Los primates genéticamente idénticos podrían proporcionar modelos animales mejorados de enfermedades humanas, pero algunos investigadores plantean problemas éticos.
David Cyranoski
Investigadores de todo el mundo interesados en desentrañar los mecanismos de trastornos humanos complejos, como la enfermedad de Alzheimer, pronto podrían tener acceso a monos clonados con genomas que se han editado para mostrar estas condiciones en China.
El 24 de enero, los científicos del Instituto de Neurociencia (ION) en Shanghai informaron que habían utilizado la edición de genes para desactivar un gen en los macacos ( Macaca fascicularis ) que es crucial para su ciclo de sueño y vigilia. Luego, los científicos clonaron a uno de esos monos para producir cinco primates con genes casi idénticos 1 , 2 .
Es la primera vez que los investigadores clonan un mono editado por un gen y una prueba de principio del plan de los investigadores para crear poblaciones de primates genéticamente idénticos que, según dicen, revolucionarán la investigación biomédica. Algunos de los investigadores son parte del nuevo Centro Internacional para la Investigación del Cerebro de Primates, que tiene el objetivo de crear tales poblaciones y recibió fondos del gobierno en noviembre.
«Esta es ciertamente una herramienta de investigación que no se ha explorado y puede haber muchas posibilidades para usos innovadores», dice Mitchell Lazar, quien estudia enfermedades metabólicas en la Universidad de Pennsylvania en Filadelfia. Los nuevos modelos de enfermedades de monos como la anemia de células falciformes y la fibrosis quística «serían increíblemente útiles para permitir que la humanidad trate o cure estas enfermedades», dice.
Los primates son el mejor modelo animal para estudiar funciones cognitivas superiores y trastornos cerebrales en los seres humanos, dice el neurocientífico Mu-ming Poo, director de ION y cofundador del nuevo centro de 720 millones de yuanes (US $ 106 millones). Investigadores de todo el mundo han editado los genomas de los monos para crear modelos de enfermedades, como la enfermedad de Huntington y los trastornos inmunitarios graves. Un grupo en el ION también ha desactivado un gen en monos que está relacionado con el comportamiento autista en las personas. También fue el primero en clonar primates, dos monos macacos idénticos, el año pasado.
Pero los primates son caros, y muchas personas se oponen a que se utilicen en la investigación. La ventaja de crear monos clonados es que reduce la cantidad de animales necesarios para ciertos tipos de experimentos, como probar si un medicamento funciona, dice Poo. Los investigadores suelen necesitar un gran número de animales para determinar si los efectos que ven son debidos a la droga o debido a la variación genética entre los animales. Al usar animales genéticamente idénticos, dicha incertidumbre se puede eliminar, reduciendo la cantidad de animales requeridos, dice.
Poo, que espera reclutar cerca de la mitad de su personal de investigación de fuera de China, planea crear primero modelos de enfermedades cerebrales, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, una grave discapacidad intelectual genética llamada síndrome de Angelman y varios trastornos genéticos de los ojos. Como los síntomas de estos trastornos aparecen lentamente, Poo dice que será útil contar con modelos animales en los que los científicos puedan controlar la progresión de estas enfermedades.
En los próximos años, Poo planea trabajar con investigadores internacionales para crear también modelos de primates de trastornos metabólicos y de inmunodeficiencia y cáncer que los científicos podrían experimentar en China.
En Europa y los EE. UU., La investigación no humana-primate enfrenta cada vez más obstáculos regulatorios, costos y oposición bioética . Esto está en contraste con China; El plan quinquenal de 2011 del país estableció los modelos de enfermedad de los primates como una meta nacional. El ministerio de ciencia siguió invirtiendo 25 millones de yuanes (US $ 3,9 millones) en el esfuerzo en 2014.
Lento y caro
Por el momento, el proceso de clonación de monos es ineficiente y costoso. Para crear los 5 macacos clonados, el equipo comenzó con 325 embriones de genes clonados, que se implantaron en 65 monos sustitutos. El proceso cuesta alrededor de $ 500,000, estima Poo.
El equipo utilizó la técnica de clonación estándar, el mismo proceso utilizado para clonar la oveja Dolly. En este método, el ADN de una célula donante, en este caso tomado de un mono adulto cuyo genoma había sido editado, se inyecta en un huevo al que se le ha eliminado su propio material genético. El ADN se reprograma en un estado embrionario, a partir del cual pueden formarse células especializadas.
El equipo de Poo es el primero en clonar primates utilizando ADN de células adultas. Los dos macacos que el grupo clonó el año pasado provienen del ADN fetal. El éxito con el ADN adulto significa que el grupo puede verificar que las ediciones genéticas que hicieron a los embriones han dado como resultado los rasgos deseables en los monos adultos antes de decidir clonarlos.
Que los monos puedan clonarse a partir de otros monos vivos es una prueba emocionante de principios, dice el biólogo reproductivo Shoukhrat Mitalipov, de la Universidad de Ciencias de la Salud de Oregon en Portland. Mitalipov espera que los costos de clonar primates bajen y que probablemente sean un buen modelo para que los investigadores estudien enfermedades genéticas. «Era lo mismo con toda la clonación agrícola de ganado y cerdos, al principio las eficiencias eran realmente bajas y eran caras», dice Mitalipov. «Ahora la gente lo hace como lo hace con la FIV», dice.
Pero algunos bioeticistas y científicos piensan que los experimentos con monos deberían ser el último recurso debido a sus niveles más altos de cognición. Lazar dice que algunos experimentos en ratones, por ejemplo, la investigación de los genes detrás de las enfermedades humanas, «son igualmente apropiados científicamente» como en los primates. La investigación en ratones también es más aceptada por el público, y los animales son más baratos y más rápidos de producir. A Lázaro le preocupa que si los científicos tienen acceso fácil a poblaciones de monos editados genéticamente, podrían usarlos para experimentos en los que harían roedores.
Poo dice que los ratones no son un buen sustituto para estudiar las funciones cognitivas superiores y los trastornos cerebrales en los humanos. Argumenta que la clonación reducirá la carga de los monos al reducir el número utilizado en los laboratorios. El ION sigue estrictas directrices internacionales para la investigación con animales, dice.
El 24 de enero, la Gente para el Tratamiento Ético de los Animales (PETA), un grupo de derechos de los animales con sede en Norfolk, Virginia, emitió una declaración diciendo que los experimentos de ION eran «una práctica monstruosa que causa a los monos sufrir».
Trastornos del sueño
El equipo de Poo continuará estudiando el efecto de la edición de genes en sus cinco macacos clonados. El grupo desactivó un gen, BMAL1 , que tiene un papel crucial en el mantenimiento del ritmo circadiano, el reloj interno que facilita un ciclo saludable de sueño-vigilia. En las personas, las mutaciones de BMAL1 se han relacionado con diabetes, hipertensión y depresión.
Los monos con los genes BMAL1 discapacitados se mueven más en la noche y duermen menos en general, características de los trastornos del ritmo circadiano, dice Chang Hung-Chun, especialista en ritmo circadiano en el ION. También muestran síntomas relacionados con la psicosis, como el miedo y la ansiedad, cuando se ponen en entornos desconocidos. «Estos resultados demostraron que la interrupción circadiana puede ser un desencadenante importante para los trastornos psiquiátricos [en monos]», dice Chang.
El siguiente paso del equipo es analizar en detalle los mecanismos neuronales que podrían crear estos problemas. También aprovechará los monos genéticamente idénticos para buscar marcadores de diagnóstico de trastornos relacionados con el ritmo circadiano y posibles terapias.
Poo publicó la investigación sobre los ritmos circadianos en una revista de la que es director ejecutivo en jefe de National Science Review. Dijo que lo hizo porque la revista necesita publicidad. «Los documentos fueron revisados a fondo por cuatro expertos internacionales. Fue procesado por el editor de ciencias de la vida [de la revista], no participé», dice.
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