Reprogramación epigenética y células madre permiten obtener crías de ratón viables de dos hembras

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

Utilizando el ratón como especie modelo para el estudio de mamíferos, un equipo de investigadores de la Academia China de la Ciencia ha conseguido romper la barrera que impide que individuos del mismo sexo puedan tener descendencia viable al obtener ratones aparentemente sanos de dos hembras.

 

ratones dos madres
Los investigadores han obtenido ratones viables a partir de células de origen únicamente femenino. Imagen: Hembra de ratón derivada de células femeninas con su propia descendencia, Leyun Wang.

 

En mamíferos la obtención de descendencia viable depende de la contribución de ambos sexos. Los embriones reciben un genoma materno y uno paterno que contienen pequeñas modificaciones epigenéticas en algunas regiones según el sexo del que proceden. Estas modificaciones, que se adquieren durante la formación de los gametos, llevan a que la actividad de algunos genes sea diferente según el origen materno o paterno del gameto. Así, un gen puede estar activo en gametos que procedan del padre pero no en aquellos que proceden de la madre y viceversa. Este fenómeno se conoce como impronta genómica y es la razón principal de que en mamíferos solo  puedan reproducirse individuos de diferente sexo, a diferencia de lo que ocurre en algunas especies de reptiles, anfibios y peces.

El objetivo principal de los investigadores era determinar si es posible generar ratones viables a partir de células derivadas de dos hembras o dos machos.  Para ello utilizaron células madre embrionarias haploides  que habían desarrollado en estudios previos. Estas células presentan los rasgos típicos de las células madre  y además tienen una característica común con los gametos, que consiste en tener una única dotación cromosómica, a diferencia del resto de células del organismo, que contiene dos conjuntos de cromosomas.  Investigaciones previas  ya habían demostrado que la introducción en un ovocito de una célula madre embrionaria haploide de origen femenino a la que se habían eliminado ciertas marcas de impronta podía dar lugar a un embrión. No obstante, los animales obtenidos presentaban diversos defectos y además, únicamente se habían obtenido embriones de origen materno.

En el nuevo trabajo los investigadores analizaron por qué la eliminación de algunas regiones con impronta y no otras es suficiente para obtener embriones de dos madres. Además evaluaron qué mecanismos impiden obtener embriones de dos padres.

En diferentes experimentos, los investigadores eliminaron diversas combinaciones de regiones genéticas con impronta para determinar exactamente cuáles de ellas era necesario eliminar para inducir embriones con material hereditario de origen materno o paterno sin afectar a su desarrollo o viabilidad. Para obtener embriones de células de origen materno, el equipo inyectó células madre embrionarias haploides de origen femenino en ovocitos, mientras que para obtener embriones de origen paterno se fusionó un espermatozoide con una célula madre embrionaria haploide de origen masculino y se inyectó la célula resultante en ovocitos a los que se había eliminado previamente el núcleo.

Mediante la eliminación de tres regiones genéticas los investigadores pudieron obtener 29 ratones vivos derivados únicamente de células de origen femenino, de un total de 210 embriones. Estos ratones eran viables, llegaron a la edad adulta y algunos de ellos tuvieron descendencia.

En el caso de los embriones derivados de células de origen masculino, los investigadores tuvieron que eliminar 7 regiones del genoma con impronta genómica para conseguir obtener embriones viables. No obstante, los ratones obtenidos murieron poco después de nacer.

 

El equipo de investigadores también obtuvo ratones derivados de células de origen masculino. No obstante, estos ratones murieron poco después de nacer. Imagen: ratón bipaternal obtenido de células masculinas, Leyun Wang.

 

Los resultados del trabajo ofrecen nueva información sobre los mecanismos moleculares que intervienen en la formación de los gametos y sobre la importancia de la impronta genómica en la barrera que impide la reproducción de dos individuos del mismo sexo en mamíferos.

¿Podría ser utilizada esta técnica en humanos para obtener embriones de personas del mismo sexo? De momento esa posibilidad está muy lejos. El estudio ha sido realizado únicamente en ratones y los investigadores reconocen que existen obstáculos para utilizar la técnica en otros mamíferos, como la necesidad de identificar los genes con impronta propios de cada especie o su participación en el desarrollo.  Además, la baja tasa de éxito (reducida proporción de embriones que dieron lugar a animales adultos, de los que además, solo unos pocos fueron fértiles) indica que todavía se desconoce demasiado sobre este proceso como para plantear cualquier intervención en humanos. Otro factor a tener en cuenta es que aunque los ratones obtenidos de dos madres son aparentemente normales, se desconoce en qué medida lo son y si más allá de las características generales observables pueden presentar, por ejemplo, un mayor riesgo a tener ciertas enfermedades.

Investigación original: Li Z, et al. Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions . Cell Stem Cell. 2018. Doi: https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004

Fuente: Chinese Researchers Produce Mouse Pups with Same-sex Parents. http://english.cas.cn/newsroom/news/201810/t20181012_198182.shtml

 

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