CÉLULAS MADRE SÍ, PERO SIN EMBRIONES

[La ciencia ha dado uno de esos saltos que hacen historia: se ha logrado reprogramar células adultas de la piel humana de modo que se convierten en células madre como las embrionarias, capaces de diferenciarse en los diversos tejidos del cuerpo humano.

Este paso ha sido calificado de revolucionario por la comunidad científica. Siempre se había pensado que era un camino de una sola dirección, pero se ha logrado invertir el proceso.

Primero en julio de 2006 y luego en el pasado verano, unos investigadores japoneses lograban la conversión de células de la piel de ratones en células madre con las características de las embrionarias. Se demostró que aquellas células de cola de ratón reconvertidas en células embrionarias, eran pluripotentes y podían convertirse en cualquier tipo de célula.

Desde entonces, varios los grupos de científicos han repetido esta metodología siempre en animales. Pero el paso definitivo, que era conseguir los mismos logros con células humanas, lo han dado ahora esos científicos japoneses al mismo tiempo que otros investigadores norteamericanos. Un equipo es el dirigido por Shinya Yamanaka de la Universidad de Kioto (Japón); el otro grupo de investigación trabaja en el laboratorio de James Thomson, de la Universidad de Wisconsin-Madison (Estados Unidos). Han logrado reprogramar células de la piel humana y las han transformado en células madre pluripotentes, similares a las que se podrían obtener de los embriones humanos.

Las células obtenidas han sido designadas técnicamente como iPS, sigla tomada de las iniciales en inglés de células madre pluripotentes inducidas (induced Pluripotent Stem cells). La revista Cell Stem Cells publica el trabajo del equipo de Yamanaka, y la revista Science recoge los datos del grupo de James Thomson: los dos han utilizado un proceso similar, aunque no idéntico. También Nature ha publicado estos trabajos.

El equipo de Yamanaka -según publica Cell Stem Cells- tomo células de la piel de una mujer de 36 años y de un hombre de 69, e introdujo en su interior cuatro genes que están implicados en el proceso de diferenciación celular. Para introducir estos genes en el interior de la célula utilizó como vector un retrovirus. La acción de estos genes puso en marcha un mecanismo de reprogramación que hizo regresar la célula a una fase equivalente a la embrionaria, por eso se les ha llamado iPS. La célula ya diferenciada de la piel se convirtió así en una célula madre pluripotente capaz de convertirse de nuevo, no ya en piel, sino en cualquier tipo de célula del organismo humano (hay 220 tipos de célula que forman los diferentes tejidos del cuerpo adulto).

Aplicando también cuatro genes (dos iguales y otros dos distintos), el equipo de Thomson ha logrado el mismo proceso -según explica Science-: ha utilizado células de piel de fetos y de niños recién nacidos. El resultado ha sido el mismo, lo cual refuerza la certeza del experimento.

James Thomson ha manifestado que con "las iPS se logra todo lo que se puede hacer con las células embrionarias" y que "estas células son probablemente más relevantes a nivel clínico que las células madre embrionarias"; también ha añadido que con el uso de estas células no habría problemas de rechazo. Yamanaka ha dicho cosas parecidas y ha añadido que las iPS podrían servir para comprender los mecanismos de algunas enfermedades y probar la toxicidad de los fármacos.

En todo el mundo ha habido un clamor unánime, al constatar que es un gigantesco avance científico que presenta, al menos, tres grandes ventajas: primero, permite la producción ilimitada de células madre pluripotentes debido a la abundancia de la propia piel (y no es el único tejido adulto del que se han obtenido células madre); segundo, no ocasionaría problemas de rechazo porque el donante y el receptor podrían ser el mismo individuo (las células tendrían el mismo código genético); y, finalmente, pero no es la razón menos importante, confirmaría que no se necesita manipular y destrozar embriones humanos –¡seres vivos!- para lograr células madre.

Con este descubrimiento se ha puesto de manifiesto que algunos científicos han seguido trabajando racionalmente sin atender a las presiones de ciertos lobbies que han tratado de impulsar únicamente la línea de investigación con células madre embrionarias, a pesar de que son muy difíciles de controlar, generan tumores y, sobre todo, implican la destrucción irracional de embriones vivos. De fondo, como es bien sabido, está el sofisma de que el progreso científico exige necesariamente descartar posibles problemas éticos (en este caso, la destrucción de embriones); y no hay que olvidar que están en juego muchos intereses económicos.

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Muy ilustrativos y didácticos los artículos: Células Madre para todos y Hacia la creación de células madre pluripotenciales sin utilizar embriones, de Javier Novo, Director del Departamento de Genética de la Universidad de Navarra

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Science Now Daily News (20 November 2007): “Two groups report today that they have reprogrammed human skin cells into so-called induced pluripotent cells (iPSs). In a paper published online in Cell, Yamanaka and his colleagues show that their mouse technique works with human cells as well. And in a paper published online in Science, James Thomson of the University of Wisconsin, Madison, and his colleagues report success in reprogramming human cells, again by inserting just four genes, two of which are different from those Yamanaka uses.”

“(…) Yamanaka and his colleagues used a retrovirus to ferry into adult cells the same four genes they had previously used to reprogram mouse cells: OCT3/4, SOX2, KLF4, and c-MYC. They reprogrammed cells taken from the facial skin of a 36-year-old woman and from connective tissue from a 69-year-old man.”

“Thomson's team started from scratch, identifying its own list of 14 candidate reprogramming genes. Like Yamanaka's group, the team used a systematic process of elimination to identify four factors: OCT3 and SOX2, as Yamanaka used, and two different genes, NANOG and LIN28. The group reprogrammed cells from fetal skin and from the foreskin of a newborn boy.”

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Time (20 November 2007): “In the journal Cell, Shinya Yamanaka of Kyoto University reports success in turning back the clock on cheek cells from a middle-aged woman, while James Thomson of University of Wisconsin, the first to isolate human embryonic stem cells, achieved the same feat with foreskin cells from a newborn baby. The achievements completely reset the boundaries of the stem cell debate, because both groups generated cells that looked and acted like embryonic stem cells, but without the need for eggs, embryos or ethical quandaries about where the cells came from. "I think this is the future of stem cell research," says Dr. John Gearhart, the biologist who first discovered human fetal embryonic stem cells. ‘It's absolutely terrific.’ "

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Reproducimos ahora un artículo titulado “Células Madre sí, pero sin embriones” escrito por Nicolás Jouve de la Barreda, Catedrático de Genética de la Universidad de Alcalá de Henares (España), que ha sido publicado en Páginas Digital (23-XI-2007).]

# 414 Varios Categoria-Varios: Etica y antropología

por Nicolás Jouve de la Barreda

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Las recientes investigaciones de varios grupos han demostrado que es posible una reprogramación genética de células diferenciadas y que este método es mejor y más seguro para atacar la producción de células válidas para el trasplante de tejidos deteriorados que su extracción de embriones, al poder utilizarse células del propio paciente, soslayando el problema del rechazo.

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Desde hace unos años, cuando se despertó el interés por las células embrionarias como fuente de obtención de líneas celulares útiles para la curación de enfermedades degenerativas, muchos señalamos que estas lamentables investigaciones con embriones, literalmente sacrificados, tenían fecha de caducidad. Los excelentes resultados con células madre adultas apuntaban en una dirección mucho más prometedora y desde luego respetuosa con la vida humana.

Es evidente, señalábamos muchos, que desde ambas perspectivas, la ética y la tecnológica, es preferible experimentar con células madre procedentes de tejidos no embrionarios. Hoy, más del 90% de los protocolos de ensayos clínicos con células madre utilizan células no embrionarias, y son cada vez más los investigadores que están a favor de la terapia celular, o la ingeniería tisular sin dilemas éticos. En lo que sigue vamos a revisar algunos resultados recientes en esta dirección.

En agosto de 2006, el Dr. Robert Lanza y su equipo de investigadores de la empresa californiana ACT (Advanced Cell Technology) informaban sobre la posibilidad de extirpar células madre de embriones en sus primeros estadios de desarrollo, sin afectar al resto del embrión, de forma semejante a como se lleva a cabo el diagnóstico genético preimplantatorio. Los pobres resultados de estas experiencias fueron muy criticados y dejaron a las claras las dificultades de mantener vivos a los embriones manipulados.

Mientras que la mayor parte de los investigadores seguían aferrados a la utilización de los embriones como fuente de células madre, el Dr. Markus Grompe, un joven investigador del Centro de Células Madre de la Universidad de Oregón, se planteó la posibilidad de producir embriones modificados genéticamente, con el fin de detener su desarrollo después de que las células se hubieran extirpado para su cultivo in vitro. La idea, muy discutible, era la de continuar trabajando con embriones si bien se trataría de cambiar su sacrificio directo por un modo más sutil de destrucción, dado que la modificación genética ejercida artificialmente habría de provocar la interrupción de su desarrollo de forma natural, transcurrido el momento necesario para recoger sus preciadas células madre. Curiosamente, este mismo investigador justificaba estas investigaciones en base a razones éticas al señalar algo que venimos repitiendo quienes nos oponemos a la experimentación con embriones: “la vida humana es un continuum que comienza en el momento de la fecundación, por lo que un embrión humano, a pesar de su debilidad y pequeñez, es una vida humana, por lo que es inaceptable su destrucción para extraer las células madre. El fin no justifica los medios”.

Se trataba de producir “artefactos biológicos” sin capacidad de desarrollo. La idea no resiste la crítica ética por varios motivos. En primer lugar porque, si bien estos embriones no serían viables por su naturaleza genética alterada, no por ello dejarían de ser seres humanos en fase embrionaria, a los que se habría manipulado de forma no natural. Además, el hecho de producir un embrión sin capacidad de sobrevivir no sería otra cosa que la creación de vidas humanas defectuosas.

Estos episodios revelan una mala conciencia en muchos investigadores que reconocen el valor de la vida humana existente en los embriones. Además, y debido a ello, demuestran la voluntad de buscar vías alternativas para producir líneas celulares para afrontar los problemas de la medicina regenerativa. Éstas las ofrecen las células madre procedentes de tejidos postembrionarios, en el líquido amniótico, el feto, el cordón umbilical y, tras el nacimiento, en la mayoría de los tejidos durante la vida adulta. Estas células no plantean problemas éticos, y para su obtención en el caso de las células madre adultas basta una biopsia que podría hacerse en el propio paciente afectado por una enfermedad degenerativa (infarto, Alzheimer, Parkinson, diabetes, etc.). De este modo se garantizaría la identidad genética y se evitaría el rechazo, una vez que se obtuviera a partir de ellas una masa de células reprogramadas y dispuestas para el trasplante en el propio paciente.

De este modo, como alternativas a la utilización de células madre embrionarias se han abordado dos estrategias, la utilización de las células madre que existen en la base de muchos tejidos en fase adulta, o la reprogramación de las células especializadas, ya diferenciadas, para su retorno a la fase de indiferenciación, en la que habrían de comportarse como células madre equivalentes a las embrionarias. Esta reprogramación es abordable tocando el programa genético de modo que se reactiven determinados genes que dejan de expresarse en las células diferenciadas.

En esta línea de investigaciones se han hecho avances muy prometedores. En julio de 2003, el Dr. John Gurdon y sus colaboradores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) publicaban un trabajo en Current Biology que demostraba la posibilidad de activar un gen llamado Oct-4 en células somáticas de adulto. Este gen deja de estar activo tras las primeras etapas del desarrollo embrionario, siendo a su vez el gen más característico y diagnóstico de las células madre pluripotentes (capaces de derivar hacia múltiples especialidades celulares). En este trabajo, sus autores concluyeron que la capacidad de activar el gen Oct-4 supondría un paso de gran interés hacia el establecimiento a largo plazo de un procedimiento de reprogramación celular.

A principios de 2006, los Drs. Melton y Eggan, del Departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Harvard, dirigieron su atención a la reprogramación de las células adultas con el fin de convertirlas en células madre, con el mismo comportamiento que las células madre embrionarias. En un trabajo publicado en Nature concluían los citados autores que la metodología es compleja, por el hecho de tener que soslayar las modificaciones epigenéticas (variaciones por metilación del ADN y de las proteínas histonas de la cromatina durante la diferenciación), lo cual, según las estimaciones de estos investigadores, tardaría aun varios años.

En junio de 2006, los Drs. Austin Smith, Ian Chambers y sus colegas de la Universidad de Edimburgo publicaron otra investigación en la revista Nature sobre un gen llamado Nanog que es responsable del mantenimiento de la actividad proliferativa de las células embrionarias. Además, demostraron que si se reactiva o induce artificialmente la expresión de este gen en células somáticas adultas de ratón, las células somáticas se hacen multipotentes y recobran una capacidad de regeneración y transformación en casi cualquier tipo de célula. Un trabajo de gran importancia experimental y bioética que mantenía viva la esperanza de obtener células madre sin necesidad de utilizar embriones.

A finales de 2006, los japoneses Kazutoshi Takahashi and Shinya Yamanaka, del Departamento de Células Madre de la Universidad de Kyoto, experimentando en ratón demostraron la posibilidad de derivar células de la piel y fibroblastos hacia células madre pluripotentes, mediante la modificación de cuatro factores genéticos: Oct3/4, Sox2, c-Myc y Klf4. Estas células, que se denominaron iPS (=induced pluripotent stem cells), presentan la morfología y las propiedades de crecimiento de las células madre embrionarias y también expresan proteínas propias de dichas células. Sin embargo, en los primeros experimentos el trasplante subcutáneo de células iPS en ratones causaba tumores, que afectaban a una variedad de tejidos de las tres capas germinales, ectodermo, mesodermo y endodermo. Por otra parte, la inyección de las células iPS en blastocistos de ratón genera el desarrollo embrionario, lo cual demuestra que se comportan como las células embrionarias.

Prácticamente al mismo tiempo, el 20 de noviembre pasado, el Dr. Yamanaka en Japón y el del Dr. James Thompson de la Universidad de Wisconsin-Madison, con procedimientos distintos, han publicado el logro de la reprogramación de células de la piel y del tejido conectivo, fibroblastos, convirtiéndolas en células madre capaces de diferenciarse en cualquier tejido del cuerpo humano. En el caso del Dr. Thompson la desprogramación se obtiene mediante la introducción de cuatro genes parcialmente comunes a los de Yamanaka, los llamados Oct4, Sox2, Nanog y Lin28. Han conseguido que una célula somática ya diferenciada se comporte y actúe como si fuera embrionaria, y por tanto capaz de dirigir su especialización hacia células cardiacas, óseas, neuronas o de cualquier otra de las más de 200 especialidades celulares humanas. Los dos trabajos son de una importancia extraordinaria y han sido publicados en Cell y Science, dos de las mejores revistas científicas de la especialidad. Las células pluripotentes humanas producidas en ambos casos han de servir para su uso en medicina regenerativa, pero antes habrán de superar ciertos controles, como los relativos a la eliminación de riesgos debidos a los vectores retrovirales utilizados para la introducción de los genes en las células de la piel.

Se da la circunstancia de que el Dr. James Thompson fue junto a sus colaboradores quienes publicaron en 1998, también en Science, el primer trabajo en el que se demostraba la totipotencialidad de las células madre embrionarias, de modo que, tras cinco o seis meses de proliferación indiferenciada, eran capaces de producir un amplio abanico de tipos celulares, correspondientes al endodermo (epitelio intestinal), mesodermo (cartílago, hueso, músculo, etc.) y ectodermo (epitelio neural, ganglios, piel, etc.). Ahora, el Dr. Thompson da un giro a estas investigaciones y a partir de los fibroblastos ha logrado hasta el momento ocho líneas de células que, en el caso de algunas de ellas, extienden su cultivo durante un periodo de hasta 22 semanas.

Estos trabajos representan un cambio copernicano, una auténtica revolución en las investigaciones con células madre. Suponen el abandono de las dos metodologías que con más pena que gloria se venían ensayando hasta ahora: la utilización directa de las células embrionarias (embriones congelados o previamente obtenidos) y la producción ex profeso de embriones mediante el trasplante nuclear. Estamos en el umbral de algo muy deseado por la comunidad científica, la posibilidad de producir tejidos humanos sin embriones, útiles para reparar órganos dañados a partir del material genético del propio paciente, lo que evitará cualquier tipo de rechazo inmunológico.

Aunque hay que esperar a los acontecimientos, ya se han empezado a producir efectos colaterales. Entre ellos la deserción de las investigaciones con embriones o el abandono del artificioso trasplante nuclear por parte de diversos grupos de investigación. De este modo, Ian Wilmut, 'padre' de la oveja Dolly, a la vista de las investigaciones de Yamanaka y Thompson, ha declarado que abandonaba la técnica de la transferencia nuclear, o clonación terapéutica, para dedicar su trabajo a la inducción de pluripotencialidad de células adultas humanas. Según sus propias palabras esta línea de investigación es “cien veces más interesante”.

Por otra parte, queda invalidada la argumentación de que el fin justifica los medios, dado que se puede conseguir el mismo fin por métodos distintos y mejores. También queda anulada la tecnología del trasplante nuclear heterólogo, como la obtención de embriones híbridos por trasplante de núcleos somáticos humanos en citoplasma de ovocélulas de vaca, algo para lo que investigadores del King’s College de Londres y de la Universidad de Newcastle recibieron la aprobación de la HFEA (Autoridad de Embriología y Fertilización Humana) en el Reino Unido en septiembre de 2007.

Queda igualmente en vía muerta la propia tecnología de la “transferencia nuclear terapéutica”, impropiamente denominada “clonación terapéutica”, que propugna la obtención de embriones utilizando el núcleo celular (la información genética) del paciente en sustitución del núcleo de ovocitos no fecundados, y que protagonizó el fiasco de la falsa clonación humana del coreano Hwang Woo-suk en 2005.

Quedan fuera de lugar, por inoperantes y obsoletos, los argumentos que sustentaban las reformas legislativas recientes en España, como la Ley 14/2006, de Reproducción humana asistida y de investigación con embriones humanos con fines terapéuticos para terceros y, sobre todo, la Ley 14/2007 de Investigación Biomédica, por la que se autorizaba y se promovía la transferencia nuclear, al tiempo que se establecía la prohibición de la práctica de la clonación reproductiva. Lo que no dejaba de ser una flagrante contradicción, ya que el trasplante nuclear fue la tecnología que permitió clonar ranas y más tarde mamíferos, que tuvieron su dato más significativo en el origen de la oveja Dolly.

Por todo ello, una vez más nos alegramos de que confluyan en la misma dirección el progreso científico-tecnológico y el moral, y que los descubrimientos científicos y sus potenciales aplicaciones se muevan a favor del hombre sin ningún coste de vidas humanas.