Enfrentándose a la prohibición de financiación establecida por la principal agencia sanitaria de Estados Unidos, algunos centros de investigación estadounidenses están realizando esfuerzos para cultivar tejido humano dentro de cerdos y ovejas con el objetivo de crear corazones, hígados u otros órganos inte os para trasplantes.
El esfuerzo de incubar órganos dentro de animales de granja tiene una carga ética porque supone la introducción de células humanas en embriones animales de maneras que podrían difuminar la línea entre especies.
El pasado mes de septiembre, en una revocación de una política anterior, los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés) anunciaron que no apoyarían estudios que incluyan tales "quimeras humanas-animales" hasta que hubiera examinado las implicaciones científicas y sociales en mayor profundidad.
Foto: Hiromitsu Nakauchi
La agencia, en un comunicado, dijo que estaba preocupada por la posibilidad de que el "estado cognitivo" de los animales pueda resultar alterado si adquieren células cerebrales humanas.
Esta acción del NIH se produjo después de que descubriera que unos científicos habían lanzado este tipo de experimentos con el apoyo de otras fuentes de financiación, incluida la agencia estatal de Califo ia de células madre. Las mezclas humano-animal se crean mediante la inyección de células madre humanas en embriones animales de pocos días, para después gestarlos en animales hembra.
Basándose en entrevistas con los tres equipos, dos en Califo ia (EEUU) y uno en Minnesota (EEUU), MIT Technology Review calcula que se han establecido unos 20 embarazos de estas quimeras cerdo-humano u oveja-humano durante los últimos 20 meses en Estados Unidos, aunque hasta ahora no se ha publicado ningún trabajo científico detallando los trabajos, y ninguno de los animales llegó a término.
El alcance de las investigaciones fue divulgado en parte durante presentaciones hechas en el campus del NIH en Maryland (EEUU) en noviembre a petición de la agencia. Un investigador, Juan Carlos Izpisua Belmonte del Instituto Salk, mostró unos datos sin publicar de más de una docena de embriones de cerdo que contenían células humanas. Otro, de la Universidad de Minnesota (EEUU), proporcionó fotos de un feto de cerdo de 62 días en la que la adición de células humanas parecía haber revertido un defecto congénito ocular.
Los experimentos dependen de una fusión vanguardista de tecnologías, incluidos unos recientes avances en la biología de células madre y técnicas de edición genética. Al modificar los genes, los científicos ahora pueden cambiar el ADN de embriones de cerdo u oveja con facilidad para que sean genéticamente incapaces de formar un tejido específico. Entonces, al añadir células madre humanas, esperan que estas asuman el trabajo de formar el órgano deseado, que entonces podría ser cosechado del animal para su uso en una operación de trasplante.
"Podemos hacer un animal sin corazón. Hemos modificado cerdos que carecen de músculos esqueléticos y vasos sanguineos," afirma Daniel Garry, el cardiólogo que lidera un proyecto de quimera en la Universidad de Minnesota. Mientras que tales cerdos no resultan viables, pueden desarrollarse correctamente si se añaden unas pocas células de un embrión de cerdo normal. Garry dice que ya ha creado dos cerdos de esta manera y recientemente adquirió una beca de 1,4 millones de dólares (unos 1,3 millones de euros) del Ejército de Estados Unidos, que financia algunas investigaciones biomédicas, para intentar cultivar corazones humanos en cerdos.
"El espectro de un ratón inteligente atrapado en un laboratorio de alguna parte chillando: 'Quiero salir', sería muy desconcertante para la gente".
Puesto que las quimeras podrían proporcionar un nuevo suministro de órganos para pacientes necesitados y también dar paso a descubrimientos básicos, los investigadores, incluido Garry, afirman que tienen intención de seguir adelante a pesar de la postura del NIH. En noviembre, fue uno de los 11 autores que publicaron una carta criticando la agencia por haber creado "una amenaza al progreso" que "arroja una sombra de negatividad" sobre su trabajo.
La preocupación es que los animales acaben siendo demasiado humanos para nuestro gusto, por ejemplo si adquiriesen células reproductivas humanas, mechones de pelo humano o simplemente una inteligencia mayor. "No nos encontramos cerca de la isla del Doctor Moreau, pero la ciencia avanza de prisa", dijo el eticista del NIH David Resnik durante la reunión de la agencia en noviembre. "El espectro de un ratón inteligente atrapado en un laboratorio de alguna parte chillando: 'Quiero salir', sería muy desconcertante para la gente".
Las probabilidades de que un animal adquiera la consciencia humana son seguramente pocas; sus cerebros sencillamente son demasiado diferentes, y mucho más pequeños. Aun así, como precaución, los investigadores que trabajan con quimeras de animales de granja aún no han permitido que nazca ninguna. En lugar de eso, acumulan los fetos para recopilar datos preliminares acerca del tamaño de la contribución de células humanas a los cuerpos de los animales.
Foto: Inyectar células de una especie al embrión de otra especie crea mezclas llamadas quimeras. De izquierda a derecha: un ratón corriente, un ratón parcialmente rata, una rata parcialmente ratón y un ratón blanco.
El biólogo de células madre de la Universidad de Stanford (EEUU) Hiromitsu Nakauchi empezó a intentar crear quimeras humano-oveja este año. Dice que hasta ahora la contribución realizada por células humanas a los cuerpos animales parece ser relativamente pequeña. "Si el alcance de las células humanas es del 0,5%, es muy poco probable que produzca cerdos u ovejas pensantes", asegura. "Pero si es grande, como el 40%, entonces tendríamos que hacer algo al respecto".
Otros tipos de quimera humano-animal ya están siendo empleados ampliamente en las investigaciones científicas, incluidos ratones "humanizados", dotados de un sistema inmunológico humano. Tales animales se crean al añadir trozos de hígado y tálamo de un feto humano (extraídos después de un aborto) a un ratón después de nacer.
La nueva línea de investigaciones va más allá porque incluye la introducción de células humanas en un embrión animal durante la fase más temprana, cuando es una esfera de tan sólo una docena de células en una placa de laboratorio. Este proceso, llamado complementación embriónica, es importante porque las células humanas pueden multiplicarse, especializarse y potencialmente contribuir a cualquier parte del cuerpo del animal mientras se desarrolla.
En 2010, mientras trabajaba en Japón, Nakauchi empleó el método de complementación embriónica para demostrar que podía generar ratones con un páncreas hecho completamente de células de rata. "Si funciona igual que en los roedores", dice, "deberíamos poder tener un cerdo con un órgano humano".
"¿Y si el embrión que se desarrolla sea en su mayor parte humano? Es algo que no esperamos que pase, pero nadie ha realizado este experimento, así que no lo podemos descontar".
Aunque Nakauchi era un científico estrella, los reguladores japoneses fueron lentos a la hora de aprobar su idea para quimeras. Los detractores lo llamaban un "hombre cerdo". En 2013 Nakauchi había decidido trasladarse a Estados Unidos, donde ninguna ley federal restringe la creación de quimeras. La Universidad de Stanford pudo reclutarle con la ayuda de una beca de 6 millones de dólares (unos 5,5 millones de euros) del Instituto de Medicina Regenerativa de Califo ia, una agencia estatal establecida hace una década para eludir las interferencias políticas de Washington, D.C. (EEUU).
Mientras que la prohibición de financiación del NIH no afecta a Nakauchi, ha presionado a los investigadores para que expliquen el propósito de su trabajo. "Quiero mostrarle algunas quimeras", me dijo Nakauchi cuando visité su laboratorio de la Universidad de Stanford el mes pasado. Abrió la puerta de una pequeña sala con incubadoras donde se almacenan los embriones. Puesto que un embrión temprano es casi invisible para el ojo humano, la sala aloja unos microscopios especiales, equipados con microagujas utilizadas para inyectar las células humanas.
El tipo de células humanas que se añade se denomina células madre pluripotentes inducidas, normalmente abreviadas como células iPS, por sus siglas en inglés, hechas de piel o sangre reprogramada químicamente para formar células madre más versátiles utilizando una fórmula ganadora del Premio Nobel desarrollada por uno de los compañeros japoneses de Nakauchi. Dice que por comodidad, la mayoría de las células iPS que su equipo ha estado introduciendo a los embriones animales están hechas de su propia sangre, puesto que reclutar voluntarios implica demasiado papeleo.
"Necesitamos un consentimiento especial si las inyectamos en animales", explica con timidez. "Así que intento utilizar las mías propias".
Foto: Un cerdo de la unidad porcina de la Universidad de Califo ia en Davis. Los científicos esperan cultivar órganos humanos dentro de tales animales.
El término quimera proviene de la criatura de la mitología griega, parte león, parte cabra y parte serpiente. Nakauchi explica que la mayoría de la gente al principio imagina que sus quimeras son monstruos también. Pero afirma que sus actitudes cambian si tiene la oportunidad de explicar su propuesta. Una razón es que si sus células de iPS se desarrollan dentro de un animal, el tejido resultante será realmente suyo, un tipo de pieza de sustitución completamente compatible. Los enfermos desesperados que figuran en las listas de espera para un trasplante algún día podrían encargar una quimera y esperar menos de un año para que estén listos sus propios órganos de diseño. "Realmente no percibo un gran riesgo para la sociedad", afirma.
Antes de que eso pueda suceder, los científicos tendrán que demostrar que las células humanas realmente puedan multiplicarse y contribuir de forma eficaz a los cuerpos de los animales de granja. Eso podría representar un importante reto ya que, a diferencia de las ratas y los ratones, que se parecen mucho genéticamente, los humanos y los cerdos compartieron ancestro por última vez hace casi 90 millones de años.
Para averiguarlo, unos investigadores empezaron en 2014 a fecundar animales de granja con embriones humano-animal, explica Pablo Ross, un veterinario y biólogo del desarrollo de la Universidad de Califo ia en Davis (EEUU), donde se alojan algunos de estos animales. Ross dice que ha transferido unos seis conjuntos de embriones cerdo-humano a unas cerdas en colaboración con el Instituto Salk y creó otros ocho o 10 embarazos de embriones oveja-humano con Nakauchi. Otras tres docenas de transferencias porcinas se han realizado fuera de Estados Unidos, según Ross.
Estos esfuerzos tempranos todavía no son para fabricar órganos, explica Ross, sino tienen intención de "determinar las condiciones idóneas para generar las quimeras humano-animal". Los estudios de la Universidad de Califo ia en Davis sólo empezaron tras una revisión realizada por tres comités de ética diferentes, e incluso entonces, dice, la universidad decidió ser cautelosa y limitar el tiempo que se permitiría que los animales se desarrollen a tan sólo 28 días (un cerdo nace tras 114 días de gestación).
Para entonces, el embrión de cerdo sólo mide media pulgada (aproximadamente 1,3 centímetros) de largo, aunque ya se ha desarrollado lo suficiente para comprobar si las células humanas están contribuyendo a sus órganos rudimentarios.
"No queremos gestarlas hasta llegar a fases inncesarias, puesto que sería más controvertido", dice Ross. "Según mi punto de vista, la contribución de células humanas será mínima, quizás un 3% o tal vez un 5%. ¿Pero, y si contribuyesen al 100% del cerebro? ¿Y si el embrión resultante fuera sobre todo humano? Es algo que no esperamos que suceda, pero nadie ha realizado el experimento, así que no lo podemos descontar".