La capacitat de conrear cèl·lules d'una espècie dins d'un organisme d'una altra diferent ofereix als científics una poderosa eina per a la investigació i la medicina, i ara un equip liderat per l'espanyol Juan Carlos Izpisúa ha aconseguit generar "embrions quimera" humà-mico.

Aquest enfocament, no exempt de connotacions ètiques, podria contribuir a avançar en la comprensió del desenvolupament humà primerenca, l'aparició i progressió de malalties i l'envelliment, així com en l'assaig de teràpies i el trasplantament d'òrgans.

Possibles aplicacions en la medicina regenerativa

"Aquest treball és important per aprofundir en el coneixement sobre la comunicació cel·lular durant l'embriogènesi i l'evolució, així com per a una varietat d'aplicacions en investigació i medicina regenerativa", ha assenyalat Izpisúa, director del Laboratori d'Expressió Gènica de l'Institut Salk de Califòrnia (EUA).

Per exemple, "algun dia podria donar lloc a la capacitat de generar teixits humans per al trasplantament, en cor o ronyons, i també podria ajudar a testar nous medicaments per a malalties humanes amb més precisió que en els models animals tradicionals".

Els resultats dels experiments, realitzats en laboratoris de la Xina, s'han publicat a la revista Cell, en un article que signen així mateix científics de la Universitat Kunmimg de Ciència i Tecnologia (Xina) i la Universitat Catòlica San Antonio de Múrcia (UCAM).


Dels porcs als macacos


El treball es basa en estudis anteriors del laboratori d'Izpisúa. En 2017, l'equip va publicar -en la mateixa revista- una investigació pionera en la qual van incorporar cèl·lules humanes en teixit porcí, el que va suposar "el primer pas" cap a la producció d'òrgans humans trasplantables utilitzant grans animals.

No obstant això, la contribució de les cèl·lules humanes al desenvolupament de l'embrió va ser bastant baixa, possiblement degut la gran distància evolutiva -90.000.000 d'anys- entre les dues espècies, recorda una nota de l'Institut Salk.

Per això, els científics es van proposar investigar la formació de quimeres -organismes que contenen cèl·lules de dues o més espècies- en una espècie més emparentada amb humans, els macacos.
 

Estudiar la comunicació de les cèl·lules amb altres espècies

Encara que aquest tipus de quimeres amb micos no s'utilitzaran per a trasplantaments, suposen una plataforma excepcional per estudiar com es desenvolupen i integren les cèl·lules humanes i com es comuniquen amb diferents espècies, el que en última instància serveix per a perfeccionar la creació d'una altra classe de quimeres i millorar el seu ús.

Per dur a terme els experiments actuals, l'equip va marcar cèl·lules mare reprogramades pluripotents humanes -capaces de convertir-se en tota mena de cèl·lules del cos- amb una proteïna fluorescent i les va inserir en embrions de macacos en plaques d'assaig.

Es va observar que aquestes cèl·lules van sobreviure i es van integrar en l'embrió de macaco millor que en els experiments previs en porcs, on les cèl·lules semblaven "no parlar el mateix llenguatge".

En concret, sis dies després de la creació dels embrions de mico es va injectar a cada un 25 cèl·lules humanes.

Tres quimeres van sobreviure

Al cap d'un dia es van detectar cèl·lules humanes en 132 embrions; al cap de deu dies, 103 dels embrions quimèrics seguien desenvolupant-se. La supervivència aviat va començar a disminuir i, el dia 19, sol tres quimeres seguien vives. Tots els experiments van acabar 19 dies després de la injecció de cèl·lules mare.

Una porta per a investigar malalties específiques

Després d'una anàlisi del transcriptoma -una lectura de quins gens i molècules estan actius-, es van contemplar diverses vies de comunicació reforçades o noves en les cèl·lules quimèriques.

Una vegada que es comprengui millor aquesta comunicació molecular, els organismes quimèrics permetrien una visió sense precedents de les primeres etapes de desenvolupament humà, diu l'Institut Salk.

La generació d'una quimera entre un humà i un primat no humà permet conèixer millor si hi ha barreres imposades per l'evolució per a la creació de quimeres i entendre els mecanismes moleculars per superar-les, resumeix Izpisúa.

A més, aquest abordatge podria usar-se per generar òrgans humans per a trasplantament en espècies hostes més distants evolutivament als humans, com el porc, que és més adequat per diverses raons: socials, econòmiques o ètiques, afegeix la UCAM en una nota.

Estrella Núñez, d'aquesta universitat, ha indicat que aquest projecte de nou ja en porcs es reprèn ara a Espanya, uns estudis que es poden transformar en una nova via per explorar com sorgeixen malalties específiques.
 

Descobrir quins òrgans són la clau de l'envelliment

Es podria, per exemple, manipular en la cèl·lula humana un gen concret associat a un determinat càncer i després observar la progressió de la malaltia utilitzant aquestes cèl·lules manipulades en una quimera. Això, segons els autors, podria revelar resultats més aplicables que un model animal típic.

Pel que fa a l'envelliment, no se sap si els òrgans envelleixen al mateix ritme o si potser un impulsa el de tots els altres i actua com a interruptor mestre del procés.

Es podrien utilitzar les quimeres per conrear, per exemple, l'òrgan d'una rata comuna en una espècie molt més longeva com la rata talp nua per sondejar quins òrgans poden ser la clau de l'envelliment.

Els dilemes ètics

La revista Cell publica també una tribuna sobre el dilema a què s'enfronta cada vegada més la ciència biomèdica: la necessitat de millors models per comprendre la biologia i les malalties humanes i dur a terme experiments que seria èticament problemàtic fer-los en humans.

"Realitzem aquests estudis per comprendre i millorar la salut humana", afirma Izpisúa, qui detalla que aquest treball va ser revisat "a fons i de forma exhaustiva" a escala institucional per especialistes en bioètica independents i organismes reguladors.

"Tot el nostre treball es regeix sempre per les directrius ètiques i legals vigents i se sotmet a revisió i aprovació de tots els comitès pertinents".

En principi, apunta, aquests experiments estan permesos en molts països, com els Estats Units, la Xina, Espanya o el Regne Unit, sempre que s'obtingui la deguda autorització; les raons per fer aquesta feina a la Xina són estrictament científiques.

"Els nostres col·laboradors xinesos són experts de renom en la investigació amb primats no humans i compten amb una de les majors colònies d'aquests animals del món".