Los científicos transforman células de la piel en óvulos funcionales en ratones

Una nueva investigación de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón describe la ciencia detrás de una técnica prometedora para tratar la infertilidad al convertir una célula de la piel en un óvulo capaz de producir embriones viables.

Investigadores de OHSU documentaron la gametogénesis in vitro, o IVG, en un modelo de ratón mediante los pasos preliminares de una técnica que se basa en la transferencia del núcleo de una célula de la piel a un óvulo donado cuyo núcleo ha sido extirpado. Al experimentar con ratones, los investigadores convencieron al núcleo de la célula de la piel para que redujera sus cromosomas a la mitad, de modo que luego pudiera ser fertilizado por un espermatozoide para crear un embrión viable.

El estudio publicado hoy en la revista Avances científicos.

“El objetivo es producir óvulos para pacientes que no tienen sus propios óvulos”, dijo el autor principal Shoukhrat Mitalipov, Ph.D., director del Centro OHSU de Terapia Génica y de Células Embrionarias.

La técnica podría ser utilizada por mujeres en edad materna avanzada o para aquellas que no pueden producir óvulos viables debido a un tratamiento previo por cáncer u otras causas. También plantea la posibilidad de que los hombres en relaciones del mismo sexo tengan hijos genéticamente relacionados con ambos padres.

En lugar de intentar diferenciar células madre pluripotentes inducidas, o iPSC, en espermatozoides u óvulos, los investigadores de OHSU se centran en una técnica basada en la transferencia nuclear de células somáticas, en la que se trasplanta el núcleo de una célula de la piel a un óvulo donado al que se le ha despojado de su núcleo. En 1996, los investigadores utilizaron esta técnica para clonar una oveja en Escocia llamada Dolly.

En ese caso, los investigadores crearon un clon de uno de los padres.

Por el contrario, el estudio de OHSU describió el resultado de una técnica que dio como resultado embriones con cromosomas aportados desde ambos padres. El proceso consta de tres pasos:

• Los investigadores trasplantan el núcleo de una célula de la piel de un ratón a un óvulo de ratón al que se le ha despojado de su propio núcleo.
• Impulsado por el citoplasma -; líquido que llena las células -; Dentro del óvulo donado, el núcleo de la célula cutánea implantada descarta la mitad de sus cromosomas. El proceso es similar a la meiosis, cuando las células se dividen para producir espermatozoides u óvulos maduros. Este es el paso clave, que da como resultado un óvulo haploide con un único conjunto de cromosomas.
• Luego, los investigadores fertilizan el nuevo óvulo con esperma, un proceso llamado fertilización in vitro. Esto crea un embrión diploide con dos juegos de cromosomas -; lo que en última instancia daría como resultado una descendencia sana con contribuciones genéticas iguales de ambos padres.

Los investigadores de OHSU demostraron previamente la prueba de concepto en un estudio publicado en enero de 2022, pero el nuevo estudio va más allá al secuenciar meticulosamente los cromosomas.

Los investigadores descubrieron que el núcleo de la célula de la piel segregaba sus cromosomas cada vez que se implantaba en el óvulo de la donante. En casos raros, esto sucedió perfectamente, con uno de cada par de cromosomas de óvulo y espermatozoide coincidentes.

“Esta publicación muestra básicamente cómo logramos la haploidía”, dijo Mitalipov. “En la siguiente fase de esta investigación, determinaremos cómo mejoramos ese emparejamiento para que cada par de cromosomas se separe correctamente”.

Laboratorios de todo el mundo están involucrados en una técnica diferente de IVG que implica un proceso que requiere mucho tiempo para reprogramar las células de la piel para que se conviertan en iPSC y luego diferenciarlas para que se conviertan en óvulos o espermatozoides.

Nos saltamos todo ese paso de la reprogramación celular. La ventaja de nuestra técnica es que evita el largo tiempo de cultivo que lleva reprogramar la célula. Durante varios meses, pueden ocurrir muchos cambios genéticos y epigenéticos nocivos”.

Paula Amato, Profesora de Obstetricia y Ginecología, Facultad de Medicina, Universidad de Ciencias y Salud de Oregón

Aunque los investigadores también están estudiando la técnica en óvulos humanos y embriones tempranos, Amato dijo que pasarán años antes de que la técnica esté lista para uso clínico.

“Esto nos da mucha información”, dijo. “Pero todavía queda mucho trabajo por hacer para comprender cómo se emparejan estos cromosomas y cómo se dividen fielmente para reproducir realmente lo que sucede en la naturaleza”.

Fuente:

Universidad de Ciencias y Salud de Oregón

Referencia de la revista:

Mijalchenko, A., et al. (2024) Inducción de haploidía de células somáticas por división celular prematura. Avances científicos. doi.org/10.1126/sciadv.adk9001.

2024-03-09 08:00:00
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