Investigadores de la Academia China de Ciencias lograron un hito en la biotecnología al dar vida al animal mediante la edición de células madre embrionarias. El experimento supera barreras genéticas que impedían la reproducción unisexual en mamíferos

Investigadores de la Academia China de Ciencias (CAS) lograron un hito sin precedentes en la biotecnología: el desarrollo de un ratón con dos padres machos mediante la edición de células madre embrionarias. El estudio, publicado el 28 de enero de 2025 en la revista Cell Stem Cell, abre nuevas posibilidades en el campo de la medicina regenerativa y la clonación animal, aunque aún enfrenta desafíos biológicos y éticos significativos.

El equipo de científicos, liderado por Wei Li, logró superar una de las principales barreras que impedían la reproducción unisexual en mamíferos: las anomalías en los genes de impronta. Estas anomalías solían provocar que los embriones bipaternales dejaran de desarrollarse en etapas tempranas. Sin embargo, mediante la modificación de 20 genes clave, los investigadores lograron que algunos ratones llegaran hasta la edad adulta.

A pesar del avance, la tasa de éxito sigue siendo baja y los ratones generados presentaron defectos de desarrollo, crecimiento alterado y una esperanza de vida reducida. Además, los especímenes bipaternales resultaron estériles. “Este trabajo ayudará a abordar una serie de limitaciones en la investigación sobre células madre y medicina regenerativa”, señaló Li, aunque reconoció que aún hay múltiples desafíos por superar antes de que este tipo de técnicas pueda aplicarse en otros mamíferos o en humanos.

El papel de los genes de impronta en la reproducción unisexual

Desde hace décadas, los científicos intentan generar embriones viables a partir de células de un mismo sexo en mamíferos. Sin embargo, los esfuerzos previos fracasaban debido a la regulación de los genes de impronta, que influyen en la expresión genética durante el desarrollo embrionario.

Los genes de impronta actúan como un mecanismo de control que regula qué genes deben activarse o desactivarse según el origen parental del ADN. En la reproducción sexual convencional, estos genes desempeñan un papel clave en la diferenciación de gametos masculinos y femeninos. Sin embargo, cuando los cromosomas homólogos provienen del mismo sexo, se generan anomalías en la impronta que impiden el desarrollo adecuado del embrión.

El coautor del estudio, Qi Zhou, explicó: “Las características únicas de los genes de impronta llevaron a los científicos a creer que son una barrera fundamental para la reproducción unisexual en los mamíferos”. Esta barrera era precisamente la que impedía la creación de ratones bipaternales en intentos anteriores.

Para resolver este problema, los investigadores utilizaron diversas técnicas de edición genética, incluyendo mutaciones por desplazamiento del marco de lectura, deleciones de genes y modificaciones de regiones reguladoras. Al modificar individualmente 20 genes clave, lograron que algunos embriones bipaternales continuaran desarrollándose hasta el nacimiento y, en casos excepcionales, alcanzaran la edad adulta.

“Eliminamos las barreras genéticas más críticas y logramos que los embriones bipaternales tuvieran un desarrollo más estable”, detalló Li. Sin embargo, admitió que la tasa de éxito sigue siendo baja y que muchos de los ratones presentaban alteraciones en su crecimiento.

Resultados del experimento y sus limitaciones

A pesar del logro científico, el proceso sigue siendo altamente ineficiente. De todos los embriones modificados, solo un 11,8% lograron desarrollarse hasta el nacimiento, y de estos, solo una fracción sobrevivió hasta la edad adulta.

Además, los ratones bipaternales que lograron crecer mostraron una serie de anomalías en su desarrollo. Muchos de ellos tenían un crecimiento alterado y una esperanza de vida reducida. “Incluso cuando se construyen embriones bimaternos o bipaternos artificialmente, estos no se desarrollan adecuadamente y se estancan en algún momento durante el desarrollo debido a estos genes”, explicó Zhou.

Otro problema significativo es que todos los ratones bipaternales nacidos eran estériles. Aunque los investigadores lograron aumentar la eficiencia de clonación en estos animales, aún no han encontrado una forma de restaurar su capacidad reproductiva.

A pesar de estas dificultades, los científicos creen que futuras modificaciones en los genes de impronta podrían permitir la generación de ratones bipaternales sanos y fértiles. “Otras modificaciones de los genes de impronta podrían facilitar potencialmente la generación de ratones bipaternales sanos capaces de producir gametos viables”, señaló el coautor Zhi-Kun Li.

Implicaciones para la medicina regenerativa

Más allá del avance en la reproducción unisexual, el estudio podría tener un impacto significativo en el campo de la medicina regenerativa y la clonación animal.

Uno de los hallazgos más prometedores del estudio es que la modificación de los genes de impronta no solo permitió la creación de ratones bipaternales, sino que también mejoró la estabilidad de las células madre pluripotentes. Estas células son esenciales para el desarrollo de terapias basadas en células madre, ya que pueden transformarse en distintos tipos de tejidos.

“Este enfoque puede mejorar significativamente los resultados del desarrollo de células madre embrionarias y de los animales clonados, abriendo un camino prometedor para el avance de la medicina regenerativa”, explicó Guan-Zheng Luo, otro de los coautores del estudio.

Si bien los experimentos se limitaron a ratones, los científicos esperan que este conocimiento pueda aplicarse en el futuro en otros mamíferos, incluidos los primates. Sin embargo, advierten que la extrapolación de estos resultados a especies más complejas será un proceso largo y desafiante.

Desafíos éticos y futuras investigaciones

A pesar del entusiasmo generado por este avance, la posibilidad de aplicar esta tecnología en humanos sigue siendo incierta y altamente controvertida.

Actualmente, las directrices de la Sociedad Internacional para la Investigación con Células Madre prohíben la edición genética hereditaria con fines reproductivos en humanos, así como el uso de gametos derivados de células madre humanas para la reproducción. Estas restricciones responden a preocupaciones éticas y de seguridad, ya que la manipulación genética en humanos todavía es considerada insegura y poco predecible.

El equipo de investigación también planea ampliar sus estudios a mamíferos más grandes, como monos, lo que podría acercar esta tecnología a aplicaciones en humanos. Sin embargo, advierten que esto implicará nuevos desafíos. “Las combinaciones de genes de impronta en los monos difieren significativamente de las de los ratones, por lo que la aplicación de estos métodos requerirá mucho tiempo y esfuerzo”, explicó Li.

Por ahora, los científicos continuarán investigando cómo mejorar la viabilidad y la salud de los embriones bipaternales en modelos animales. Aunque aún es un campo en desarrollo, este avance marca un hito en la investigación genética y podría abrir nuevas puertas para el estudio de la reproducción y la medicina regenerativa en el futuro.

El desarrollo del primer ratón con dos padres machos representa un avance revolucionario en la biotecnología, pero aún enfrenta desafíos significativos en términos de eficiencia, desarrollo embrionario y aplicación en humanos.

Si bien el experimento demuestra que la modificación de los genes de impronta puede permitir la reproducción unisexual en mamíferos, la alta tasa de fallos y la esterilidad de los ratones bipaternales muestran que todavía hay mucho trabajo por hacer.

A medida que la ciencia avance, será crucial abordar no solo los desafíos técnicos, sino también las implicaciones éticas y regulatorias de la edición genética en la reproducción. La posibilidad de aplicar esta tecnología en humanos sigue siendo un tema de debate, y por ahora, la comunidad científica deberá continuar explorando sus límites con cautela.

Fuente: infobae.com