FOTO: Dr Harry Leitch (L) and Professor Azim Surani

Por Cambrigde University/.-En el informe de la serie Egg Cetera sobre la investigación realizada por los biólogos Dr. Harry Leitch y el profesor Azim Surani los autores describen cómo los avances en la comprensión del desarrollo del huevo podrían transformar la medicina reproductiva y regenerativa.

Cuando una célula del organismo adulto, como una célula nerviosa o una célula de la sangre, se introduce en un óvulo, incluso si su propio material genético ha sido removido, el óvulo tiene la capacidad de restablecer el reloj del desarrollo y borrar todos los atributos de la madurez celular.

El huevo es la más grande y una de las células más complejas producidas por organismos vivos. También es inmortal. Según el fisiólogo Jacques Loeb (1913), "el óvulo fecundado ... vive de forma indefinida, en la medida en que da lugar, no sólo a un nuevo individuo, sino, al menos teóricamente, a una serie interminable de generaciones". Precisamente descubrir cómo el óvulo se desarrolla en un organismo completamente nuevo ha fascinado a los científicos.

En algunos organismos, el huevo tiene toda la información para convertirse en un adulto. De hecho, el "nacimiento virgen" o partenogénesis se ha observado en animales como ranas, lagartos y tiburones, incluso recientemente. Como la fertilización no ocurre en estos casos, no hay contribución del ADN paterno normalmente proporcionado por el espermatozoide. En cambio, el óvulo encuentra una forma de mantener dos copias de ADN de la madre. Una vez logrado esto, todo lo que necesita el huevo para el pleno desarrollo se encuentra dentro de él y, a medida que madura, inicia el programa de desarrollo dando instrucciones a la huella genética para expresar los genes correctos en el momento y lugar correctos.

Normalmente, sin embargo, el desarrollo procede después de la fertilización del óvulo por el esperma, con el ADN de cada progenitor junto. La comprensión de la notable secuencia de acontecimientos que se desarrolla - y sobre todo un borrado y reprogramación en el ADN durante el proceso - es un objetivo de la investigación en el Wellcome Trust / Cancer Research UK Gurdon Institute.

Varias décadas atrás, los científicos descubrieron que los factores del huevo tiene una extraordinaria propiedad. Cuando una célula del organismo adulto, como una célula nerviosa o una célula de la sangre, se introduce en un óvulo, incluso si el propio material genético del óvulo ha sido alterado, tienen la capacidad para restablecer el reloj del desarrollo y borrar todos los atributos de la madurez celular. Este óvulo reconstituido - que ahora contiene la información genética de un individuo diferente - adquiere la capacidad de convertirse en un nuevo organismo. Estos animales clonados de células del cuerpo adulto se obtuvieron por primera vez en ranas y se utilizaron para crear famosa a la oveja Dolly.
 (...)
El material genético materno y paterno en la fertilización lleva huellas específicas, heredadas de cada uno de los dos padres. Las impresiones no alteran el contenido genético de las contribuciones de los padres, pero influyen en la expresión de algunos genes vitales. En esencia, esta impresión de los padres significa que sólo mediante la combinación de ADN de ambos padres en la fertilización se expresan todos los genes necesarios para el pleno desarrollo se producen correctamente.

Los avances más recientes en la investigación con células madre han comenzado a allanar el camino hacia la generación de células que van a convertirse en óvulos y espermatozoides de mamíferos - las células germinales primordiales. Las células madre a partir de principios de los embriones, o después de la reprogramación de las células del cuerpo adulto, se pueden convertir en células germinales primordiales y, potencialmente, y en última instancia en los óvulos y el esperma. Un límite importante a este proceso será la adecuada reposición de las improntas parentales. Trabajos recientes realizados en el laboratorio ha caracterizado a un proceso de eliminación de lo que ocurre durante la formación de las células germinales que elimina todas las huellas preexistentes. Esto deja a la información genética lista para fijar nuevos patrones, un proceso que ocurre durante el desarrollo de los óvulos y los espermatozoides en el feto en crecimiento.

La reproducción de estos pasos será un reto importante en los próximos años. Los avances en los mecanismos de restablecimiento de la información transmitida a través del ADN pueden ser ampliamente aplicados a la manipulación de células madre y para el borrado de la información inadecuada de los tejidos enfermos. También se plantea la posibilidad de que el esperma y los óvulos se puedan desarrollar directamente de las células del cuerpo en una placa de cultivo. No sólo este tipo de investigación nos ayudará a entender la increíble historia del óvulo en desarrollo, sino que es una frontera importante una nueva investigación para la medicina reproductiva y el tratamiento de la infertilidad, así como para la medicina regenerativa en general.

FOTO PORTADA: Samanta Morris