Investigadores de la Oregon Health & Science University han logrado una prueba de concepto única para tratar la infertilidad al convertir las células de la piel en óvulos capaces de producir embriones humanos tempranos.
El estudio fue publicado hoy en la revista Nature Communications.
El desarrollo ofrece una vía potencial para la gametogénesis in vitro, el proceso de creación de gametos, para tratar la infertilidad en mujeres de edad materna avanzada o aquellas que no pueden producir óvulos viables debido a un tratamiento previo de cáncer u otras causas.
"Además de ofrecer esperanza a millones de personas con infertilidad debido a la falta de óvulos o espermatozoides, este método permitiría la posibilidad de que las parejas del mismo sexo tengan un hijo genéticamente relacionado con ambas parejas", dijo la coautora Paula Amato, M.D., profesora de obstetricia y ginecología en la School of Medicine de OHSU.
Los investigadores notaron varias limitaciones en su estudio, y que esperan al menos una década de investigación adicional antes de que el enfoque pueda considerarse lo suficientemente seguro o efectivo como para avanzar a un ensayo clínico, incluso suponiendo que dicho ensayo se permita en los Estados Unidos.
No obstante, representa un hito en una técnica prometedora para abordar la infertilidad.
“Logramos algo que se creía imposible”, dijo el autor principal Shoukhrat Mitalipov, Ph.D., director del OHSU Center for Embryonic Cell and Gene Therapy. "La naturaleza nos dio dos métodos de división celular y acabamos de desarrollar un tercero".
Los investigadores caracterizaron su técnica como "mitomeiosis", aludiendo a la combinación de los dos principales procesos conocidos de división celular en biología.
La mitosis genera dos células genéticamente idénticas a partir de una sola célula, la base del crecimiento celular en cualquier organismo vivo. La meiosis está estrictamente relacionada con el espermatozoide y el óvulo en la reproducción sexual, lo que permite reducir a la mitad el número de cromosomas en cada uno para que la combinación, en este caso, a través de la fertilización in vitro, dé como resultado un embrión con el número correcto de cromosomas. En los humanos, son 23 pares de cromosomas que suman un total de 46.
aprenda más sobre el Center for Embryonic Cell and Gene Therapy de OHSU.
En este caso, los investigadores combinaron los dos procesos.
La gametogénesis in vitro, sigla en inglés, IVG, se ha convertido en el foco de los investigadores de todo el mundo que trabajan para abordar la infertilidad entre las personas que desean formar una familia con niños genéticamente relacionados.
En lugar de intentar reprogramar las células madre pluripotentes inducidas en espermatozoides u óvulos, un proceso que puede llevar meses o incluso años, los investigadores de OHSU están utilizando una técnica basada en la transferencia nuclear de células somáticas. La técnica consiste en trasplantar un núcleo de células de la piel a un óvulo de donante despojado de su núcleo. En 1997, esta técnica saltó a la fama cuando investigadores la emplearon para clonar una oveja llamada Dolly en Escocia.
En ese caso, los investigadores crearon un clon de uno de los padres.
En cambio, el estudio de OHSU describe el resultado de una técnica que produjo embriones con cromosomas aportados por ambos padres. El proceso implica tres pasos:
- Los investigadores trasplantan el núcleo de una célula de la piel a un óvulo, u ovocito, despojado de su propio núcleo.
- Impulsado por el citoplasma dentro del óvulo del donante, el núcleo de la célula de la piel implantada idealmente descarta la mitad de sus cromosomas en un proceso similar a la meiosis. Este es el paso clave, que da como resultado un óvulo haploide con un solo conjunto de 23 cromosomas en lugar de 46.
- Luego, los investigadores fertilizaron el nuevo óvulo con esperma, a través del proceso estándar de fertilización in vitro. Esto crea un embrión diploide con dos conjuntos de cromosomas, lo que finalmente daría como resultado una descendencia saludable con aportes genéticos iguales por parte de ambos padres.
Los investigadores informaron que habían producido 82 ovocitos funcionales que luego fueron fertilizados con espermatozoides a través de la fertilización in vitro.
En particular, la mayoría no progresó más allá de la etapa de 4 a 8 células y mostró anomalías cromosómicas.
Un número relativamente pequeño, el 9%, se desarrolló hasta la etapa de desarrollo de blastocisto seis días después de la fertilización, cuando los embriones generalmente se transfieren para establecer un embarazo a través de la fertilización in vitro. Ninguno de los embriones se cultivó más allá de ese punto.
La primera autora, Nuria Martí Gutiérrez, Ph.D, científica del Center for Embryonic and Cell Therapy de OHSU, dijo que la investigación continuará para comprender mejor cómo los cromosomas se emparejan y separan fielmente para crear ovocitos con el número correcto de cromosomas. Los embriones generalmente no se desarrollarán si tienen demasiados o muy pocos cromosomas, una afección conocida como aneuploidía.
Mitalipov señaló que incluso en la reproducción natural, solo alrededor de un tercio de los embriones se convierten en blastocistos.
"La aneuploidía es bastante común en los óvulos humanos, especialmente con el envejecimiento", dijo.
Los investigadores señalaron que la publicación representa un hito científico, pero que queda mucho por hacer antes de que la técnica esté lista para establecer el embarazo en las personas.
"Si bien nuestro estudio demuestra el potencial de la mitomeiosis para la gametogénesis in vitro, en esta etapa sigue siendo solo una prueba de concepto y se requiere más investigación para garantizar la eficacia y la seguridad antes de futuras aplicaciones clínicas", escriben los autores.
La investigación se adhirió a las pautas y la supervisión de la Junta de Revisión Institucional de OHSU, así como a un Comité de Monitoreo de Seguridad de Datos que revisó todas las donaciones de gametos y tejidos, el uso de muestras y cualquier evento adverso entre los participantes del estudio. La investigación fue apoyada por fondos de Open Philanthropy, la Haploid Gamete Research Foundation y fondos institucionales de OHSU. El proyecto también contó con el apoyo de una subvención Longevity Impetus de Norn Group, Hevolution Foundation y Rosenkranz Foundation.