En apariencia, Dorami era un ratón normal. Creció hasta alcanzar un peso saludable, tuvo sus propias crías y murió de forma natural cerca de su segundo cumpleaños, aproximadamente 70 años en edad humana, y sin ninguna excepción para un ratón de laboratorio.

Excepto por una cosa: Dorami fue clonada a partir de células liofilizadas. Y no cualquier célula: se clonó a partir de células somáticas (las células que componen nuestro cuerpo) en lugar de esperma u óvulos.

Dorami es la última incursión en una campaña de décadas para utilizar la clonación como forma de preservar la biodiversidad. El triunfo de La oveja Dolly dejó claro que es posible revivir animales utilizando células reproductoras. Desde entonces, el sueño de restaurar animales extinguidos, o de crear biobancos con los actuales, ha cautivado la imaginación de los científicos. Una forma eficaz de preservar el ADN de una especie es almacenar el esperma en nitrógeno líquido. A unos -320 grados Fahrenheit, las células pueden permanecer congeladas durante años.

Pero hay un obstáculo. Recoger células reproductoras de animales al borde de la extinción es, por decirlo suavemente, extremadamente difícil. En cambio, arrancar unas cuantas células de la piel o afeitar un pelaje es relativamente sencillo. Estas células contienen el ADN completo del animal, pero son frágiles.

El nuevo estudio dirigido por el Dr. Teruhiko Wakayama, de la Universidad de Yamanashi (Japón), dio el salto del esperma a la piel. Desarrollando una receta muy técnica que enorgullecería a cualquier chef de alta cocina, el equipo logró clonar 75 ratones sanos a partir de células somáticas liofilizadas recogidas de donantes machos y hembras. Muchas de las crías, incluida Dorami, tuvieron sus propias crías.

Con una tasa de éxito de aproximadamente el cinco por ciento como máximo -y tan baja como el 0,2 por ciento-, la técnica está lejos de ser eficiente. Pero la estrategia abre un camino hacia un objetivo más amplio: nuestra capacidad para almacenar y revivir potencialmente variaciones genéticas de especies casi extintas.

A Dr. Ben Novak El científico principal de Revive & Restore, el estudio es un avance bienvenido a pesar de sus imperfecciones. «Desde el punto de vista de la conservación, es muy necesario innovar en la creación de biobancos de tejidos viables desde el punto de vista reproductivo. dijo .

El libro de cocina de la biopreservación

Las células son criaturas muy delicadas. Imagínese una mancha acuosa con diminutas fábricas moleculares atadas a sus paredes en forma de globo. Congelar una célula sin protección puede hacer que los componentes acuosos formen afilados cristales de hielo, que dañan los componentes internos de la célula y perforan la pared celular. Cuando se calienta de nuevo a temperaturas normales, como un alfiletero con fugas, la célula no tiene ninguna posibilidad de sobrevivir.

Los científicos acabaron descubriendo una receta ganadora para conservar las células: la clave está en añadir un anticongelante químico y almacenar las células en pesados tanques metálicos de nitrógeno líquido. Las células se suspenden en pequeños viales dentro de cajas que se deslizan en una jaula metálica en forma de torre. Dependiendo del tipo de célula, pueden conservarse durante años. ¿El problema? El montaje es caro, difícil de mantener y propenso a los cortes de energía. Cualquier interrupción podría causar una pérdida catastrófica en todas las muestras. Para la biodiversidad, no siempre es factible tener un montaje tan sofisticado cerca del animal.

Tiene que haber una forma mejor.

Hace años, Wakayama emprendió una cruzada para ampliar los límites del almacenamiento celular. Se centró en un método concreto: la liofilización. Conocido sobre todo por mochileros y astronautas como forma de conservar los nutrientes de los alimentos, la liofilización de células resultó ser relativamente sencilla. A principios de siglo, Wakayama y su equipo demostró que es posible para liofilizar el esperma para su reproducción. La receta era tan robusta que mantener vivo el esperma durante años a bordo de la Estación Espacial Internacional, mientras era bombardeado con niveles ambientales de radiación. También llevó a crías vivas después de ser arrojado en un cajón del escritorio durante un año sin control climático.

Las células somáticas son un asunto diferente. A diferencia del esperma, las células que componen nuestro cuerpo son mucho más propensas a que las moléculas de agua abracen nuestra estructura de ADN, con un núcleo más frágil. Cuando se congelan, las células pueden sufrir muchos más daños, lo que las hace inutilizables para la clonación.

«Hasta la fecha, las únicas células que han producido descendencia tras la liofilización son los espermatozoides maduros», escribió el equipo.

Una nueva receta

El nuevo trabajo se dirigió a lo imposible: ¿podemos clonar un animal a partir de células somáticas liofilizadas?

En la primera ronda de experimentos, el equipo aisló células de ratones hembras que suelen ser el soporte del óvulo. Arrojaron las células en dos productos químicos protectores y liofilizaron las muestras en nitrógeno líquido. El resultado no fue bonito: la membrana protectora de todas las células se rompió, con signos de ADN destrozado, pero relativamente intacto.

A continuación, el equipo rehidrató la muestra congelada tras ocho meses de almacenamiento. Del polvo sin vida aislaron los núcleos, la estructura en forma de semilla que alberga el ADN, y los trasplantaron a un óvulo al que se le había extraído el material genético. Es como sustituir el texto de un libro por otro, cambiando por completo su significado biológico.

La cosa se complicó. Estos óvulos iniciales «editados» no podían reproducirse, probablemente debido a daños en el ADN y la epigenética. Como solución, el equipo utilizó las células para formar múltiples líneas celulares embrionarias. Se trata de trabajadores resistentes, especialmente eficientes en la corrección de daños en el ADN.

Una vez que prosperaron, el equipo aspiró su material genético y lo inyectó en óvulos de ratones con pelaje negro. Los embriones resultantes se dejaron desarrollar en ratones con pelaje blanco, la madre sustituta. Todas las crías resultantes adoptaron el pelaje negro y brillante de sus donantes de ADN, con un peso y una fertilidad perfectamente normales.

«Después de la maduración, seleccionamos al azar nueve ratones clonados hembra y tres macho para aparearlos con ratones de laboratorio normales», explicó el equipo. En unos tres meses, todas las hembras clonadas dieron a luz a la siguiente generación, con cuatro patas, bigotes y hábitos de ratón intactos. Repitiendo el experimento con células de la piel de la punta de la cola, el equipo clonó otra docena de ratones.

La receta no salió exactamente como estaba previsto. En un extraño ensayo, el equipo utilizó células de ratones macho para clonar la siguiente generación, y todas las crías se convirtieron en hembras. Al profundizar en el tema, descubrieron que, de alguna manera, el cromosoma Y -que designa a un macho biológico- se perdió durante el proceso, lo que dio lugar a una generación exclusivamente femenina. isla de Themyscira . Para los autores, se trata de una torcedura en el proceso, pero no de una explosión para el uso práctico. «Estos resultados sugieren que, aunque se produzca la pérdida del cromosoma Y, esta técnica puede utilizarse para los recursos genéticos disponibles en circunstancias extremas, como en el caso de especies casi extinguidas», afirman.

¿Una biblioteca para la conservación?

La técnica está lejos de ser perfecta. Es tediosa, tiene bajas tasas de éxito y aún requiere temperaturas de almacenamiento en el congelador que la hacen propensa a los fallos de la red energética.

Para la Dra. Alena Pance, de la Universidad de Hertfordshire, que no participó en el estudio, la cuestión más importante es cuánto tiempo puede almacenarse el material genético. «Sería primordial demostrar un almacenamiento prolongado e indefinido en estas condiciones para que este sistema proporcione una conservación eficaz a largo plazo de las especies y las muestras», afirma dijo .

Los autores coinciden en que hay más misterios. Es posible que el organismo tenga más dificultades para reparar los daños en el ADN de las células somáticas en comparación con los espermatozoides, lo que les resta energía para desarrollar un óvulo plenamente funcional. Suepigenetics-que regula la activación o desactivación de los genes- también puede estar estropeada debido a una reprogramación incompleta.

En última instancia, éste es sólo el primer paso. Las células somáticas son más fáciles de capturar que las reproductivas, especialmente en el caso de los animales infértiles o juveniles. Hacerlo más fácil y más barato es una ventaja. El equipo quiere ahora capturar material genético de cadáveres o heces para ampliar el alcance.

«El enfoque descrito en este trabajo ofrece una alternativa a los métodos bancarios actuales y, sin duda, permitir temperaturas más permisivas sería una gran ventaja», dijo Pance.

Crédito de la imagen: Wakayama et. al./Nature Communications