Esta semana hablaremos de cómo un grupo de investigadores de la Academia China de las Ciencias ha conseguido,que dos parejas de ratones del mismo sexo, dos hembras, y dos machos, respectivamente, consigan obtener su propia descendencia, apagando la impronta genética. Mientras que las crías obtenidas a partir de las hembras eran fértiles y conseguían tener descendencia, el mismo proceso aplicado a machos no fue tan satisfactorio puesto que las crías morían al poco de nacer.
¿Cómo es posible que dos mamíferos del mismo sexo tengan crías? ¿Qué es la impronta genética? ¿Cómo se ha conseguido apagar?
En primer lugar hablaremos de la reproducción, el proceso por el que se generan nuevos organismos. La reproducción puede ser sexual o asexual. La sexual, y que todos conocemos, se da partir de dos células sexuales o gametos, uno masculino y otro femenino que contienen, a diferencia del resto de las células de nuestro cuerpo, la mitad de información genética. De este modo, al fusionarse se genera un embrión con la información genética completa.
Sin embargo, la naturaleza ha dotado a otros organismos con la capacidad de reproducirse asexualmente, es decir, no se requieren células sexuales o gametos, y un solo organismo, a partir de una única célula, es capaz de crear un nuevo organismo idéntico a él (clonación). Dentro de la reproducción asexual tenemos diferentes subtipos, como la fisión binaria, en la que una célula tras duplicar su material genético se divide, literalmente en dos; o la esporulación, típica de plantas y que consiste en formar esporas (pequeños cuerpos con información genética, que son capaces de desarrollar un nuevo organismo).
Después de esta rápida clase de biología, volvamos ahora a la reproducción sexual. ¿Por qué solo es posible generar un nuevo individuo a partir de un óvulo y un espermatozoide? ¿Por qué no se pueden combinar dos óvulos y dos espermatozoides entre sí, si al final ambos tipos de células tienen la mitad de información genética y por tanto, al combinarse, el embrión tendría la cantidad correcta de genes? Por la impronta genética.
¿Qué es la impronta genética?
La impronta genética es el mecanismo que permite que en un embrión, y en el individuo adulto futuro, no se expresen más genes de los necesarios. Cuando un embrión se genera por fusión de ovulo y espermatozoide, recibe 2 cromosomas de cada tipo (uno paterno y uno materno). En cada cromosoma están los mismos genes, y en la mayoría de los casos ambos genes se expresan produciendo las características que nos diferencian a unos de otros, por ejemplo el color de nuestros ojos.
Sin embargo, una pequeña parte de nuestros genes debe expresarse una única vez. Habrá algunos caracteres que se produzcan solo por la expresión del gen paterno, y otros solo por la expresión materna. Y es esto lo que permite la impronta genética: permite marcar que el gen materno X este apagado para que solo se exprese el gen paterno X; mientras que el gen Y paterno esté apagado para que solo el gen Y materno se exprese. Por ejemplo, el gen del factor de crecimiento insulínico tipo 2, que se expresa a partir del gen paterno.
¿Qué ocurre cuando dos óvulos o dos espermatozoides se fusionan?
Que el embrión resultante tiene dos genes X maternos apagados y ningún gen X paterno activo por lo que no hay expresión de dicho gen. Y lo mismo en el caso contario. El resultado es un embrión inviable, puesto que genes necesarios para el correcto desarrollo no se expresan o bien se expresan el doble de lo que deberían.
¿Y si en una situación normal, en la que óvulo y espermatozoide se fusionan, la impronta está alterada?
Pueden aparecer diversos síndromes como el de Angelman, de Prader-Willi o de Beckwith-Wiedeman. Os adjunto un DOCUMENTO que explica estás situaciones al detalle.
¿Cómo se ha conseguido entonces generar estas crías procedentes de dos animales del mismos sexo?
Mediante manipulación genética con el ya conocido sistema CRISPR-CAS9. Para los más despistados recordamos que esta herramienta permite editar genes de forma muy concreta.
Pues bien, los investigadores aislaron células madre embrionarias (son las células que maduran para generar los óvulos y los espermatozoides, y que por tanto tienen también la mitad de información genética), en este caso femeninas, y las combinaron con óvulos de otra hembra. De ambos se borraron las etiquetas de la impronta genética para hacerlos compatibles. Y tras fusionarlos, se implantaron en el útero de una hembra de ratón para que se desarrollara el proceso de gestación normal.
El resultado fue muy satisfactoria ya que no solo nacieron crías si no que las crías eran fértiles, es decir, podían tener descendencia.
En el caso de los machos el proceso fue más complejo, ya que además de la célula madre embrionaria masculina y el espermatozoide masculino se requirió un óvulo en el que poder combinar los dos tipos celulares anteriores. Además, hubo que hacer más manipulaciones genéticas y el resultado solo fueron crías que murieron al poco de nacer.
Aunque muchos puedan ver este avance como una nueva posibilidad para que parejas del mismo sexo puedan tener su propia descendencia, todavía está muy lejos de ser una realidad en humanos. Importantes preocupaciones éticas y de seguridad (riesgo de anomalías severas alto y porcentaje de eficacia bajo), deben ser resueltas antes de hacerlo posible.
¿Te ha gustado el post? ¿Has aprendido algo nuevo? ¿Quieres conocer más al detalle este asunto? No dudes en dejar un comentario o ponerte en contacto a través de maria@mariairanzobiotec.com para más dudas.
Visita también mis redes sociales para mantenerte al día de todas las novedades de la web, y suscríbete para recibir en primicia todas las publicaciones: https://www.mariairanzobiotec.com/suscriptores-biotecnologia/
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
https://www.nature.com/articles/d41586-018-06999-6
http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/GenomImprintID30027SS.html
