Biotecnología

Una técnica genética permitirá repoblar especies en peligro de extinción

Ha conseguido que ratones estériles generen esperma de rata y se conviertan en quimeras de ratón y rata

Criosección de testículo de quimera de ratón y rata.

Criosección de testículo de quimera de ratón y rata. / Joel Zvick/ETH Zúrich.

Eduardo Martínez de la Fe

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Ratones con células de rata han producido esperma de rata gracias a una técnica de modificación genética que podría ser útil para conservar especies en peligro de extinción o para crear híbridos, sin que eso signifique que Parque Jurásico pueda salir de la ciencia ficción.

Investigadores de la Escuela Politécnica Federal (ETHZ) y la Universidad de Zúrich (UZH), ambas en Suiza, han generado espermatozoides de rata dentro de ratones estériles utilizando una técnica llamada complementación de blastocistos. El trabajo se publica en la revista Stem Cell Reports.

Las células madre pluripotentes (PSC), que pueden dividirse y convertirse en otros tipos de células, proporcionan una poderosa herramienta para la investigación biomédica.

En estudios anteriores, los científicos han utilizado la complementación de blastocistos para generar órganos de rata en ratones usando PSC, así como para obtener embriones de ratón mutados que no pueden producir órganos específicos.

El blastocisto es un embrión en un estado de desarrollo avanzado, concretamente de 5 o 6 días de desarrollo tras la fecundación. Cuando a estos embriones se le agregan PSC de un animal vivo diferente, estas células madre pluripotentes se convierten en células germinales, como espermatozoides u óvulos, dentro del blastocisto.

Nuevo avance

La nueva investigación, de la que Ori Bar-Nur, biólogo de células madre en ETHZ es el autor principal, se propuso generar esperma de rata dentro de ratones que portan una mutación genética que los vuelve estériles, con la finalidad de impedir que el esperma de rata se mezcle con el del ratón.

Para conseguirlo, los investigadores inyectaron PSC de rata en embriones de ratón esterilizados, con la finalidad de producir quimeras de ratón y rata.

En biología, las quimeras se refieren a animales que se han generado mezclando células embrionarias de dos individuos distintos, en general de la misma especie, aunque también pueden ser de especies distintas.

Esta investigación creó quimeras de ratón y rata mediante la introducción de células compuestas de material genético de rata dentro de los testículos de los ratones.

Al agregar las células madre pluripotentes de una rata a un embrión de ratón estéril en una etapa particular de su desarrollo (en este caso, la etapa de blastocisto), se formó exclusivamente el esperma de la rata en la quimera de rata-ratón resultante.

Testículos vacíos

Los ratones que recibieron estas células con material genético de rata eran estériles por una mutación genética deliberada, por lo que desarrollaron un nicho vacío dentro de sus testículos.

Este vacío permitió que las células de rata colonizaran los testículos y generaran exclusivamente esperma de rata en las quimeras ratón-rata que habían sido esterilizadas.

El experimento no fue un completo éxito porque, si bien estos espermatozoides podían fertilizar óvulos de rata, los nuevos embriones no se desarrollaron normalmente, ni tampoco dieron lugar a crías vivas. Los investigadores  sospechan que pudo deberse a que los espermatozoide así obtenidos se congelaron y descongelaron durante el proceso, lo que habría reducido su viabilidad.

Tampoco puede decirse que el experimento ha sido un completo fracaso porque los espermatozoides de rata así obtenidos morfológicamente parecían indistinguibles de los espermatozoides de rata normales y consiguieron tasas de fertilización de los óvulos de rata, aunque significativamente más bajas, en comparación con las células de esperma de rata producidas en ratas.

Prueba de principio

No obstante, el trabajo proporciona una prueba de principio de que se pueden generar espermatozoides de una especie animal en otra mezclando las dos especies en un organismo generado artificialmente llamado quimera.

El uso de ratones estériles para PSC de rata modificada genéticamente puede acelerar la producción de ratas transgénicas para modelar enfermedades humanas en la investigación biomédica, consideran los investigadores.

En el futuro, intentarán producir animales vivos a partir de espermatozoides de rata que se han producido en quimeras de ratón y rata.  

Un plan más remoto es adaptar esta técnica para la producción de gametos de especies de roedores en peligro de extinción para apoyar los esfuerzos de conservación de especies animales.

Parque Jurásico, todavía no

Si las especies en riesgo no pueden mantener ejemplares saludables, la generación de sus óvulos y esperma en un laboratorio podría usarse como una nueva herramienta para aumentar las poblaciones. 

“Gracias a este procedimiento, podríamos producir las células germinales de un roedor en peligro de extinción a través de la generación de quimeras”, afirma Bar-Nur en un

comunicado

. “Con el ritmo actual de la tecnología de células madre, creo que será posible alcanzar este objetivo dentro de unos años”.

“Sin embargo, para los animales que no son roedores será necesario mucho más tiempo y un desarrollo científico y tecnológico adicional. Además, todavía tenemos que lograr la producción de células reproductoras femeninas (los óvulos) en ratones hembra estériles”, concluye.

Eso

significa

, según Popular Science, que la posibilidad de revivir especies extintas como los dinosaurios, tal como ocurrió en Parque Jurásico, sigue todavía en el campo de la ciencia ficción.

Referencia

Exclusive generation of rat spermatozoa in sterile mice utilizing blastocyst complementation with pluripotent stem cells

. Joel Zvick et al. Stem Cells Reports, August 04, 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2022.07.005