Una de las figuras arquitectónicas más imponentes de la antigüedad es la Esfinge de Gizeh, que "vigila" a las tres pirámides de Keops, Kefren y Micerino. La esfinge es un ser mitológico con la cabeza de un hombre y el cuerpo de un león. La quimera es también un ser imaginario, un animal que, según la mitología griega, tenía la cabeza de águila, cuerpo y patas de león y cola de serpiente. A los humanos siempre nos han atraído los seres que unen características de diferentes animales o seres, que en general llamamos quimeras. No hace falta ir a la literatura clásica para encontrarlas, las novelas y películas de Harry Potter también están repletas de centauros, hipogrifos y sirenas, pero lo cierto es que siempre hemos pensado que eran seres irreales e imposibles.
Sabemos que el trasplante de órganos entre organismos de diferentes especies no es factible porque existe el rechazo hiperagudo, en el cual el sistema inmunitario del cuerpo receptor reacciona de forma muy intensa en contra del órgano trasplantado, al cual reconoce como ajeno y foráneo. Pero también es sabido desde hace tiempo que en los primeros estadios del desarrollo de un embrión, cuando todavía hay muy pocas células y todas son pluripotentes (mirad el artículo en el que hablé de células embrionarias) y antes de la implantación en el útero en los mamíferos, se pueden fusionar embriones o introducir células embrionarias de un embrión a otro (siempre dentro de la misma especie) sin alterar gravemente la viabilidad del embrión resultante.
Sin embargo, los investigadores hace tiempo que trabajan en la generación de quimeras interespecie, por ejemplo, para encontrar una solución a la escasez de órganos para trasplante en humanos. Imaginemos un cerdo, con órganos de una composición proteica y tamaño similar a los órganos humanos. Si pudiéramos generar un órgano humano dentro de un cerdo, podríamos utilizarlo para trasplante cuando no hubiera ningún donante compatible, por ejemplo, para un corazón, un riñón o un hígado. Para ello, tendríamos que conseguir introducir células embrionarias humanas dentro de un embrión de cerdo, y conseguir que cuando se desarrollara, estas células humanas hicieran un corazón, un riñón o un hígado plenamente funcionales. Así, de entrada, puede parecer una solución, pero durante muchos años ha habido restricciones a la investigación y generación de quimeras con células humanas por razones bioéticas. En los Estados Unidos, por ejemplo, se reconsideró la prohibición de trabajar con quimeras humanas, y a finales del 2016 se aceptó que se pudiera investigar, siempre cumpliendo una serie de condiciones y siguiendo una normativa y un control relativamente estricto. Por ejemplo, no se puede llegar más allá de un cierto tiempo de desarrollo embrionario, ni implantarlo en un útero (y evitar así que pueda salir un organismo híbrido, una quimera humana).
La quimera es un ser imaginario, un animal que según la mitología griega tenía la cabeza de águila, cuerpo y patas de león y cola de serpiente
Pues bien, a principios del año 2017 se publicó un trabajo en el que se explicaban los primeros intentos para generar un órgano de una especie dentro de otra, en este caso, una quimera ratón-rata. Lo que hicieron los investigadores fue generar un embrión de ratón al cual le falta la instrucción genética principal para desarrollar un páncreas, el gen Pdx1. A este embrión le introdujeron células embrionarias de rata, con todas las instrucciones genéticas correctas, incluido el gen Pdx1 que le fallaba al ratón. Para seguir de cerca si las células de rata eran aceptadas por el embrión de ratón, las células de rata eran transgénicas para una proteína roja, que se observa fácilmente, y como se puede ver en la figura que los autores ponen en el artículo, las células de rata se mezclaron con las de ratón para generar un feto quimera. Generaron un individuo adulto, medio ratón-medio rata, en el que todo el páncreas era sólo de rata, que sobrevivió dos años en el laboratorio sin ningún problema aparente.
Imagen de la quimera ratón-rata en embrión (células rojas son de rata) y diferentes imágenes del adulto al año y dos años de vida (extracto de Wu et al. (2017) Cell 168, 473–486).
Animados con este resultado, los investigadores también intentaron hacer quimeras humano-vaca y humano-cerdo. Llegaron a microinyectar 1.400 embriones de cerdo en células embrionarias humanas, dejándolos desarrollar hasta 3 semanas (el máximo permitido según la ley americana) antes de destruirlos y mirar si habían tenido éxito. A pesar de conseguir quimeras, el porcentaje de células humanas finales era excesivamente pequeño, de 1 célula humana frente a 100.000 de cerdo. Están todavía muy lejos de poder generar en cerdos órganos humanos para el trasplante, pero la investigación en quimeras va avanzando y puede resolver también muchas otras cuestiones, por ejemplo, sobre el desarrollo humano.
Si pudiéramos generar un órgano humano dentro de un cerdo, podríamos utilizarlo para trasplante cuando no hubiera ningún donante compatible
Esta semana, en Nature, se acaba de publicar la generación de una quimera pollo-humano. El objetivo del trabajo es investigar cómo se desarrollan los embriones humanos y cuáles son los genes que actúan. Sabemos cómo se desarrolla un pez, un reptil, un pollo o un ratón, pero no conocemos cómo es el desarrollo del embrión humano, dado que, obviamente, no se puede hacer investigación en embriones humanos. Actualmente, normativas de muchos países sólo dejan estudiar la embriogénesis humana hasta 14 días (antes de que se implanten y empiece la diferenciación de los órganos). Aunque se pueden seguir estos primeros pasos, se desconoce cómo se forma realmente el embrión humano, falta saber cómo decide lo que tendrá que ser cabeza y lo que tendrá que ser cola (eje antero-posterior), espalda o vientre (eje dorso-ventral). Por lo tanto, hay que buscar otras maneras de llegar a este conocimiento.
Así que estos investigadores han utilizado células embrionarias humanas, haciéndolas crecer en placas con poco espacio, de forma que se generen microesferas de células, como microembriones. Aquí hay que insistir en el hecho de que no son embriones, sino que empiezan a expresar genes y se organizan en el espacio de forma similar a los embriones. De estas microesferas se han extraído células de una región concreta y se han introducido en un embrión de pollo. Dentro del embrión, las células humanas se reorganizan con las de pollo (se pueden seguir de cerca porque son transgénicas para una proteína roja fluorescente) y siguen desarrollándose hasta estadios mucho más avanzados de lo que se puede alcanzar en una placa de Petri. Lo que se ha visto es que estas células humanas pueden hacer que el pollo desarrolle un segundo cerebro y un tubo neural, es decir, que aquellas pocas células son muy importantes y llevan información para "dirigir" a las células del pollo adyacentes y "convencerlas" para que hagan un sistema nervioso de novo. Experimentos similares se habían hecho en reptiles y otros organismos, pero no se sabía si en humanos existían este grupito de células organizadoras llamadas "organizador de Spemann" porque nunca se había podido observar ni estudiar en primates ni humanos, por lo cual se considera un gran avance en el conocimiento del desarrollo humano.
Así que ya veis que las quimeras han dejado el mundo de la fantasía y son muy reales.