incluso algunos de los clones que sobreviven al parto mueren en un corto plazo.

Así pues, queda clara la complejidad de estas técnicas y el primitivo estadio de su desarrollo, pero vale la pena mejorarlas, puesto que las ventajas de la clonación son múltiples.

Un buen ejemplo de la aplicación de las técnicas de clonación, junto con las técnicas para obtener animales transgénicos, es la oveja Polly. Esta oveja fue creada por el mismo grupo que creó la oveja Dolly. Polly es un animal transgénico, es decir, se le ha incorporado un gen humano (concretamente el gen del factor IX) que codifica para la síntesis de la proteína sanguínea utilizada para el tratamiento de la hemofilia, de manera que Polly segrega esta proteína humana en su leche.

Aunque estos experimentos con animales transgénicos ya hace años que existen, la diferencia radica en que mediante las técnicas de clonación se podrían obtener un gran número de ovejas hembras que produjeran leche con estas proteínas.

Otra posibilidad es la generación de órganos animales sometidos a manipulación genética para adaptarlos a trasplantes humanos. Cualquier órgano del cerdo, como el hígado o el riñón, sería rechazado por el hombre debido a una reacción inmunológica hiperaguda, pero estas reacciones son provocadas por una proteína conocida, así que si fuéramos capaces de modificar genéticamente al animal para que no produjese este tipo de proteínas seguramente el trasplante se podría realizar con éxito.

Unas de las posibilidades con más expectativas de la clonación, es el estudio molecular del mecanismo de expresión y represión de los genes. Esto quiere decir que conociendo por qué un gen se expresa en determinadas circunstancias o se reprime (deja de expresarse) en otras, podríamos conocer muchos de los mecanismos básicos que controlan la vida. Por ejemplo, podríamos regenerar células que han sido dañadas, como las células nerviosas que no tienen la capacidad de regenerarse. Las células nerviosas se reproducen durante el desarrollo del embrión y durante las primeras etapas de vida, pero cuando el individuo es adulto dejan de reproducirse. Si conociésemos los mecanismos moleculares que posibilitan el «encendido» de genes para que se reproduzcan, podríamos curar las neuronas dañadas en caso de una lesión.

Una de las alternativas que presenta más problemas éticos es la de obtención de embriones para conseguir células embrionarias pluripotenciales con la finalidad de tratar enfermedades actualmente incurables. Se podría crear un embrión por transferencia nuclear utilizando una célula somática del individuo y un óvulo humano. Se desarrollaría el embrión hasta los primeros estadios de diferenciación (preembrión), pues en estas primeras etapas las células embrionarias son multipotenciales y pueden ser derivadas a crear un tipo celular específico. A partir de ahí, se podrían cultivar líneas celulares específicas y sustituirlas por las células afectadas del paciente.

Alternativamente a las finalidades terapéuticas humanas, la clonación puede tener otras aplicaciones no menospreciables, como la de obtener copias de un individuo que en el campo de la ganadería tuviera características genéticas especialmente ventajosas, optimizando la cría del ganado.

Problemas éticos

La comunidad científica no duda de que las posibilidades de las técnicas de clonación pueden beneficiar a millones de personas, pero como en todos los avances científicos, siempre existe una «parte oscura». Anteriormente hemos mencionado las finalidades terapéuticas de estas técnicas, pero de ello ha surgido el debate ético asociado a la manipulación y destrucción de los embriones y la posible creación de seres humanos clónicos.

Los científicos y expertos en genética y bioética discrepan en el uso de embriones. La clonación de embriones para obtener humanos es rechazada por la mayoría, pero la clonación de embriones con fines terapéuticos es un debate abierto. Algunos defienden las técnicas de clonación utilizando células somáticas adultas; de esta forma evitaríamos la obtención de «embriones de reserva», pero al tratarse de células adultas presentan más problemas técnicos que las células embrionarias.

Recientemente, el Reino Unido ha aprobado una nueva legislación que permitirá la clonación de embriones humanos de menos de 14 días (proembriones) para la investigación con fines terapéuticos, mientras que España seguirá las pautas marcadas por la Comisión Europea. *

 

Bibliografía general

Campbell KHS, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line. Nature 1996; 380: 64-66.

Comité de expertos sobre bioética y clonación. Informe sobre la clonación. Entre las fronteras de la vida. Instituto de Bioética de la Fundación Ciencias de la Salud. Madrid: Doce Calles, 1999.

Gurdon JB. Nuclear transplantation in eggs and oocytes. J Cell Sci Suppl 1986; 4: 287-318.

Palacios M. La clonación humana con fines terapéuticos. Algunos aspectos biológicos, éticos y legales. Madrid: Sociedad Internacional de Bioética, 2000.

Shamblott MJ et al. Derivation of pluripotent stem cells from cultured human primordial germ cells. Proceedings of the National Academy of Science, 1995.

Suzuki DT, Griffiths AJF, Miller JH, Lewontin RC. Introducción al análisis genético. Madrid: McGraw-Hill Interamericana de España, 1989.

Wilmut I. Clonación con fines terapéuticos. Investigación y Ciencia 1999; 269: 24-29.

Wilmut I, Schieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KHS. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature 1997; 385: 810-813.

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