¿Qué hay detrás de las células madre pluripotentes inducidas?
Por Zoé Jacquinot y Oliver Leduc, 10 de febrero de 2020
El
término “células madre pluripotentes inducidas” (o células
iPS) hace referencia a que las células se reprograman para
diferenciarse de cualquier otro tipo de células. Esto abre
perspectivas para la llamada medicina regenerativa, lo que podría
suponer un destacado avance. Sin embargo, estas innovaciones también
conllevan riesgos sanitarios y éticos.
Al principio de la vida, las células que componen el embrión son
totipotentes, es decir, pueden, potencialmente, dar cualquier tipo de
célula (neurona, músculo...). Se llaman células madre y también
se dice que son pluripotentes porque pueden diferenciarse en una
pluralidad de tipos de células.
¿Qué es una célula iPS?
¿Podrían las células diferenciadas de cualquier órgano "
retroceder" (desdiferenciarse) y ser de nuevo pluripotentes como
las células madre? ¿Cuáles serían las aplicaciones además de la
obvia de regenerar un órgano perdido?
Desarrolladas a partir de 2006, las células madre pluripotentes
inducidas (iPS) eran células somáticas simples, por lo tanto
diferenciadas (células cutáneas, nerviosas, musculares, etc.)
modificadas genéticamente mediante la inserción de secuencias
genéticas para hacerlas pluripotentes. Esto se llama
"desdiferenciación" o "desprogramación"
iniciada por el profesor Yamanaka [1]. Tales células tienen entonces
la capacidad, dependiendo de las condiciones de cultivo in vitro
utilizadas, de transformarse en otros tipos de células
especializadas. Esto se llama especialización o reprogramación.
Células iPS: una preparación compleja
Como con todas las técnicas de modificación genética in vitro, los
investigadores observaron rápidamente efectos fuera de objetivo.
También vieron aparecer varias mutaciones y epimutaciones
relacionadas con "técnicas afines" durante estas
modificaciones genéticas porque varios de los genes insertados al
principio (como el gen c-Myc) eran oncogénicos (aumentaban el riesgo
de cáncer). Por consiguiente, se han emprendido trabajos para
asegurarse que la desdiferenciación de las células somáticas en
células pluripotentes pueda tener lugar de manera diferente y
reducir estos efectos no deseados. Actualmente, se utilizan tres
medios principales de desdiferenciación para lograrlo:
- a través de inserciones de genes (usando retrovirus o lentivirus
como vectores) como hizo Yamanaka primero. Después, se pueden dejar
los transgenes o intentar eliminarlos (por sistemas con recombinasa
CreLoxP o piggyBac pero que también dejan rastros en el genoma);
- usando métodos de ADN no integrados en el genoma de los
cromosomas. Como vectores, se utilizan ya sea virus de ADN (AAV de
adenovirus), que se suponía que no debían insertar su ADN en el ADN
cromosómico de la célula, pero cuyas inserciones involuntarias en
el genoma han sido descubiertas recientemente [2], o virus de ARN
sin retrotranscripción en el ADN de la célula (virus Sendaï) o
simples plásmidos (ADN en bucle). Se supone que estos últimos
vectores y su carga permanecen en el citoplasma de la célula (pero
no en el núcleo). Los plásmidos a veces pueden insertarse por
retrotranscripción en el genoma cromosómico o persistir como
episodios (ADN no cromosómico libre del núcleo) en los núcleos;
- mediante el uso de ARN modificado [3] (una técnica utilizada para
nuevas plantas transgénicas), proteínas recombinantes [4] (de muy
baja eficiencia) o productos químicos (ácido valproico [5]) sin la
adición intencional de ADN. No se espera que estas sustancias
preparadas fuera de la célula se integren en el genoma cromosómico.
También se dice que no se integran y se supone que la ausencia de un
vector impide la inserción involuntaria de ADN en el genoma. Cuando
funcionan, estos métodos modifican el funcionamiento de los genes,
generalmente mediante modificaciones epigenéticas, o simulan su
funcionamiento inyectando la proteína que se ha sintetizado durante
la fase embrionaria.
En cada una de esas técnicas, el patrimonio genético se modifica
En resumen, los primeros métodos modifican el genoma cromosómico,
los segundos modifican el ARN o ADN no cromosómico, mientras que los
terceros modifican las proteínas presentes para simular la
reactivación de los genes que aseguran la pluripotencia. En todos
los casos, el "pool genético" que se transmite a las
células hijas se altera ya que se alteran las funciones de la
célula, ya sea porque se modifique el ADN, el ARN o las proteínas.
Por lo tanto, puede decirse en todos los casos que esas células iPS
tienen "material genético [que] ha sido alterado de manera
que no se produce naturalmente por multiplicación y/o recombinación
natural" (Directiva 2001/18). En efecto, están modificados
genéticamente, aunque no den lugar a un transgénico, ya que no
forman un organismo. Los fabricantes (como Thermo Fisher) que
comercializan kits de modificación celular sostienen que sus células
iPS no utilizan transgenes, ¡lo que no significa que no sean
transgénicos!
Además, incluso se olvida especificar en los kits comerciales que
ningún material de origen biológico (ADN, ARN o proteína
purificada) está libre de ADN contaminante [6]. Por lo tanto, decir
que uno inyecta tal o cual proteína "sin adición de ADN
extraño" es falso porque debe entenderse como "sin adición
INTENCIONAL de ADN extraño".
Además, el gen c-Myc utilizado para inducir la pluripotencia es
conocido por su oncogenicidad, pero sigue formando parte de los kits
de modificación celular iPS que venden varios minoristas, entre
ellos Thermo Fisher [7]. El gen c-Myc se utiliza para aumentar la
proliferación (cuya naturaleza ilimitada e incontrolada se denomina
cáncer y, por lo tanto, es oncogénico).
Cabe señalar también que la eficacia de los métodos no integrados
es, en el mejor de los casos, del 0,01%, lo que indica que la
interpretación mecanicista de sus promotores es confusa. No basta
con poner un producto para desdiferenciar cualquier célula.
Se espera que los métodos no integradores reduzcan las inserciones
mutagénicas y el silenciamiento (cuando un gen es neutralizado por
la inserción, incluso a distancia, de una secuencia en el genoma) o
las inserciones múltiples, pero no están exentos de inserciones no
deseadas. En cualquier caso, modifican el epigenoma, parte del
patrimonio "genético" transmisible.
También se dice que los genes asociados a la pluripotencia se han
"reactivado" [8] para significar que están
desdiferenciados. Las células se reespecializan (o diferencian) en
varias células de otro tipo, como células nerviosas, células
musculares o... gametos.
Hacia la investigación sobre la producción de gametos
El redactor cita a un experto que afirma que "es casi posible
producir gametos, óvulos y espermatozoides a partir de iSP" y
añade que "si bien la creación de embriones [humanos] está
prohibida, las etapas anteriores no lo están" [9]. Por lo
tanto, es científicamente posible, y será legalmente permitido,
producir gametos humanos utilizando células humanas iPS obtenidas de
células somáticas.
El informe ofrece la promesa de la medicina regenerativa que
permitiría reconstituir un miembro u órgano perdido o enfermo.
También se sostiene que esas células, gracias a su capacidad de
generar un órgano, evitarán el uso de embriones humanos que se
destruyen y reducirán la necesidad de trasplantes de donantes que
actualmente son insuficientes.
¿Cuáles son las preocupaciones éticas?
Se pueden identificar varios avances relacionados con el uso de esta
técnica. El más importante es que la transformación de las células
iPS en un gameto facilita el acceso a miles de óvulos cuando
actualmente sólo hay unos pocos disponibles mediante la estimulación
ovárica. Esto facilitará a la mujer la realización de una
fecundación in vitro masiva y, por tanto, el diagnóstico de
preimplantación (PGD) en un gran número de embriones. Ya, la
agencia de biomedicina dice en su sitio web que se detectan 246
"indicaciones de enfermedades genéticas" durante el PGD
[10]. Jacques Testart denuncia que existe un elevado riesgo de
eugenesia si no se establece un mecanismo de control adecuado.
Por otra parte, y de manera más acentuada, si creemos en las
promesas de los promotores de esta técnica, los investigadores
podrían, por tanto, extraer células de una mujer (por ejemplo),
modificarlas para tener células iPS y luego diferenciarlas en
espermatozoides. ¡Gracias a sus óvulos naturales, esta mujer podría
entonces reproducirse ella misma! En el caso de un hombre, se
necesitaría una madre de alquiler adicional. Un caso extremo que
plantearía muchos problemas y riesgos científicos y éticos, pero
que sin embargo es materialmente accesible y creará una demanda y
por lo tanto una oferta científica. Esto es clásico en una economía
de expectativas que encaja muy bien en una sociedad del espectáculo.
¿Es la ciencia neutral en esto?
¿Cuál es el método de verificación?
En el proyecto de ley de bioética aprobado por la Asamblea Nacional
de Francia[11], el artículo 15 establece que "los protocolos de
investigación [sobre células iPS] destinados a diferenciar estas
células en gametos [...] están sujetos a las consideraciones del
Organismo de Biomedicina antes de su aplicación". Por lo tanto,
ya no será necesario presentar una solicitud para llevar a cabo
tales experimentos, sino que bastará con declararlo al Organismo. Lo
mismo se aplica a "la agregación de estas células con células
precursoras de tejido extraembrionario o su inserción en un embrión
animal con el fin de transferirlas a la hembra", es decir, a los
animales quiméricos a los que Inf'GMO ya ha dedicado un artículo
[12].
Por consiguiente, esta nueva ley de bioética permite que esas
investigaciones estén sujetas únicamente a una declaración previa
y no a una aplicación previa. Por lo tanto, la investigación
seguirá siendo autorizada por defecto. El mensaje que se envíe a
los investigadores está firmemente a favor de una desregulación.
Modificación de los experimentos con embriones de 7 a 14 días, o
incluso a 21 días.
En la evaluación de las repercusiones de la Ley de bioética se
afirma que "las técnicas de cultivo de embriones in vitro no
han permitido [hasta ahora] superar el límite de desarrollo de siete
días". Pero la situación cambió en 2016, cuando dos equipos
de investigación [desarrollaron técnicas] que permitían el cultivo
de embriones in vitro hasta los 13 días" [13]. Dicho de otra
manera, el límite "ético" de los siete días máximos de
experimentación puede cambiar en cuanto la ciencia sea materialmente
capaz de superar este límite de tiempo.
El Sr. Touraine (ponente de la ley) confirma que "la
prolongación del período máximo de cultivo de 7 a 14 días está
motivada por la posibilidad que se ofrece de comprender el desarrollo
de los modelos celulares a partir de la segunda semana de
desarrollo", ya que es técnicamente accesible. ¿No dice ya que
"la prohibición del desarrollo de embriones transgénicos
debería poder suspenderse a la luz de los avances técnicos"?
Durante el examen en una comisión especial del Senado, la comisión
propuso la posibilidad, a título de excepción, de continuar el
desarrollo in vitro de los embriones hasta 21 días (artículo 14)
"en el marco de protocolos de investigación específicamente
dedicados al estudio de los mecanismos del desarrollo embrionario en
la etapa de la gastrulación". El Senado aprobó esta enmienda.
Así pues, la ley de bioética legalizará en Francia el uso de
células humanas modificadas genéticamente (iPS) para permitir la
producción de gametos en grandes cantidades. Estos gametos harán
posible el diagnóstico preimplantatorio (PGD) en base a criterios
relacionados con "enfermedades genéticas" como el
albinismo... que no es una enfermedad genética. Varias personas
denuncian la vertiente eugenista de este proyecto de ley de
"bioética". Inf'GMO le seguirá informando.
Notas:
1] Shinya Yamanaka es el
precursor de esta técnica, por la que se le otorgó el Premio Nobel
de Medicina en 2012.
2] Hanlon, K.S. y otros:
"Altos niveles de integración del vector AAV en las rupturas de
ADN inducidas por CRISPR". Nature Communications, 10(1), (2019)
4439.
3] Warren L. et al
"Reprogramación altamente eficiente para la pluripotencia y la
diferenciación dirigida de células humanas con ARNm sintético
modificado", Cell Stem Cell (2010) vol. 7, no. 5: 618-630.
4] Brault J. Hacia la
elaboración de modelos fisiopatológicos de la granulomatosis
séptica granulomatosa crónica para nuevos enfoques terapéuticos.
Desarrollo de un cultivo de células madre pluripotentes inducidas a
partir de fibroblastos de pacientes. Tesis 2013. 144p.
5] Huangfu D et al, "Inducción
de células madre pluripotentes de fibroblastos humanos primarios con
sólo Oct4 y Sox2". Nat Biotechnol (2008) 26: 1269-1275
6] Bertheau, Y. "Nuevas
técnicas de cría: detección e identificación de las técnicas y
productos derivados". In Encyclopedia of Food Chemistry,
Reference Module in Food Science, R.H. Stadler, ed. Elsevier (2019)
pp 320-336.
7]
https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A16517#/A16517
8]
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cellule_souche_pluripotente_induite:
Esta expresión es errónea porque los genes se insertan para
modificar las funciones de la célula. La palabra "reactivación"
evita decir modificación genética.
9] Informe de J.-L. Touraine
sobre la ley de bioética ante la Asamblea Nacional.
10] Informe del Relator p.
172. Una de estas "enfermedades genéticas" es el
albinismo, que se convierte así en un criterio para el rechazo de un
embrión. Véase el informe anual de 2017 de la Agencia Francesa de
Biomedicina. En 2015, se informó al banco de esperma danés de un
donante de esperma que tenía ese gen y "el banco de esperma
situado en Dinamarca bloqueó todas las pajuelas de este donante y se
envió información a todas las clínicas y personas interesadas".
https://www.agence-biomedecine.fr/IMG/pdf/newsletter_amp_vigilance_fevrier2015.pdf
[11]
http://www.assemblee-nationale.fr/15/ta/ta0343.asp
12] Inf'OGM, " Bioéthique
: des animaux chimères producteurs d'organes humains ", Zoé
JACQUINOT, 10 de enero de 2020.
13] Estudio de impacto.
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