¿La oveja Dolly envejeció prematuramente?

Hace dos meses escasos que se han cumplido 20 años de un anuncio que conmocionó a la opinión pública, y a la comunidad científica en particular. La oveja Dolly, el primer animal clonado a partir de una célula adulta, nacía el 5 de julio de 1996 en el Instituto Roslin de Edimburgo. Dolly, criada en las instalaciones del Instituto junto con decenas de ovejas de diferentes razas, permaneció en un apacible anonimato –motivado por las gestiones para obtener las patentes relacionadas con la técnica empleada– hasta la rueda de prensa multitudinaria que se celebró en el Instituto el 22 de febrero de 1997, días antes de la publicación del artículo científico que daba cuenta de los detalles en la revista Nature el 27 de febrero [1]. Desde ese momento, tres nombres entraron en los libros de historia: Dolly, Ian Wilmut y Keith Campbell.

El Instituto Roslin se dedicaba por entonces a investigar todo lo relacionado con los grandes animales de granja, desde su biología molecular, pasando por su genética, embriología, reproducción y desarrollo, hasta su crecimiento y, por supuesto, su bienestar. A pesar de que tanto el Instituto como otras empresas llevaban bastante tiempo trabajando en diferentes técnicas de clonación y habían obtenido resultados positivos, el caso particular de la oveja Dolly desató una oleada de reacciones. Y como era de esperar, los medios de comunicación se lanzaron sobre la noticia con vivo interés.

Un periódico norteamericano publicó que Dolly era carnívora y que se había comido a varias ovejas de su recinto; mientras que el semanario Der Spiegel ilustró la noticia [2] en portada con un regimiento de Hitlers, como si la técnica de clonación desarrollada por los investigadores permitiera una duplicación exacta, una especie de resurrección, de cualquier organismo.

A raíz de la tormenta desatada, en marzo de ese año el presidente norteamericano Bill Clinton impuso una moratoria de cinco años para todos los experimentos de clonación con humanos llevados a cabo en Estados Unidos, ya fueran financiados con fondos públicos o privados.

¿Cómo se logró la clonación?

El enorme interés que despertó el anuncio del nacimiento de Dolly no tuvo tanto que ver con la clonación en sí –ya se habían clonado con éxito distintas especies de animales antes– sino con la técnica utilizada: «transferencia nuclear de células somáticas» . Vamos a explicar cómo lo lograron:

El ADN empleado provenía de una célula epitelial extraída de la glándula mamaria de una oveja adulta. Concretamente, en marzo de 1995 se sacrificó una oveja de raza Finn-Dorset de seis años de edad que se encontraba en la fase final de gestación, por lo que sus células mamarias estaban preparándose para la lactancia. Estos tejidos se congelaron y fueron los utilizados como ADN donante [4].

El paso siguiente consistió en cultivar esas células y mantenerlas durante cinco días privadas del factor de crecimiento. Este constituye un paso esencial, ya que las coloca en estado quiescente (fase G0) donde se produce su reprogramación, consiguiendo que la célula adulta se convierta en una célula totipotente, es decir, con capacidad de dividirse y dar lugar a un nuevo organismo.

Acto seguido se fusiona esa célula cultivada con ovocitos enucleados de otra oveja por medio de una corriente eléctrica [5] para «reconstruir» un embrión. Éstos se introducen en ovejas receptoras temporales, se recuperan cuando han comenzado a dividirse y luego se transfieren finalmente a las madres sustitutas donde se desarrollan hasta convertirse en nuevas ovejas.

Según hemos ido explicando el proceso, vemos que se necesitan un total de cuatro grupos diferentes de ovejas para esta técnica: un grupo de ovejas proporciona ovocitos que, una vez enucleados, se convierten en los citoplastos [6] receptores del ADN donante. Otro grupo facilita los embriones, cuyas células son cultivadas para proporcionar los carioplastos [7], es decir, los núcleos donantes. Un tercer grupo actúa como receptoras temporales, incubando dentro de sus oviductos los embriones recién reconstruidos hasta que llegan a la etapa de blastocisto [8]. El cuarto grupo opera como verdaderas madres sustitutas: los blastocistos son entonces transferidos a sus úteros, donde se desarrollan y nacen las crías.

En el experimento se emplearon distintas técnicas, no  solo la transferencia nuclear de células somáticas, que dieron lugar al nacimiento de siete ovejas sanas: cuatro procedían de células embrionarias cultivadas (a partir de discos embrionarios de nueve días [9] llamadas Cedric, Cyril, Cecil y Tuppence); dos de fibroblastos fetales cultivados (a partir de fetos de ovejas de raza Welsh Black de 26 días llamadas Taffy y Tweed) y, por último, Dolly –que acaparó toda la atención debido a la novedosa técnica empleada– que nació a partir de células mamarias cultivadas.

Un aspecto importante a tener en cuenta es que sólo 1 de los 277 embriones iniciales preparados mediante transferencia nuclear de células somáticas soportó todo el desarrollo y dio lugar al nacimiento de una oveja viva. Es decir, que el resultado de aplicar esta técnica novedosa fue de un éxito entre 277 intentos. Aun así, los investigadores se sorprendieron de que el experimento siquiera funcionase. Ahora parece evidente que si ninguno de los 277 embriones hubiera llegado a término, la ciencia habría descartado como imposible la posibilidad de clonar un animal a partir de células adultas. Wilmut y Campbell por su parte reconocieron que de haber sido ese el resultado no habrían vuelto a intentar la técnica.

Cuestión de edad

El nacimiento de Dolly demostró que era posible transferir el ADN extraído de una célula adulta a un ovocito sin fecundar y engendrar un animal genéticamente idéntico al donante, es decir, se demostró que era posible la clonación de un animal a partir de células diferenciadas. Como hemos visto, Dolly fue clonada a partir de una célula de una oveja de 6 años de edad, y la pregunta que muchos se formularon era si las células de Dolly eran las mismas de un animal joven o deberíamos añadir seis años a su edad biológica. La cuestión tiene relevancia porque se descubrió que los telómeros de las células de Dolly eran más cortos de lo esperado (los telómeros, los extremos de los cromosomas, tienen una longitud finita que se reduce con cada división celular hasta que la célula muere, de ahí que sean considerados marcadores o temporizadores para la edad de un organismo).

Dolly murió a los seis años y medio, cuando las ovejas de la raza Finn-Dorset alcanzan los nueve años o más de edad por término medio. Cuando el equipo del Instituto Roslin decidió sedar y sacrificar a Dolly para evitarle sufrimientos innecesarios, todo el mundo comenzó a cuestionar la viabilidad de la técnica de clonación y afirmaron que había muerto de forma prematura, que los animales clonados presentaban una menor esperanza de vida.

Sin embargo, Dolly no murió por una enfermedad asociada con la edad, sino por una enfermedad vírica que afectó a todo el rebaño y que le hizo desarrollar cáncer de pulmón. Es cierto que sufrió de artritis en las rodillas a los cinco años que curó aplicando un tratamiento con antiinflamatorios, pero como varios investigadores han puesto de manifiesto, cualquier oveja criada bajo techo y alimentada de la forma en que lo estuvo Dolly habría sufrido también problemas articulares.

En cualquier caso, los investigadores llevan más de dos décadas tratando de resolver los misterios del envejecimiento de los clones.

Los nuevos datos

Así las cosas, resulta muy pertinente un trabajo publicado hace unos meses que trata de arrojar luz sobre esta esquiva cuestión, ya que hasta ahora no había evaluaciones detalladas de las enfermedades no transmisibles de aparición tardía. Para ello, Kevin Sinclair y su equipo de colaboradores –entre los que se encontraba el prematuramente fallecido Keith Campbell, a quien se homenajea con este trabajo– ha examinado a cuatro de los clones de Dolly (por nombres Debbie, Denise, Dianna y Daisy) a lo largo de su vida. Decimos que son clones de Dolly porque las cuatro ovejas procedían del mismo lote de células congeladas del que nació aquella. Además, para completar la muestra de estudio, los investigadores realizaron el mismo seguimiento a otras nueve ovejas clonadas de razas diferentes. Estos trece animales tienen ahora más de 9 años (como hemos señalado, cerca de su máxima esperanza de vida) y todas gozan de buena salud.

El estudio publicado en Nature Communications confirma que los cuatro clones de Dolly no sufren artritis, diabetes, dolencias cardiovasculares u otro trastorno asociado a la edad.

El trabajo ha consistido en realizar evaluaciones musculoesqueléticas, pruebas metabólicas y medidas de presión arterial en las trece ovejas clonadas. Además, se realizaron exámenes radiológicos de todas las articulaciones principales, incluyendo las rodillas –la articulación más afectada por la osteoartritis en Dolly. Todos los datos obtenidos se compararon con los obtenidos para grupos de ovejas no clonadas.

Es importante destacar que, a pesar de su edad avanzada, ninguno de los clones mostró signos clínicos de enfermedad, siendo euglicémicas, insulino sensibles y normotensivas. Ningún animal sufría cojera a pesar de que la mayoría mostraba evidencias radiográficas de osteoartritis leve en una o dos articulaciones, como por otro lado cabría esperar en las ovejas de esa edad. Ninguna precisó tratamiento para esas molestias articulares.

Como hemos apuntado, en ausencia de animales de control de idénticas características a los sometidos a estudio (por edad, por el genotipo y el ambiente donde éstas se han criado), los investigadores siguieron estos parámetros como comparativa:

  • Un grupo contemporáneo de ovejas de seis años de edad que fueron criadas junto con los clones y sometidas a las mismas evaluaciones metabólicas y cardiovasculares
  • Los rangos de referencia publicados en estudios veterinarios previos para los niveles de glucosa en sangre
  • Radiografías pélvicas de ocho ovejas sanas de 5 años de edad
  • Y, por último, otros trabajos científicos disponibles –debidamente reseñados en la bibliografía.

Conclusiones

Algo que tanto Ian Wilmut como Keith Campbel dejaron claro desde la publicación de su trabajo pionero allá por mediados de los años 90 es que la clonación es un procedimiento mucho menos eficaz que la reproducción natural o la fecundación in vitro. Sólo un 1% de las veces que se transfiere un óvulo se consigue que nazca una oveja y sobreviva a sus primeros días. De hecho, esta baja tasa de éxitos llevó al Instituto Roslin a abandonar esta técnica de clonación.

Sin embargo, los trabajos con animales clonados, y concretamente en este caso, el estudio de su envejecimiento, nos permiten afirmar que si un animal clonado sobrevive a la gestación y goza de buena salud durante las primeras semanas de vida, tendrá las mismas posibilidades que otros animales de su raza nacidos de forma natural, y envejecerán del mismo modo.

Si tomamos una célula de un animal de cualquier edad e introducimos su núcleo en un óvulo maduro no fertilizado, los datos actuales apuntan a que podemos obtener un animal que nace con una esperanza de vida igual a los gestados de forma natural. La relación entre la longitud de los telómeros, la salud y la longevidad en organismos multicelulares es bastante compleja y aún no hemos desentrañado todos los misterios. Ahora sabemos que la restauración de la longitud de los telómeros está dictada por intrincadas alteraciones epigenéticas de la cromatina, cuya variación podría explicar las discrepancias entre las especies, y los tipos de células donantes dentro de las especies.

Lo que los científicos sospechan es que parece haber un mecanismo natural incorporado a los óvulos que es capaz de rejuvenecer una célula, así que por ese camino irán los futuros trabajos de investigación.

José Luis Moreno

Referencia

Sinclair, K. D., et al. (2016), "Healthy ageing of cloned sheep". Nature communications, vol. 7, p. 12359.

Lee el artículo aquí.

Más información

Wilmutt, I.; Campbell, K. y  Tudge, C. (2000), La segunda creación: de "Dolly" a la clonación humana. Barcelona: Ediciones B, 388 p.

Wilmut, I., et al. (1997), "Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells". Nature, vol. 385, núm. 6619, p. 810-813.

The Life of Dolly. Página web del Instituto Roslin.

Notas

  1. Mediante una carta a la revista que llevaba por título Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Puedes leerla aquí.
  2. Puedes descargar el artículo (en alemán) aquí.
  3. SCNT, por las siglas en inglés de somatic cell nuclear transfer.
  4. Como curiosidad señalaremos que en principio no estaban destinados para su uso en la clonación de Dolly, pero por la pérdida de una línea celular se eligieron como «repuestos» de última hora.
  5. Digo que son ovocitos enucleados aunque se hallan detenidos en mitad de la meiosis y por lo tanto, estrictamente hablando, no tienen núcleo ya que en esa fase la membrana nuclear se ha roto. Los ovocitos empleados en la clonación de Dolly fueron aportados por ovejas Scottish Blackface para confirmar a simple vista que no habían aportado ningún gen a la nueva oveja.
  6. En este contexto, un citoplasto es una célula enucleada (es decir, sin núcleo, solo el citoplasma) que se utiliza para recibir un nuevo núcleo (donante) en el proceso de transferencia nuclear.
  7. Un carioplasto es un núcleo donante, con mayor o menor cantidad adherida de citoplasma, que pasa a un nuevo citoplasma en la transferencia nuclear.
  8. Un blastocisto es un embrión que se encuentra en la etapa en que es una pelota de células, más avanzado que una mórula. En el caso por ejemplo de los embriones humanos logrados por fecundación in vitro, éstos pasan de cigoto a blastocisto en una placa de cultivo y luego son transferidos directamente a las madres que los gestarán y parirán.
  9. El disco embrionario está formado por células de la masa interior celular, realmente el comienzo de un nuevo animal en los blastocistos avanzados.

 

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