La genética produce ratones gigantes 'humanos'

La crianza de ratones gigantes que poseen parte de los genes humanos abre la puerta a posibilidades científicas y económicas todavía imprevisibles, y es una muestra de la importancia creciente de las manipulaciones genéticas. El propósito es una mejor comprensión de cómo se controlan los genes, pero ya se están intentando aplicaciones prácticas, como, por ejemplo, ganado vacuno de mejor calidad cárnica y de crecimiento acelerado, que pudieran tener un inmenso impacto para el futuro agropecuario.

Los científicos están criando ratones gigantes que son, genéticamente hablando, algo humanos. Ya han nacido decenas de estos animales, todos los cuales poseen genes trasplantados de la hormona humana del crecimiento, lo que les hace crecer hasta dos veces su tamaño normal. Y también se han planteado objeciones sobre lo ético de efectuar trasplantes genéticos similares en humanos, aunque los especialistas no creen que estos proyectos puedan plasmarse antes de muchos años, dada la magnitud de las incógnitas y los obstáculos técnicos.Los científicos esperan criar, a partir de estos animales, colonias enteras de ratones que transmitirán los genes humanos a su descendencia en el curso normal de la herencia. Estos ratones, llamados trasgénicos, proporcionan una herramienta, inexistente con anterioridad, para el estudio de cómo genes individuales aparecen y desaparecen y para determinar qué circunstancias controlan sus efectos biológicos en el organismo viviente.

El enigma del control

Los genes son los determinantes de todos los rasgos hereditarios. Dentro del núcleo de todas las células hay un juego completo de genes en el que se encuentran los planos hereditarios de los que, en teoría, podría surgir un individuo completamente nuevo. Pero, en las células normales, sólo son activados los relativamente escasos genes necesarios para las funciones propias de la célula, y ello sólo en el momento necesario. Esta selectividad esporádica es la que hace que una célula muscular sea una célula muscular, en vez de piel, hígado, hueso o incluso cáncer.Todos los genes que no son necesarios permanecen inactivos o inexpresados, por usar el término científico. Todo el esquema del crecimiento y el desarrollo humanos, desde la concepción a la vejez, en buena salud o enfermedad, es una orquestación del control genético, gobernado por el modo y el momento en que los genes son activados para realizar sus funciones en el organismo. Los científicos, hoy día, poseen solamente unas pocas de las claves para los controles y las señales que gobiernan este proceso vital. El enigma del control genético es uno de los problemas más importantes de la moderna investigación biológica, tanto en lo referido al desarrollo normal como a la enfermedad.

Sólo en fecha reciente ha sido posible introducir genes extraños en animales vivos. Al hacerlo, los científicos están reuniendo nuevas claves de las que gobiernan este sistema, el más fundamental de todos los sistemas biológicos de señalización.

"La regulación genética es, sobre todo, lo que más nos interesa" afirma el doctor Ralpli L. Brinster, de la escuela de veterinaria de la universidad de Pensilvania. "Si se llegara a comprender esto, creo que se podría comprender por qué los genes funcionan mal en muchas enfermedades".

El doctor Brinster y su principal colaborador, el doctor Richard D Palmiter, del instituto médico Howard Hughes, en la universidad de Washington, son reconocidos generalmente como las máximas autoridades en ratones trasgénicos. En fecha reciente han recibido en la Academia de Ciencias de Nueva York un premio conjunto por sus contribuciones científicas.

Los trasplantes genéticos se llevan a cabo cuando el embrión de ratón es simplemente un óvulo fertilizado, extraído del sistema reproductivo de una hembra y colocado en una placa de cristal en un laboratorio. Contemplando por el microscopio esta célula fertilizada, un científico la perfora cuidadosamente con un tubito mucho más delgado que un cabello humano e inyecta varias copias de un gen humano especialmente modificado en una de las dos estructuras celulares, llamadas pronúcleos, que se unirán después para convertirse en el núcleo de la primitiva célula embriónica.

Un ratón cualquiera

Entonces se sitúa esta célula, este óvulo, en el sistema reproductivo de una hembra. En él crecerá de forma normal para nacer 20 días más tarde cómo un ratón cualquiera, si exceptuamos que todas sus células contienen copias de un gen humano.Experimentos de este tipo, han sido llevados a cabo en varios laboratorios. En su curso, los científicos han insertado en ratones genes para obtener productos virales, un componente sanguíneo del conejo e incluso sustancias humanas como insulina o interferón.

Estos trasplantes tienen éxito en un número sustancial, aunque bastante variable, de tales intentos. En algunos de los éxitos, los trasplantes han resultado estables y han sido transmitidos en el curso normal de la herencia a las generaciones siguientes.

El éxito más importante se consiguió hace aproximadamente un año, en una colaboración de Brinster, Palmiter y sus colegas. Elaboraron un mensaje genético especial al unir un gen de hormona de crecimiento de rata con el elemento controlador de otro gen y trasplantaron este conjunto de instrucciones genéticas. Algunos de los ratones nacidos de estos experimentos crecieron hasta alcanzar un tamaño dos veces superior al normal.

Hormonas humanas

Los científicos hicieron lo mismo, en fecha reciente, con la hormona humana del crecimiento. Una vez más, los ratones resultantes crecieron extraordinariamente bajo la influencia del gen extraño añadido y del elemento de control, llamado promotor. Otros experimentos semejantes han sido realizados por el doctor Thomas Wagner y sus colegas en la universidad de Ohio, con resultados que han confirmado los experimentos de los científicos de Pensilvania y Washington.En un simposio reciente sobre terapia genética, en el Instituto de Salud Infantil y Desarrollo Humano, de Bethesda, Estado de Maryland, Wagner reveló que un equipo dirigido por él y por el doctor Finney Murray, de la universidad del Estado de Ohio, había extendido este tipo de investigación a animales de mayor tamaño. El objetivo es trasplantar genes de la hormona humana del crecimiento a vacas, ovejas y cerdos, a fin de que crezcan con mayor eficacia y rapidez a causa de la hormona de crecimiento añadida.

Hasta ahora los trasplantes no han tenido éxito, dijo Wagner, pero se realizarán en fecha próxima buen número de nuevos experimentos con ovejas. Wagner cree que sólo es un problema de tiempo el que algunos de estos experimentos tengan éxito.

Las inyecciones de hormonas animales del crecimiento a animales de carne les hacen crecer más rápido y mejoran la calidad de su carne, pero estas inyecciones son demasiado caras.

Problemas éticos

Wagner no ve que haya problemas éticos para el uso de la ingeniería genética. El hombre ha estado manipulando la herencia de los animales de consumo durante miles de años. Perros domésticos, caballos, vacas, ovejas y cerdos son, a este respecto, todos ellos productos del ingenio humano, afirma, tan lejanos de sus primitivos antepasados silvestres que es dudoso que pudieran sobrevivir sin estar cuidados por seres humanos.Brinster está, asimismo, realizando investigaciones similares en colaboración con el doctor Haróld Hawk, del departamento federal de los laboratorios agrícolas de Beltsville, Estado de Maryland. Existen muchos factores desconocidos que resolver sobre los efectos a largo plazo de dichas investigaciones en animales domésticos, revela Brinster, pero es probable que ninguno de estos efectos causara problemas para la producción cárnica, porque los animales de carne mueren jóvenes.

La hormona humana del crecimiento es utilizada porque ha sido muy estudiada y es efectiva en muchas especies.

Los experimentos con ratones han demostrado que los efectos de la añadidura de la hormona de crecimiento aparecen en primer lugar en los jóvenes ratones que tienen casi tres semanas de edad y que promueven un rápido crecimiento durante unas 13 semanas. Durante el resto de su vida normal, unos dos años, los ratones crecen poco más, pero ya habían alcanzado dos veces su tamaño normal.

En los animales normales, incluyendo al hombre, el principal centro de producción de la hormona del crecimiento es la glándula pituitaria. En los ratones trasgénicos la hormona se produce sobre todo en el hígado. En realidad, la natural función pituitaria de estos animales parece estar anormalmente deprimida, probablemente porque el organismo se percata de que tiene suficiente hormona del crecimiento y no necesita más.

La hormona de crecimiento no es en absoluto la única sustancia que puede ser alterada por trasplantes genéticos en un embrión original, pero la actividad de algunos genes parece depender en gran manera del lugar específico del cromosoma donde se fije el gen. Hasta la fecha, los científicos no han descubierto cómo dirigir genes trasplantados hacia un cromosoma determinado o parte de uno.

En el número del pasado 24 de noviembre de la revista Nature, Brinster y sus colegas informaron de que un gen que produce anticuerpos puede ser trasplantado y activado, con la misma técnica utilizada para la hormona del crecimiento. El gen es expresado en el bazo del animal, donde se encuentran normalmente las células que fabrican los anticuerpos, y no en el hígado.