Las granjas de animales en los que cultivar órganos humanos para trasplantar están en el horizonte. Los hígados, páncreas, riñones o corazones desarrollados en el interior de cerdos salvarían la vida de aquellas personas que están esperando un órgano humano que tarda en llegar. El equipo de Juan Carlos Izpisúa, del Instituto Salk de Estudios Biológicos, acaba de anunciar la creación de los primeros embriones mezcla de cerdo y humano con capacidad para generar tejidos humanos.

“Es un primer paso muy importante hacia el objetivo final de esta investigación, que es crear tejidos y órganos funcionales para trasplantar”, subraya el científico español. Tras experimentar con 1.500 embriones de cerdo durante 4 años, él y su equipo han logrado crear embriones porcinos con células madre humanas incorporadas capaces de hacer crecer un páncreas.

Para ello han eliminado genes estratégicos del ADN de óvulos fertilizados de cerdo para evitar que crecieran páncreas, utilizando la revolucionaria técnica de edición genómica CRISPR. El propósito es cubrir el hueco del páncreas con tejido hecho a partir de células madre humanas inyectadas en el óvulo porcino. Probaron distintos tipos hasta averiguar que las que mejor funcionaban eran las CMPI, es decir, las células madre pluripotenciales inducidas.

Implantaron los embriones en cerdas que los gestaron durante tres o cuatro semanas. “Suficiente para que podamos comprender cómo las células humanas y de cerdo se mezclan sin que suponga una preocupación ética por el embrión”, explica Izpisúa. Han podido comprobar que las células madre generaron en el embrión tejido humano que empezó a madurar con normalidad. Luego las hembras gestantes y los embriones se sacrificaron, tal y como dictan las autoridades reguladoras.

El siguiente paso es obtener cochinillos quiméricos con órganos humanos. Todavía tienen que averiguar cuál es la mejor manera de preparar las células madre humanas y los embriones para que las quimeras continúen adecuadamente la gestación. Cuando lo averigüen permitirán crecer los embriones durante un par de meses y determinarán cuántas de sus células son de origen humano.

En el caso de que estos experimentos tengan éxito y reciban permiso de las autoridades correspondientes para continuar dejarán que los embriones se desarrollen por completo. La mayoría de los experimentos se han llevado a cabo en California y en España. La investigación corre a cargo del Instituto Salk, en EEUU, la Universidad Católica San Antonio, de Murcia, y la Fundacion Dr. Pedro Guillen, en Madrid.

El experimento ya se ha hecho con éxito en ratones. La puerta la abrió en 2010 el japonés Hiromitsu Nakauchi, que trabajaba en la Universidad de Tokio. Consiguió hacer crecer hasta la edad adulta un ratón con un páncreas de rata usando la misma técnica empleada por el equipo de Izpisúa con los cerdos.

Juan Carlos Izpisúa (drcha.) y Jun Wu (izqda.)
Juan Carlos Izpisúa (drcha.) y Jun Wu (izqda.) | Izpisúa

El español junto a su compañero Jun Wu, del Salk, siguieron la estela de Nakauchi y diseñaron sus propios ratones humanizados. Lograron alumbrar animales que parecían ratones y se comportaban como tales, salvo por el hecho de que tenían el páncreas de una rata. Han probado a hacerlo también con corazón y ojos. Incluso desarrollaron una vesícula de rata en ratones, algo insólito puesto que las ratas no tienen este órgano, aunque sí conservan la información genética para desarrollarlo. También otro equipo del Instituto Salk ha creado ratones con hígado 95% humano, demasiado pequeños para el trasplante pero ideales para investigación con fármacos.

En los cerdos pueden crecer órganos de distintos tamaños según la constitución de la persona

Los trabajos con humanos han resultado ser mucho más complicados que con ratas. Los científicos iniciaron los experimentos insertando células humanas en embriones de vacas y cerdos. Eligieron estos animales porque son grandes y en ellos pueden crecer órganos de distintos tamaños para hacer trasplantes a personas de diversa constitución. Como los experimentos con vacas resultaron ser muy caros y complejos, los abandonaron y prosiguieron centrados en cerdos.

La principal dificultad tiene que ver con el hecho de que los gorrinos y los humanos están más distanciados evolutivamente que los ratones y las ratas. Además, el periodo de gestación en cerdo es más corto que en humano (dura cuatro meses en contraste con los nueve de gestación humana) y los científicos deben sincronizar en qué momento insertar las células madre. A su vez, están inventando trucos bioquímicos para ayudar a las células madre humanas a acelerar sus relojes internos de modo que maduren al ritmo del cerdo.

Cerdos usados en los experimentos, en Agropor, Murcia
Cerdos de Agropor usados en los experimentos, en Murcia | Izpisúa

Los científicos han observado que los embriones de cerdo no asimilan tan bien como esperaban las células madre humanas. No son malas noticias ya que una de las mayores preocupaciones de los expertos en bioética de EEUU es que los cerdos se hagan demasiado humanos. Durante el desarrollo del embrión algunas de las células humanas pueden infiltrarse en otras regiones, además del páncreas. “En este estudio las células humanas no se han convertido en precursores de células cerebrales que puedan crecer en el sistema nervioso central. Han crecido en los músculos y en otros órganos”, asegura Izpisúa.

En 2015 los Institutos Nacionales de Salud (NIH) denegaron su apoyo a este tipo de investigaciones hasta entender mejor su funcionamiento y las implicaciones. Uno de los expertos del comité ético declaró que “el fantasma de un ratón inteligente en un laboratorio chillando '¡sacádme de aquí!' puede perturbar a la gente”. En reacción a esta posición caricaturizada, 11 científicos, entre ellos el creador de la técnica, Nakauchi, publicaron una carta dirigida al organismo manifestando su desacuerdo por esta decisión. Otros, en la línea de la declaración anterior afirmaron que no es posible crear a Stuart Little ni por error.

Si esto fuera posible, los científicos podrían evitarlo eliminando el programa genético que dirige el desarrollo neural de las celulas madre humanas antes de inyectarlas. Así, aunque dichas células lograsen migrar al nicho embrionario responsable del crecimiento del cerebro, no podrían seguir desarrollándose. Se borraría cualquier posibilidad de que el cerebro de un cerdo albergase suficientes células humanas como para que fuera capaz de llevar a cabo razonamientos de alto nivel.

Tras recoger decenas de miles de sugerencias de la ciudadanía, si nada cambia con el inicio de la era Trump, está previsto que los NIH actualicen la regulación de quimeras antes de mayo. De esta manera, este tipo de investigaciones podrían subirse de nuevo al carro de la financiación pública en Estados Unidos.