Crean el primer ratón a partir de dos machos que alcanza la edad adulta
La ingeniería de células madre embrionarias ha hecho posible crear un ratón de dos vías (un ratón con dos padres varones) que logró vivir hasta la edad adulta. Los resultados, publicados en la revista «Cell Stem Cell», describen cómo la selección de un conjunto particular de genes … Involucrado en la reproducción permitió a un equipo de investigadores Academia de Ciencias de China (Caso) en Beijing para superar los desafíos previamente insuperables en la reproducción unisexual en mamíferos.
Los científicos ya habían tratado de crear ratones bipaterianes, pero los embriones solo se desarrollaron hasta cierto punto, luego dejaron de crecer.
En 2023, Katsuhiko Hayashi, de la Universidad de Kyushu (Japón), presentó los primeros ratones nacidos de Dos padres biológicosTransformando cromosomas sexuales masculinos masculinos XY en mujeres XX. Los resultados se publicaron en la revista «Nature» y abrieron la puerta para obtener ratones cuyos padre y madre eran el mismo individuo.
En esta ocasión, los investigadores, dirigidos por Wei Li, se centraron en el Genes improvisadosHACERque regulan la expresión genética de varias maneras. Este es un camino completamente diferente para lograr el mismo resultado: garantizar que dos mouses masculinos sean los padres de un ratón, producidos sin intervención biológica materna, pero siempre necesitan un ratón para la gestación de los embriones generados.
La cuestión de la reproducción de mamíferos que usan células exclusivamente masculinas ha despertado un gran interés científico, pero sigue siendo una posibilidad distante debido a los múltiples desafíos técnicos y biológicos involucrados. Encuestas recientes han demostrado avances prometedores, como Creación de huevos viables de células machos y el nacimiento del ratónS con dos padres biológicos, pero la viabilidad de este humano está limitada por la complejidad de la biología reproductiva.
Una de las barreras que evita un mamífero viable (óvulo) por la simple razón de que hay genes en nuestro genoma que solo funcionan si se les heredan de la madre y otros genes que no se expresan que se heredan del padre. Y todos son esenciales para sobrevivir ”, explica Lluís MontoliuInvestigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC).
«Las características únicas de los genes de impronta han llevado a los científicos a creer que son un obstáculo fundamental para la reproducción unisexual en los mamíferos», se reconoce el coautor Qi Zhou. Incluso cuando los bipaternos o los embriones de dos lados se fabrican artificialmente, no se desarrollan correctamente y no se estancan en algún momento durante el desarrollo debido a estos genes.
EL partenogénesisReproducción asexual Cuando un organismo se desarrolla a partir de un huevo no fertilizado, se ha descrito que ocurre naturalmente en ciertas plantas y animales, incluidos ciertos reptiles, anfibios y peces, pero no en mamíferos debido a la genética de la impronta, explica José Antonio Eníquez, experto en funcional. Genética del Centro Nacional de Investigación Cardiovascular (CNIC). «Este proceso epigenético regula la expresión de genes de acuerdo con si provienen del padre o la madre, siendo cruciales para el desarrollo de tejidos como la placenta».
En ratones, agrega, hace casi 10 años, la partenogénesis al introducir modificaciones en algunos genes sujetos a una impronta parental, evitando así los efectos de la unipareralidad. Ahora ha sido posible convertir las células masculinas XY en células XX funcionales mediante reprogramación celular y edición epigenética, creando huevos artificiales. Sin embargo, «su calidad es baja y los embriones resultantes tienen una viabilidad mínima, con menos del 1% alcanzando el término y los problemas de desarrollo».
Huella genética
La impresión, agrega, también influye en el crecimiento de los órganos y puede modificarse por factores externos como el estrés o la nutrición, lo que afecta la salud de la descendencia. «Esto subraya el impacto ambiental en la generación de gametos y su relevancia para las generaciones futuras».
La impresión, agrega, también influye en el crecimiento de los órganos y puede modificarse por factores externos como el estrés o la nutrición, lo que afecta la salud de la descendencia. «Esto destaca el impacto ambiental en la generación de gametos y su relevancia para las generaciones futuras».
En los primeros intentos de crear un ratón de dos tipos, los investigadores chinos utilizaron organismos de ovario para obtener ovocitos de células madre pluripotentes masculinas; Estos ovocitos se fertilizaron con esperma de otro hombre. Sin embargo, cuando los cromosomas homólogos (cromosomas divididos durante la meiosis para crear ovocitos y espermatozoides) son del mismo sexo, las anomalías aparecieron en la impronta, lo que condujo a serios defectos de desarrollo.
En el estudio que ahora se publica en «Cell Stem Cell», los investigadores han 20 genes de impresión genética de clave modificada individualmente a través de varias técnicas. Por lo tanto, descubrieron que estas modificaciones permitían no solo la creación de animales de dos vías que a veces vivían hasta la edad adulta, sino que también condujeron a células madre pluripotenciales más estables.
En otras palabras, Montoliú explica al Centro de Medios de Ciencias, es un complejo de protocolo experimental que le permite crear embriones de ratón sin necesidad de huevos, solo que usa equipos genéticos masculinos. “El proceso incluye la inyección de esperma en huevos enucleados para generar células haploides, que se modifican genéticamente con CRISPR para eliminar la impronta genómica. Posteriormente, estas células se combinan con esperma normal y se encuentran en embriones especiales para desarrollar una placenta funcional. Aunque algunos ratones biparentales paternos han logrado nacer, muchos no han sobrevivido o presentan problemas de desarrollo y esterilidad.
Los resultados, explican el coautor Guan-Zheng Luo, de la Universidad Sun Yat-Sen de Canton, «proporcionan evidencia sólida de que las anomalías en la huella son la principal barrera de la reproducción unisexual en mamíferos. Nuestro enfoque puede mejorar los resultados del desarrollo de células madre embrionarias y animales clonados, viajando por un camino prometedor para el progreso de la medicina regenerativa ”.
Ahora, los investigadores advierten varios límites que su trabajo debe atacar.
Por un lado, solo el 11.8% de los embriones viables pudieron desarrollarse hasta el nacimiento, y todos los jóvenes nacidos no vivieron hasta la edad adulta debido a defectos de desarrollo. Además, la mayoría de los que han llegado a la edad adulta han alterado el crecimiento y la esperanza de vida más corta. Finalmente, Los ratones que llegaron a la edad adulta eran estérilesAunque han mostrado una mayor eficiencia de clonación.
«Otras modificaciones de los genes de huellas digitales podrían facilitar la generación de ratones bidireccionales saludables capaces de producir gametos viables y conducir a nuevas estrategias terapéuticas para enfermedades impresas», explica Zhi-Kun Li de casos de casos.
En consecuencia, el equipo continuará estudiando cómo la modificación de los genes de las huellas digitales puede conducir a embriones con un mayor potencial de desarrollo. También reconocen que no está claro si esta tecnología finalmente se aplicará a la resolución de enfermedades humanas.
Montoliú cree que este avance, aunque limitado a las experiencias del ratón, podría tener implicaciones futuras en la reproducción humana, como autorizar parejas homosexuales o individuos únicos Tienen hijos orgánicos con su propio material genético. Sin embargo, «estas aplicaciones siguen siendo teóricas debido a los riesgos técnicos, éticos y legales, lo que subraya la necesidad de reflexionar sobre su aceptación en la sociedad».
En este sentido, explica José Antonio Enríquez, del CNIC, «aunque los títulos pueden sugerir que estamos a punto de crear descendientes humanos para comenzar exclusivamente a partir de células masculinas, la realidad es mucho más compleja».
Explica que incluso en las experiencias actuales, el éxito depende de los componentes biológicos femeninos para garantizar un desarrollo embrionario adecuado, entre otros, el citoplasma y las mitocondrias del óvulo. Esto significa que, a pesar del progreso, «el entorno biológico femenino sigue siendo esencial».
Las aplicaciones prácticas de estos resultados requieren una encuesta mucho más profunda y cautelosa para superar las barreras técnicas, éticas y biológicas que aún persisten
Además, la transición de estas experiencias a aplicaciones en humanos se enfrenta a desafíos técnicos y éticos. “La biología humana es más compleja que la de los ratones, y todavía no entendemos completamente los mecanismos que regulan la gametogénesis e imprimen en nuestra especie. La manipulación de estas marcas podría tener consecuencias impredeciblesTanto para las personas nacidas por estas técnicas como para las generaciones futuras ”.
Esto también es considerado por Antonio Requena, director gerente médico del grupo IVI: “Siempre es una ciencia muy fundamental, pero ya es posible ir al modelo de mamíferos, lo cual es muy importante. No lo veo como algo lograble en poco tiempo, pero si abre la puerta a la posibilidad de que un ovocito enucleado pueda hacer un portador de dos núcleos masculinos o incluso en un solo individuo. En cualquier caso, hay Cambios complejos complejos Por lo tanto, sería necesario tener mucho cuidado cuando se aplica en humanos por las posibles consecuencias que no solo podría tener en la salud del recién nacido sino también en su desarrollo posterior.
Además, se han planteado problemas éticos con respecto a la participación que podría tener a nivel social, especialmente porque la misma persona podría contribuir a todo el cargo genético.
Para Enríquez, el trabajo realizado en ratones representa una progresión significativa en nuestra comprensión de la biología reproductiva y la epigenética. Sin embargo, es Lejos de ser una solución práctica o segura para la reproducción humana. «Estos estudios destacan la importancia de los fenómenos epigenéticos, como la impronta, que regula el desarrollo embrionario y garantiza una interacción adecuada entre las contribuciones genéticas del padre y la madre. Aunque fascinantes, las aplicaciones prácticas de estos resultados requieren una encuesta mucho más profunda y cautelosa para superar las barreras técnicas, éticas y biológicas que aún persisten.
Debe recordarse que las pautas éticas de la Sociedad Internacional para la Búsqueda de células madre para la investigación sobre células madre no permiten la edición genética hereditaria para fines de reproducción o el uso de gametos derivados de células madre humanas para la reproducción porque actualmente se consideran insertados insertados .
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