Los cerdos que fabricarán en su interior órganos humanos
El científico español Juan Carlos Izpisúa pretende desarrollar órganos humanos en cerdos
En una granja de Murcia se encuentran los animales con los que se está experimentando
Son
cerdos comunes, de granja, de los que solemos nutrirnos habitualmente.
Pero en los últimos meses decenas de científicos están pendientes de
ellos. Porque, si todo sale bien, serán los protagonistas de un
procedimiento revolucionario que busca desarrollar órganos humanos en su
interior. Desde Murcia, estos animales están poniendo números a una
investigación que dirige el español Juan Carlos Izpisúa en California.
Primero el páncreas, después los riñones, más tarde el cartílago y la
córnea… Son los primeros órganos y tejidos que están intentando eliminar
en el cuerpo porcino para posteriormente fabricarlos en su interior con
células humanas. No es ciencia ficción, está empezando ahora y España
puede ser el país donde esta técnica pionera dé sus primeros frutos,
algo para lo que, eso sí, falta todavía tiempo.(...)
Desde hace siglos,
el cerdo ha sido objeto de análisis con fines médicos. Ya sobre el año
1150, Cofón el Joven escribió Anatomía Porci, manual utilizado por los
alumnos de medicina para estudiar anatomía. Porque el interior porcino y
el humano tienen paralelismos. La distribución de la sangre por la
arteria coronaria es casi idéntica entre cerdos y hombres, la piel tiene
una estructura similar, el desarrollo embrionario durante los primeros
meses es muy parecido… La genética entre estos animales y los humanos
también tiene muchos puntos en común, tal y como se puso de manifiesto
en 2012 con la primera secuenciación del genoma de una especie porcina.
De
hecho, son muchas las aplicaciones médicas que se han generado gracias
al cerdo. Antes de su desarrollo sintético, la insulina se obtenía del
páncreas porcino para el tratamiento de las personas diabéticas, lo
mismo ocurría con la heparina (anticoagulante), generada en su mucosa
intestinal, o con el surfactante, que del pulmón animal pasaba al cuerpo
todavía sin desarrollar de los bebés prematuros para tratar su
inmadurez pulmonar. Quizás el uso más conocido es el de las válvulas
cardiacas porcinas, que desde hace décadas se vienen utilizando en
cardiología como una alternativa más.
A las similitudes anatómicas
se une otra ventaja para el uso del cerdo en esta investigación en
lugar de otra especie animal con mayor similitud genética como los
primates: su ciclo reproductivo. La gestación de la cerda dura 114 días,
es decir, tres meses, tres semanas y tres días. Estos aspectos y la
parte ética han sido clave para que el grupo liderado por Izpisúa se
haya decantado por este animal, tal y como explica en Murcia a EL MUNDO.
“Utilizar primates genera problemas, uno de tipo práctico y otro de
tipo ético. Un primate tiene una cría y un cerdo tiene 10, 12 o 15 que
se pueden estudiar simultáneamente. Y además, es muy importante que esta
investigación sirva para ayudar a todas las personas,
independientemente de su componente ético. Confío y espero que el cerdo
genere muchos menos problemas y muchas menos preguntas morales y éticas
que el primate”.
Los
animales que este grupo utiliza para su investigación no tienen nada de
especial, su aspecto, olor y tamaño es el que estamos acostumbrados a
ver, aunque quizás no tan de cerca. EL MUNDO ha visitado las
instalaciones donde se desarrolla la técnica que quiere utilizarlos a
modo de incubadora para órganos humanos.
Quien realiza todos este
procedimiento en la granja y el laboratorio es el Grupo de Investigación
de Reproducción Animal dirigido por Emilio Martínez García, catedrático
de Medicina y Cirugía animal de la Universidad de Murcia, junto con
investigadores de la Universidad Católica San Antonio de Murcia. “Hasta
ahora hemos utilizado 30 cerdas donantes y siete receptoras y el próximo
día 25 emplearemos a otras 19”, señala este experto.
En una
intensa jornada, llena de olores, nervios y precisión estos
investigadores extraen, editan e implantan mini embriones porcinos.
“Empezamos a primera hora de la mañana con la inseminación de las cerdas
a las que se sacrifica unas horas después para extraerles su contenido
uterino, que es enviado al laboratorio donde se identifican todos los
cigotos y se editan uno a uno”, explica Llanos Martínez, veterinaria y
profesora investigadora de la UCAM.
Vea el gráfico. GRACIA PABLOS
La edición del ADN de los cigotos (embriones de una célula) se basa en el sistema desarrollado por las bioquímicas Charpentier y Doudna,
recientemente galardonadas con el Premio Princesa de Asturias 2015 de
Investigación Científica. Consiste en la inyección de una enzima
(nucleasa) y un ARN específico para el gen o genes que se quieren
eliminar. Estas moléculas actúan como si de un imán y unas tijeras se
trataran, primero se fijan al gen seleccionado y lo cortan. Luego los
extremos del ADN del cigoto se vuelven a unir. Sería un sistema similar
al corta y pega de un procesador de texto (vea el GRÁFICO).
Hasta
el momento, los investigadores murcianos han editado 352 cigotos para
eliminarles el gen responsable de las células beta del páncreas, las
productoras de insulina. Una vez manipulados, los cigotos se cultivaron
en el laboratorio durante cinco días hasta que evolucionaron a estadio
de blastocisto (un embrión de cinco días). Llegado ese punto, es cuando
se utilizarían células humanas que se inyectarían en estos embriones
para que siembren el lugar ausente del órgano o tejido eliminado y lo
repueblen. Así, durante el desarrollo embrionario se crearía el órgano
deseado pero con genoma humano. “En España esto todavía no se ha hecho
porque estamos tramitando los permisos, pero en California ya lo hemos
realizado en un pequeño número de animales, ratones y cerdos. Pero no es
significativo, porque para que tenga relevancia, necesitamos un número
alto para probar la eficacia del procedimiento”, explica Izpisúa que ha
viajado de Salk (California) a Murcia para explicar a este periódico el
estado de su investigación.
Hasta que se autorice el uso de
células humanas, los blastocistos manipulados genéticamente son
trasladados de nuevo a la granja -sin material humano- para ser
transferidos a cerdas receptoras. Tras 28 días de gestación, se
sacrifican para obtener los fetos que son posteriormente analizados.
Hasta ahora, “hemos obtenido un total de 80 fetos, entre 15 y 16 por
cerda. El próximo día 25 haremos otro procedimiento similar pero esta
vez dirigido al knockout [edición] del riñón. Esperamos tener unos 120
cigotos que serán implantados en cuatro cerdas receptoras. Hasta que
ocurra, no sabremos cuántos fetos lograremos”, explica Martínez García.
A la espera de la autorización
De
momento, los fetos son enviados y analizados en California, lejos del
olor de las pocilgas donde están estos protagonistas, simplemente para
ver el grado de eficacia de la edición genómica. Cuando se logren los
permisos para el uso de células humanas, habrá que comprobar numerosos
detalles todavía por definir. “Lo primero que haremos es analizar los
tejidos/órganos en los fetos de cerdo para ver el grado de incorporación
de las células humanas. Una vez que consigamos las condiciones
apropiadas es cuando nos plantearíamos hasta cuándo dejar crecer los
órganos en el cerdo para que su tamaño estuviera acorde al tejido
humano. No obstante, creo que más importante que el tamaño es quizás la
capacidad de proliferación de las células que componen el tejido/órgano.
Esta capacidad es mucho más pronunciada en los primeros estadios de la
vida, por lo que a priori consideramos que el momento más apropiado será
en esos primeros días tras el nacimiento del cerdo, pero tendremos que
esperar y ver en su día qué es más apropiado”, aclara Izpisúa, que
muestra por igual entusiasmo y cautela.
Porque hay otros aspectos
que preocupan a este investigador, como la posible incorporación de
tejido porcino en el órgano humano desarrollado. “Todos los órganos
están rodeados por vasos sanguíneos que están tapizados por endotelio
(una membrana que los recubre). Puede haber una mezcla del endotelio
porcino con el órgano humano y eso puede generar problemas”. Para evitar
esto, se está estudiando bloquear el gen (o genes) responsable de la
formación de endotelio. Otra opción sería dar inmunosupresores al futuro
receptor humano, al paciente, como se hace ahora con los trasplantes.
No
obstante, hay tejidos como el cartílago que no tienen ese problema, ya
que no están vascularizados, por lo que sería un magnífico candidato
para la técnica. Además, a diferencia de otros órganos como el riñón,
constituido por 29 tipos celulares, su edición genómica es simple porque
bloqueando solo tres genes se frena su desarrollo. «Aquellos
tejidos/órganos compuestos por muchos tipos celulares serán más
difíciles de obtener, ya que tenemos que hacer el knockout [edición]
para eliminar todos los tipos celulares del órgano del cerdo y así
lograr un órgano formado exclusivamente por células humanas. El
conocimiento de todos los genes implicados en la formación de un órgano
es todavía escaso y, por ello, en este momento, es más apropiado
centrarnos en tejidos/órganos formados por unos pocos tipos celulares
que son más fáciles de eliminar en el animal», añade el investigador
albaceteño residente ahora en California.
No obstante, Izpisúa
está probando su procedimiento con cuatro tejidos y órganos muy
diferentes, cartílago, córnea, páncreas y riñón, aunque es el primero en
el que tiene puestas más esperanzas y el que puede dar antes la prueba
de experimentación necesaria para tener el aval científico en todo el
mundo. El traumatólogo Pedro Guillén será el encargado de realizar en la
Clínica Cemtro, en Madrid, las pruebas con el cartílago obtenido.
Guillén
insiste en recordar el principal motivo de esta investigación: “En el
mundo de hoy faltan órganos y tejidos, y la Medicina tiene que tener una
respuesta. La Organización Nacional de Trasplantes hace un trabajo
excepcional pero es insuficiente porque el hombre cada vez es más
longevo. La sociedad espera una respuesta y es la ingeniería tisular,
una nueva disciplina, la que puede ayudar. La célula es una gran
oportunidad terapéutica”. En su campo, cuando este especialista tiene
que tratar problemas articulares necesita de una primera cirugía donde
toma cartílago sano para hacerlo proliferar en el laboratorio y luego
otra más para implantarlo. Si el proyecto sale bien, Guillén podrá, a
partir de la piel de un paciente, cultivar sus células en el cerdo y
obtener cartílago específico de esta persona que será implantado con
sólo una cirugía. “Quiero una ingeniería tisular que me dé un tejido que
me falta y creo que lo va a conseguir. No lo dudes”.
Equipo multidisciplinar
Pero
al igual que el cartílago no es el único tejido a crear, Guillén no
está solo, sino que forma parte de un equipo multidisciplinar: Josep
Maria Campistol, nefrólogo y director médico del Hospital Clínic de
Barcelona, evaluará el tejido pancreático y renal que se logre. Jerónimo
Lajara, oftalmólogo, busca utilizar tejido ocular para reparar
problemas del ojo humano. La última en incorporarse ha sido Encarna
Guillén, jefa de sección de Genética Médica del hospital Virgen de la
Arrixaca de Murcia y directora de la cátedra de Genética y Enfermedades
Raras de la UCAM, que investigará sobre el origen de patologías poco
frecuentes, como las displasias óseas, y la búsqueda de terapias.
Lajara,
además, está detrás de la coordinación de todos los equipos de este
gran proyecto. “Tenemos que hacer un esfuerzo importante para que no se
escape ningún detalle”. Esa es su aportación inicial, su papel más tarde
estará en la incorporación del procedimiento en tejidos oculares
humanos criados en el cerdo. “No vamos a tener cerdos con ojos humanos.
Tendrán sus ojos, con su forma y tamaño, pero con carga genética humana.
Veremos qué tejidos podremos aprovechar y en qué circunstancias.
Creemos que puede ser la córnea y quizás la esclerótica”.
Detrás
de todo este proyecto, además de la colaboración de estos grupos
clínicos está el convencimiento y la financiación del presidente de la
UCAM. “El fomento de la investigación científica es uno de los pilares
de la UCAM. Somos una universidad católica y antes de potenciar este
proyecto hemos hecho las consultas previas a la Santa Sede y al máximo
responsable de la Iglesia en el ámbito ético en España, que es el obispo
de Bilbao, y contamos con todos los parabienes. Nuestra conciencia está
bien tranquila. Lo importante es que se está trabajando en un ámbito
con un futuro extraordinario. Tengo una gran esperanza en este proyecto.
El conocimiento y la investigación son fundamentales. Lo que nos guía
es esto y el amor desinteresado”.
Son rostros llenos de ilusión y
complicidad, además de años de experiencia lo que está detrás de este
grupo. Sin embargo, el director del proyecto insiste: “Todavía estamos
un poco lejos de que esto pueda llegar a ayudar a una persona que tenga
una enfermedad, pero no por ello vamos a desfallecer y vamos a poner
toda nuestra energía para tratar de llevar esos resultados más pronto
que tarde a la clínica”, sostiene Izpisúa.