La capacitat de cultivar cèl·lules d’una espècie dins d’un organisme d’una altra de diferent ofereix als científics una poderosa eina per a la investigació i la medicina, i ara un equip liderat per l’espanyol Juan Carlos Izpisúa ha aconseguit generar «embrions quimera» humà-mico.

Aquest enfocament, no exempt de connotacions ètiques, podria contribuir a avançar en la comprensió del desenvolupament humà primerenc, l’aparició i progressió de malalties i l’envelliment, així com en l’assaig de teràpies i el trasplantament d’òrgans.

«Aquest treball és important per endinsar-se en el coneixement sobre la comunicació cel·lular durant l’embriogènesi i l’evolució, així com per a una varietat d’aplicacions en investigació i medicina regenerativa», assenyala a Efe Izpisúa, director del Laboratori d’Expressió Gènica de l’Institut Salk de Califòrnia (EUA).

Per exemple, «algun dia podria donar lloc a la capacitat de generar teixits humans per al trasplantament, a cor o ronyons, i també podria ajudar a testar nous medicaments per a malalties humanes amb més precisió que en els models animals tradicionals».

Els resultats dels experiments, realitzats en laboratoris de la Xina, es publiquen a la revista Cell, en un article que firmen, així mateix, científics de la Universitat Kunmimg de Ciència i Tecnologia (Xina) i la Universitat Catòlica San Antonio de Múrcia (UCAM).

DELS PORCS ALS MACACOS

El treball es basa en estudis anteriors del laboratori d’Izpisúa. El 2017, l’equip va publicar –a la mateixa revista– una investigació pionera en la qual van incorporar cèl·lules humanes en teixit porcí, cosa que va suposar «el primer pas» cap a la producció d’òrgans humans trasplantables utilitzant grans animals.

No obstant, la contribució de les cèl·lules humanes al desenvolupament de l’embrió va ser bastant baixa, fet que es va poder deure a la gran distància evolutiva –90 milions d’anys– entre les dues espècies, recorda una nota de l’Institut Salk.

Per això, els científics es van proposar investigar la formació de quimeres –organismes que contenen cèl·lules de dues o més espècies– en una espècie més emparentada amb humans, els macacos.

Tot i que aquest tipus de quimeres amb micos no s’utilitzaran per a trasplantaments, suposen una plataforma excepcional per estudiar com es desenvolupen i integren les cèl·lules humanes i com es comuniquen amb diferents espècies, cosa que en última instància serveix per perfeccionar la creació d’una altra classe de quimeres i millorar el seu ús.

Per portar a terme els experiments actuals, l’equip va marcar cèl·lules mare reprogramades pluripotents humanes –capaces de convertir-se en tota mena de cèl·lules del cos– amb una proteïna fluorescent i les va inserir en embrions de macacos en plaques d’assaig.

Va observar que aquestes cèl·lules van sobreviure i es van integrar a l’embrió de macaco millor que en els experiments previs en porcs, on les cèl·lules semblaven «no parlar el mateix llenguatge».

En concret, sis dies després de la creació dels embrions de mico es va injectar a cada un 25 cèl·lules humanes.

Al cap d’un dia es van detectar cèl·lules humanes a 132 embrions; als deu dies, 103 dels embrions quimèrics es continuaven desenvolupant. La supervivència aviat va començar a disminuir i, el dia 19, només tres quimeres continuaven vives.

Tots els experiments van acabar 19 dies després de la injecció de cèl·lules mare.

Una via per investigar malalties específiques

Després d’una anàlisi del transcriptoma –una lectura que gens i molècules estan actius–, es van contemplar diverses vies de comunicació reforçades o noves a les cèl·lules quimèriques.

Una vegada que es comprengui millor aquesta comunicació molecular, els organismes quimèrics permetrien una visió sense precedents de les primeres etapes del desenvolupament humà, diu l’Institut Salk.

La generació d’una quimera entre un humà i un primat no humà permet conèixer millor si existeixen barreres imposades per l’evolució per a la creació de quimeres i entendre els mecanismes moleculars per superar-les, resumeix Izpisúa.

A més, aquest abordatge es podria utilitzar per generar òrgans humans per a trasplantament en espècies hostes més distants evolutivament als humans, com el porc, que és més adequat per diverses raons: socials, econòmiques o ètiques, afegeix l’UCAM en una nota.

Estrella Núñez, d’aquesta universitat, indica que aquest projecte de nou ja en porcs es reprèn ara a Espanya.

Aquests estudis constitueixen, així mateix, una nova via per explorar com sorgeixen malalties específiques.

Es podria, per exemple, manipular a la cèl·lula humana un gen concret associat a un determinat càncer i després observar la progressió de la malaltia utilitzant aquestes cèl·lules manipulades en una quimera. Això, segons els autors, podria revelar resultats més aplicables que un model animal típic.

Respecte a l’envelliment, no se sap si els òrgans envelleixen al mateix ritme o si potser un impulsa el de tots els altres i actua com a interruptor mestre del procés.

Es podrien utilitzar les quimeres per cultivar, per exemple, l’òrgan d’una rata comuna en una espècie molt més longeva com la rata talp despullada per sondejar quins òrgans poden ser la clau de l’envelliment.

Els dilemes ètics

‘Cell’ publica també una tribuna sobre el dilema al qual s’enfronta cada vegada més la ciència biomèdica: la necessitat de millors models per comprendre la biologia i les malalties humanes i portar a terme experiments que seria èticament problemàtic fer-los en humans.

«Realitzem aquests estudis per comprendre i millorar la salut humana», afirma Izpisúa, qui detalla a Efe que aquest treball va ser revisat «a fons i de forma exhaustiva» a nivell institucional per especialistes en bioètica independents i organismes reguladors.

«Tot el nostre treball es regeix sempre per les directrius ètiques i legals vigents i se sotmet a revisió i aprovació de tots els comitès pertinents».

En principi, apunta, aquests experiments estan permesos a molts països, com els Estats Units, la Xina, Espanya o el Regne Unit, sempre que s’obtingui la deguda autorització; les raons per realitzar aquest treball a la Xina són estrictament científiques.

«Els nostres col·laboradors xinesos són experts de renom en la investigació amb primats no humans i compten amb una de les colònies més grans d’aquests animals del món».