Existe un programa de televisión que muestra cómo se fabrican las cosas. Desde un bolígrafo a un cepillo de dientes, en cada capítulo de esta serie documental se pueden ver los diferentes pasos necesarios para la elaboración de un producto. En todos ellos se describe la procedencia de los materiales y cómo avanzan los distintos componentes por una cadena de montaje hasta obtener un objeto acabado, con su etiquetado y embalaje.

Los animales, como seres vivos que son, no se fabrican ni pasan por factorías. Sus unidades básicas son las células, que se generan durante el desarrollo con la reproducción. En ese periodo, una secuencia molecular dirige su ensamblaje en tejidos, se forman los órganos y, al final del proceso, tras el nacimiento, surge un ser completo. La embriología es la ciencia encargada de estudiar esta manufactura biológica y la genética, gracias a los últimos avances, la que se ocupa de identificar el origen de cada célula, pues los genes pueden usarse como marcas que sirven de etiquetas y que ahora los investigadores son capaces leer y catalogar.

Con esta idea, George Church y Reza Kalhor, líderes de un grupo de investigación de la Universidad de Harvard (EEUU), han elaborado un código de barras que ilustra el origen de todas y cada una de las células de un animal vivo completo (un ratón), algo que no se había logrado antes en ninguna especie, como recoge este jueves la revista Science. “Esta es la primera vez que se utiliza un código de barras para determinar el linaje del desarrollo”, ha afirmado a EL MUNDO George Church. “Nuestro método es general y se puede usar en muchas especies”.

La representación de líneas y espacios de este ratón no tiene el mismo significado que el delCódigo de Barras de la Vida, un proyecto que desde 2003 recopila en un banco de datos las secuencias de ADN que identifican a cada especie. La simbología de Church registra células y permite rastrearlas desde su creación durante el desarrollo embrionario. “Los códigos de barras moleculares son términos poéticos que se usan en muchos contextos. El Código de Barras de la Vida tiene como objetivo determinar el linaje ancestral de todas las especies vivientes. Los nuestros están destinados a definir los linajes de las células dentro de un único animal”, ha explicado Church.

Así lo hicieron

El método que han empleado es muy laborioso y para conseguirlo han creado una nueva versión de la técnica del corta y pega genético CRISPR-Cas9, y que han bautizado en un trabajo previo de 2017 como CRISPR de inicio (homing CRISPR en inglés). La diferencia entre ambas implica un gran matiz. Según Church, “CRISPR generalmente se emplea para destruir genes. Homing CRISPR genera diversidad de ADN y registra la progresión exacta de una célula hasta originar billones de ellas durante el desarrollo”.

Los investigadores han modificado por este nuevo método de homing CRISPR el ADN de un ratón hasta en 60 regiones distintas. A continuación lo han apareado con otro ratón modificado por CRISPR-Cas9 y han diseñado una serie de cruces para dispersar la variabilidad de los ratones que han obtenido. De esta forma, durante los 20 días que dura la gestación, los embriones han desarrollado mutaciones únicas y muy específicas que pueden ser rastreadas desde su inicio y con ellas han trazado el linaje de todas las células, desde la concepción del embrión, hasta el desarrollo de todos sus órganos, pero también en cualquier momento de su vida.

Durante su investigación, Church y Kalhor han registrado procesos de organogénesis importantes y difíciles de seguir, como es la formación del cerebro en los mamíferos. Los científicos han visto cómo se determina qué parte de este órgano es anterior, posterior o lateral y cuál de ellas se forma primero. La metodología abre la puerta al estudio de cualquier órgano y, con ello, un conocimiento más profundo de su estructura y funcionamiento.

Estudio de enfermedades y otras aplicaciones

La capacidad para mapear el desarrollo de las células mediante esta técnica podría suponer un gran avance para una gran variedad de estudios con embriones y etapas posteriores, ampliando por ejemplo los atlas celulares o el mapa de las conexiones nerviosas dentro del cerebro.

También podría permitir una mayor comprensión de la regeneración celular, así como convertirse en una herramienta clave en la biotecnología de tejidos y de órganos in vitro. Aunque el método se ha presentado en ratones, es aplicable a diferentes especies, entre ellas el hombre. “Puede usarse para el desarrollo de células humanas in vitro, incluida la generación los organoides”, ha confirmado Church.

Por otro lado, entender las anomalías que se producen durante el desarrollo es de gran importancia para conocer cómo se producen muchas enfermedades, “esto incluye mutaciones y patologías como el cáncer, infecciones y procesos inflamatorios”, ha destacado Church. El descubrimiento de estos científicos, basado en un método no visto hasta ahora, ofrece una perspectiva distinta a la hora de abordar este tipo de enfermedades.

Fuente: elmundo.es