Han pasado 20 años desde que científicos en Escocia le contaron al mundo sobre la oveja Dolly, el primer mamífero clonado con éxito de una célula corporal adulta. Lo especial de Dolly es que sus «padres» eran en realidad una sola célula originada en el tejido mamario de una oveja adulta. Dolly era una copia genética exacta de esa oveja: un clon.

Dolly capturó la imaginación de la gente, pero aquellos de nosotros en el campo la habíamos visto progresar a través de investigaciones anteriores. He estado trabajando con embriones de mamíferos durante más de 40 años, y algunos trabajos en mi laboratorio se enfocan específicamente en varios métodos de clonación de ganado y otras especies de ganado. De hecho, uno de los coautores del artículo que anunció que Dolly trabajó en nuestro laboratorio durante tres años antes de ir a Escocia para ayudar a crear el famoso clon.

Dolly fue un hito importante que inspiró a los científicos a seguir mejorando también la tecnología de clonación. como para perseguir nuevos conceptos en la investigación con células madre. El juego final nunca tuvo la intención de ser ejércitos de ganado genéticamente idéntico: más bien, los investigadores continúan refinando las técnicas y combinándolas con otros métodos para impulsar el anima tradicional l métodos de cría, así como obtener información sobre el envejecimiento y las enfermedades.

No es el esperma + óvulo habitual

Dolly era una oveja perfectamente normal que se convirtió en madre de numerosos corderos normales. Vivió hasta seis años y medio, cuando finalmente fue sacrificada después de que una enfermedad contagiosa se propagara a través de su rebaño, infectando ovejas clonadas y reproducidas normalmente por igual. Su vida no fue inusual; es su origen lo que la hizo única.

Antes de las décadas de experimentos que llevaron a Dolly, se pensaba que los animales normales solo podían producirse mediante la fertilización de un óvulo por un espermatozoide. Así es como funcionan las cosas de forma natural. Estas células germinales son las únicas en el cuerpo que tienen todo su material genético revuelto y en la mitad de la cantidad de cualquier otro tipo de célula. De esa manera, cuando estas llamadas células haploides se unen en la fertilización, producen una célula con el complemento completo de ADN. Juntas, la célula se denomina diploide, por dos veces o doble. Dos mitades forman un todo.

Desde ese momento en adelante, casi todas las células de ese cuerpo tienen la misma estructura genética. Cuando el embrión de una célula duplica su material genético, ambas células del embrión de dos células son genéticamente idénticas. Cuando a su vez, duplican su material genético, cada célula en la etapa de cuatro células es genéticamente idéntica. Este patrón continúa de manera que cada uno de los billones de células en un adulto es genéticamente exactamente igual, ya sea en un pulmón, un hueso o la sangre.

En contraste, Dolly fue producido por lo que se llama transferencia nuclear de células somáticas. En este proceso, los investigadores extraen el material genético de un huevo y lo reemplazan con el núcleo de alguna otra célula del cuerpo. El huevo resultante se convierte en una fábrica para producir un embrión que se convierte en una descendencia. No hay espermatozoides en la imagen; en lugar de que la mitad del material genético provenga de un espermatozoide y la mitad de un óvulo, todo proviene de una sola célula. Es diploide desde el principio.

Un largo camino de investigación condujo a Dolly

Dolly fue la culminación de cientos de experimentos de clonación que, por ejemplo, mostraron que las células embrionarias y fetales diploides podrían ser padres de descendencia. Pero no había forma de conocer fácilmente todas las características del animal que resultarían de un embrión o feto clonado. Los investigadores podrían congelar algunas de las células de un embrión de 16 células, mientras producen clones de las otras células; si se producía un animal deseable, podían descongelar las células congeladas y hacer más copias. Pero esto no fue práctico debido a las bajas tasas de éxito.

Dolly demostró que las células somáticas adultas también se pueden usar como progenitores. Por lo tanto, se pueden conocer las características del animal que se clona.

Según mis cálculos, Dolly fue el único éxito de 277 intentos de transferencia nuclear de células somáticas. A veces, el proceso de clonación por transferencia nuclear de células somáticas todavía produce embriones anormales, la mayoría de los cuales mueren. Pero el proceso ha mejorado mucho, por lo que las tasas de éxito ahora son más del 10 por ciento; Sin embargo, es muy variable, según el tipo de célula utilizado y la especie.

Se han utilizado con éxito más de 10 tipos de células diferentes como «padres» para la clonación. En estos días, la mayor parte de la clonación se realiza utilizando células obtenidas por biopsia de piel.

Más que los genes pueden afectar a un clon

La genética es solo una parte de la historia. Incluso si los clones son genéticamente idénticos, sus fenotipos (las características que expresan) serán diferentes .Es como gemelos idénticos que ocurren naturalmente: comparten todos sus genes, pero en realidad no son exactamente iguales, especialmente si se crían en entornos diferentes.

El entorno juega un papel muy importante en algunas características. La disponibilidad de alimentos puede influir en el peso. Las enfermedades pueden frenar el crecimiento. Estos tipos de efectos de estilo de vida, nutrición o enfermedades pueden influir en qué genes se activan o desactivan en un individuo; estos se denominan efectos epigenéticos. Aunque todo el material genético puede ser el mismo en dos clones idénticos, es posible que no expresen todos los mismos genes.

Considere la práctica de clonar caballos de carreras ganadores. Los clones de ganadores a veces también serán ganadores, pero la mayoría de las veces no lo son. Esto se debe a que los ganadores son valores atípicos; necesitan tener la genética adecuada, pero también la epigenética adecuada y el entorno adecuado para alcanzar ese potencial ganador. Por ejemplo, nunca se pueden duplicar exactamente las condiciones uterinas que experimentó un caballo de carreras ganador cuando era un feto en desarrollo. Por tanto, los campeones de la clonación suelen llevar a la decepción. Por otro lado, la clonación de un semental que engendra una alta proporción de caballos ganadores de carreras resultará de manera muy confiable en un clon que de manera similar engendra ganadores. Esta es una situación genética más que fenotípica.

Aunque la genética es confiable, hay aspectos del procedimiento de clonación que significan que la epigenética y el ambiente no son óptimos. Por ejemplo, los espermatozoides tienen formas elegantes de activar los óvulos que fertilizan, que morirán a menos que se activen correctamente; con la clonación, la activación generalmente se logra mediante una fuerte descarga eléctrica. Muchos de los pasos de la clonación y el desarrollo embrionario posterior se realizan en tubos de ensayo en incubadoras. Estas condiciones no son sustitutos perfectos para el tracto reproductivo femenino, donde normalmente ocurren la fertilización y el desarrollo embrionario temprano.

A veces, los fetos anormales llegan a término, lo que resulta en anomalías al nacer. El fenotipo anormal más llamativo de algunos clones se denomina «síndrome de la descendencia grande», en el que los terneros o corderos son un 30 o 40 por ciento más grandes de lo normal, lo que resulta en un parto difícil. Los problemas provienen de una placenta anormal. Al nacer, estos clones son genéticamente normales, pero demasiado grandes y tienden a ser hiperinsulinémicas e hipoglucémicas (las condiciones se normalizan con el tiempo una vez que la placenta anormal ya no influye en la descendencia).

Las mejoras recientes en los procedimientos de clonación han reducido considerablemente anormalidades, que también ocurren con la reproducción natural, pero con una incidencia mucho menor.

Continuando con la clonación

Se han producido muchos miles de mamíferos clonados en casi dos docenas de especies. Muy pocos de estos son de interés práctico aplicaciones, como la clonación de un famoso toro Angus llamado Fina l Responda (que murió recientemente a una edad avanzada) para producir más ganado de alta calidad a través del esperma de su clon.

Pero el panorama de la investigación sobre la clonación está cambiando rápidamente. La fuerza impulsora para producir Dolly no fue producir animales genéticamente idénticos. Más bien, los investigadores quieren combinar técnicas de clonación con otros métodos para cambiar genéticamente a los animales de manera eficiente, mucho más rápido que los métodos tradicionales de cría de animales que tardan décadas en realizar cambios en las poblaciones de especies como el ganado.

Un ejemplo reciente es introduciendo el gen sin cuernos (sin cuernos) en el ganado lechero, eliminando así la necesidad del doloroso proceso de descornado. Una aplicación aún más sorprendente ha sido la de producir una cepa de cerdos que es incapaz de ser infectada por el muy contagioso y debilitante virus PRRS. Los investigadores incluso han creado ganado que no puede desarrollar la enfermedad de las vacas locas. Para cada uno de estos procedimientos, el trasplante nuclear de células somáticas es una parte esencial del proceso.

Hasta la fecha, la contribución más valiosa de estos experimentos de trasplante nuclear de células somáticas ha sido la información científica y los conocimientos adquiridos. Han mejorado nuestra comprensión del desarrollo embrionario normal y anormal, incluidos los aspectos del envejecimiento y más. Esta información ya está ayudando a reducir los defectos de nacimiento, mejorar los métodos para evitar la infertilidad, desarrollar herramientas para combatir ciertos cánceres e incluso disminuir algunas de las consecuencias negativas del envejecimiento, en el ganado e incluso en las personas. Dos décadas desde Dolly, las aplicaciones importantes aún están evolucionando.