Embriones híbridos de humano y cerdo, ofrecen esperanza para los pacientes que necesitan trasplantes de órganos

En un intento por fabricar órganos para los pacientes que necesitan trasplantes, los crearon embriones híbridos de humanos y cerdos y los cultivaron hasta que estuvieron a punto de desarrollar las partes del cuerpo que algún día podrían salvar vidas.

Los investigadores informaron el jueves en la revista Cell que inyectaron embriones de cerdo con células madre humanas que fueron capaces de desarrollarse una amplia gama de tejidos. Esos embriones compuestos se transfirieron luego a los úteros de las cerdas madres.

Para cuando los científicos cosecharon los embriones después de cuatro semanas, las células madre humanas habían establecido cabezas de playa en todos los cerdos en desarrollo. Cuando una masa de tejido de cerdo fetal alcanzó la cúspide antes de convertirse en un grupo de distintos órganos, las células humanas aparecieron en todo el organismo, listas para contribuir a la generación de órganos.

Cada uno de estos embriones tenía la promesa de convertirse en una verdadera quimera: una criatura mitad humana, mitad bestia que ha inspirado mitos y fantasías de ciencia ficción a través de los tiempos.

En un futuro que ahora está un poco más cerca, tales criaturas quiméricas podrían convertirse en incubadoras de órganos de reemplazo que son muy escasos. Cada día en los Estados Unidos, 22 personas que necesitan un nuevo corazón, pulmón, riñón o hígado mueren mientras esperan un órgano.

Aunque los científicos han tratado de cultivar los órganos en el laboratorio, esos esfuerzos han resultado decepcionantes, dijo Juan Carlos Izpisua Belmonte, biólogo del desarrollo del Instituto Salk en La Jolla y autor principal del nuevo informe.

“Ha habido algún progreso, pero en general estas células no son lo mismo que la naturaleza genera”, dijo Belmonte. “La idea que teníamos era: ‘Los científicos no sabemos cómo hacer esto, pero la naturaleza lo hace todos los días, comenzando con la forma del embrión. ¿Por qué no dejamos que la naturaleza haga lo suyo? ‘“

En un estudio separado publicado el miércoles en la revista Nature, un grupo de científicos dirigido por Hiromitsu Nakauchi de la Universidad de Stanford informó los resultados de un experimento que tuvo un enfoque similar. El equipo tomó células de tallos pancreáticos de ratones y los insertó en ratas embrionarias que habían sido diseñadas genéticamente para no desarrollar un páncreas propio. Cuando los científicos cosecharon las células pancreáticas resultantes de las ratas y las trasplantaron en ratones con diabetes, las células se encargaron de producir insulina. Los ratones se curaron durante más de un año.

Esa investigación usó animales pequeños para demostrar el potencial del quimerismo para avanzar en la ciencia del trasplante. Pero los científicos de Salk deseaban explorar el quimerismo como un medio para desarrollar órganos para el potencial uso humano.

El cerdo doméstico ha sido visto durante mucho tiempo como un animal que podría incubar órganos de reemplazo para humanos. Este mamífero tiene la características de que sus órganos crecen aproximadamente del mismo tamaño que los de un ser humano adulto en el lapso de unos dos años.

Pero si el sistema inmune humano es engañado para que acepte un órgano de cerdo, los científicos saben que las células humanas -de hecho, las células específicas del receptor del trasplante- necesitarían estar bien representadas en ese órgano.

Hacer que eso suceda parecia un sueño de ciencia ficción hace solo cuatro años, cuando comenzó el estudio de Cell, dijo el biólogo de desarrollo Jun Wu, el autor principal del artículo.

Pero la tecnología de células madre humanas ha avanzado hasta el punto de que los científicos pueden retrasar el reloj de las células cutáneas maduras y hacerlas capaces de convertirse en cualquiera de una amplia gama de tejidos especializados. Y los científicos tienen una mejor comprensión de los procesos mediante los cuales dichas células madre comienzan a diferenciarse y convertirse en tejidos distintos.

El equipo se propuso crear quimeras con vacas y cerdos, pero terminaron procediendo solo con cerdos, aproximadamente 3.500 de ellos.

El resultado fue un tejido fetal que era principalmente de cerdo y solo un poco humano, dijo Wu.

En el tejido que pronto se convertiría en el corazón del cerdo embrionario, una de cada 1.000 a 10.000 células era humana.

En el embrión como un todo, las células humanas probablemente representaron aproximadamente una de cada 100.000 células. Pero con millones de células en un embrión de cerdo en desarrollo, eso es una gran cantidad de células humanas, dijeron Wu y Belmonte.

En futuras investigaciones, dijo Wu, los científicos de Salk explorarán cómo aumentar la concentración de células humanas en ciertos órganos (como el corazón). También quieren obtener seguridades de que las células humanas no irán a los órganos, como el cerebro y las gónadas, que despiertan profundas preocupaciones entre los especialistas en ética.

Las preocupaciones son dobles, dijo el bioético de la Universidad Estatal de Arizona Jason Robert.

Si las células humanas ingresan al tejido gonadal de los cerdos, los cambios se transmitirían a las generaciones futuras. Y si las células humanas ingresan en el tejido cerebral del cerdo, existe la perspectiva remota pero aterradora de “dotar a la criatura resultante de algún tipo de cerebro humano o capacidad cognitiva”, dijo. Con ambas preocupaciones en mente, los Institutos Nacionales de Salud han puso límites estrictos a la creación de organismos quiméricos que involucran células humanas. (En los últimos meses, los funcionarios del NIH han propuesto aflojar algunos de esos límites).

Los hallazgos en Cell son algo tranquilizadores en ese frente. Wu y Belmonte informan que, al menos en la etapa inicial del desarrollo fetal que estudiaron, las células humanas no se habían introducido en el tejido gonadal o cerebral de los cerdos, aunque se encontraron en el tejido del sistema nervioso periférico.

Robert sugirió que la investigación futura podría introducir células humanas en el tejido embrionario incluso de animales de orden superior, incluidos los primates. Si es así, los debates bioéticos podrían ser feroces.

Pero por ahora, dijo, los científicos y especialistas en ética tienen tiempo para luchar con los problemas planteados por los organismos quiméricos. Aunque el logro informado es dramático, dijo, ofrece “una ilustración técnicamente competente de que tenemos un largo camino por recorrer” antes de que las criaturas verdaderamente quiméricas sean una realidad.

Wu y Belmonte estuvieron de acuerdo. Por ahora, tal experimentación puede arrojar luz sobre la diferenciación celular temprana, y tal vez sobre cómo y cuándo se generan algunas enfermedades genéticas. “Nos da una luz de esperanza” de que los órganos para el trasplante humano se pueden hacer de esta manera algún día, dijo Wu. “Pero todavía está muy lejos. Todavía hay muchos desafíos”.

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