En días pasados, los noticieros nacionales anunciaron el nacimiento en México del primer bebé creado bajo una controversial técnica genética llamada en inglés Three parent baby, que traducida al español significa “bebé de tres padres.” Este procedimiento se realizó para evitar la transmisión de una enfermedad fatal que poseía la madre. La técnica ha adquirido notoriedad debido a que el bebé nace de 3 padres genéticos. El nacimiento del bebé sucedió hace ya 5 meses en la ciudad de México, bajo la supervisión y realización de un especialista en fertilidad de la ciudad de Nueva York en los Estados Unidos, el Dr. John Zhang de la Clínica New Hope Fertility Center.
Los padres del bebé, anteriormente habían perdido dos hijos debido a una rara enfermedad, causada por defectos en el ADN de la mitocondria; las mitocondrias son orgánulos que proporcionan energía a las células y están localizados en el citoplasma, fuera del núcleo celular.
Se cree que en los inicios de la aparición de la vida en la tierra, la mitocondria fue alguna vez una bacteria que vivía libre e independientemente, la cual fue absorbida por un metanógeno (que es un organismo que debido a su metabolismo, es capaz de generar gas metano), con el cual formó una simbiosis para que ambos se beneficiaran mutuamente, lo que finalmente formó la célula “eucariota” llamada así, porque contiene un citoplasma y un núcleo celular donde se localiza el material genético hereditario conocido como ADN. Una vez que la mitocondria se incorporó a la célula eucariota, mantuvo su poder para operar de forma independiente y es por eso que cuenta con su propio ADN.
La evidencia sugiere que la mitocondria no solamente produce energía, también influye en un amplio rango de procesos celulares, desde la muerte celular hasta respuestas del sistema inmune. Las variaciones en el ADN mitocondrial están relacionadas con una gran cantidad de condiciones humanas incluyendo enfermedades neurodegenerativas, cáncer y el envejecimiento, también existen evidencias indirectas que las variaciones comunes encontradas en los genomas mitocondriales de individuos sanos, pueden tener efectos biológicos ligados a enfermedades como diabetes tipo 2, Parkinson o tener influencia en características físicas como longevidad o aptitudes atléticas
En la naturaleza, los hijos heredan el ADN mitocondrial solamente del linaje materno, y si ellas poseen una mutación en su ADN mitocondrial, la vida de sus hijos puede estar en peligro. El procedimiento del “bebé de tres padres”, utiliza una técnica llamada transferencia nuclear en la cual se transfiere el núcleo de un óvulo de una mujer con una enfermedad mitocondrial, en el óvulo de un donador que contenga mitocondrias saludables. La fertilización por el esperma creará un bebé con tres padres quién tomará la mayor parte de su ADN de la madre y el padre, pero el ADN mitocondrial de la mujer donante. En sí, el procedimiento consiste en reemplazar mitocondrias defectuosas por sanas.
Según un reporte de investigación publicado en la revista online Cell Stem Cell en mayo de este año por el Biólogo especialista en células madre Dieter Egli y sus colegas de la fundación Stem Cell de Nueva York, un pequeño número de mitocondrias pueden replicarse y tomar el control de la célula.
Saber exactamente cuál de las mitocondrias puede tomar el control y en qué momento, es impredecible?
En la mayoría de los casos, llevar un poco de mitocondrias de otra célula, no es un problema, pero en un pequeño grupo de casos, las mitocondrias pueden pasar de menos de 1% a formar el único tipo en la célula. Es importante conocer el riesgo de una falla debido a que la mitocondria mutante restablecerá su mayoría después de la terapia de remplazo, por lo que es necesario realizar más investigaciones para determinar cuán alto es el riesgo.
En febrero de este año el gobierno británico, aprobó la terapia de reemplazo mitocondrial, para permitir que mujeres con enfermedades mitocondriales, dieran a luz a hijos sanos. La aprobación se dio después de 3 años y medio de estudios sobre la seguridad y ética de crear individuos con ADN proveniente de 3 personas. Aunque muchos científicos aplauden la decisión, muchos otros han mostrado preocupación arguyendo que es necesario realizar pruebas más rigurosas.
Quienes están a favor de esta terapia, opinan que la contribución de la mitocondria es muy pequeña, ya que a diferencia de los 3 mil millones de pares de bases del ADN y 20 mil genes existentes en el núcleo celular humano, el genoma mitocondrial es prácticamente insignificante, ya que solo es heredado de la madre conteniendo menos de 17 mil pares de bases y 37 genes. Pero una célula puede tener miles de copias del genoma mitocondrial, comparado con solo 2 copias del genoma nuclear, uno proveniente de la madre y otro del padre. Además, el ADN mitocondrial acumula mutaciones increíblemente rápido, hasta 10 veces más de prisa que el ADN nuclear.
En un estudio publicado en 2009, se compararon las mitocondrias de dos linajes europeos, mostrando que las células de la mitocondria de un grupo, contenían más de dos veces la cantidad de copias de ADN mitocondrial que aquellas del segundo grupo. Tales efectos pueden alterar la tasa a la que la mitocondria proporciona energía con consecuencias directas sobre varias actividades celulares. Algunas moléculas que se crean durante la producción de energía como los llamados “radicales libres”, tienen una influencia directa en los procesos de envejecimiento, inflamación celular y otras funciones.
Algunos investigadores consideran que el ADN mitocondrial fabrica una gran variedad de moléculas activas que son parte de una red de comunicación entre los genes nucleares y mitocondriales. La variabilidad y complejidad de la vida celular, depende de una coordinación entre las íntimas interacciones de estos dos genomas, es una sociedad que ha sido creada durante cientos de millones de años de evolución y que hoy en día está perfectamente acoplada, es precisamente esto lo que preocupa a los biólogos, que esa interacción sea alterada con el uso de la terapia de reemplazo mitocondrial.
Según Klaus Reinhardt, biólogo evolucionario de la Universidad de Tubingen en Alemania, los resultados de los experimentos en otros organismos no deberían ser desestimados. “No hemos visto nada fundamentalmente diferente entre las moscas y los humanos en términos de interacción entre las mitocondria y el núcleo”. Los efectos en la salud pueden no ser dramáticos, pero pueden manifestarse hasta décadas después del nacimiento, pero cabe la posibilidad de que se presenten algunos problemas como infertilidad y síndromes metabólicos generalizados.
En un artículo publicado en la revista Science en el año 2013, varios investigadores solicitaron realizar estudios enfocados en las consecuencias adultas de los mamíferos nacidos de la práctica de reemplazo mitocondrial. Pero investigadores de la Universidad de Newcastle en el Reino Unido y en la Universidad de Salud y Ciencia (OHSU) de Oregon, en los Estados Unidos, dos instituciones pioneras en el reemplazo mitocondrial están en desacuerdo, ya que en 2009 se mostraron macacos perfectamente saludables quienes nacieron con la aplicación de esta terapia.
También apuntaron que la mayoría de evidencias sobre los riesgos están basados en estudios realizados en moscas y ratones en los que se realizaron demasiados cruzamientos, lo que incrementa los problemas al intercambiar las mitocondrias, lo que no sucede en las poblaciones humanas. “Quienes apoyan la terapia, trivializan el papel de la mitocondria, tomando el reemplazo mitocondrial similar al cambio las baterías de una cámara.”
Muchos científicos no están convencidos sobre la forma en la que se realizaron los reportes del procedimiento llevado a cabo en México, además del hecho de que se hizo en un lugar con pocas posibilidades de monitoreo.
Además de la información proporcionada a la revista New Scientist, solo existe otra disponible en un extracto en Fertility and Sterility, los detalles fueron presentados en la reunión de octubre de la American Society for Reproductive Medicine, en donde se anunciaba que el bebé estaba bien a los 3 meses de edad, y reportaban que según las pruebas realizadas, solo del 1% al 2% del ADN mitocondrial de la madre continuaban en las células del bebé. El bebé no parecía presentar el síndrome de Leigh el cual había matado anteriormente a sus dos hermanos. Las preguntas que no tienen respuesta incluyen aquellas éticas referentes al procedimiento de Fertilización en vitro recibido, qué seguimiento médico tuvo el bebé, además de saber si fue esta la primera vez que el grupo realiza este procedimiento, así como los intentos anteriores que se realizaron sin éxito y que no se reportaron.
Norbert Gleicher, especialista en fertilidad del Center for Human Reproduction en la ciudad de Nueva York, comentó que la decisión del equipo de Nueva York de realizar el procedimiento en México era de esperarse debido a los obstáculos presentados en los Estados Unidos. Gleicher comenta que ha buscado una reunión con la Food and Drug Administration (FDA) de los Estados Unidos para discutir el reemplazo de ADN mitocondrial en pacientes estadounidenses, pero ni siquiera ha recibido respuesta para una reunión, ya que el congreso ha impedido a la FDA utilizar este tratamiento experimental. La situación de la regulación en los Estados Unidos no tiene sentido, comenta Gleicher, debido a que lo único que se promueve es lo que ha estado sucediendo, “que los experimentos se realicen en lugares sin supervisión, esto podría haberse realizado en los Estados Unidos por grupos que tienen décadas de experiencia en la investigación.”
Jacques Cohen, Embriólogo clínico de Reprogenetics en Livingston, Nueva Jersey, asesoró al equipo de Zhang sobre asuntos de regulación y defiende la decisión de haber realizado el procedimiento en México debido a las restricciones en los E.U. “Solo porque fue realizado en México no significa que no fue un procedimiento ético”, afirma Cohen quien en la década de 1990 realizó controversiales experimentos en fertilidad relacionados con la transferencia del citoplasma celular, que dieron como resultado bebés con tres padres genéticos.
En el pasado Zhang realizó procedimientos de modificación de embriones y en el 2003 reveló que había hecho algo parecido en China cambiando el núcleo de un óvulo fertilizado por otro. El hecho fue públicamente reportado en el New York Times, pero el documento científico solo se publicó hace poco en Reproductive BioMedicine Online. Los gemelos resultantes de este experimento murieron después de que la madre de 30 años dio a luz.
Las mitocondrias realizan infinidad de funciones que aún son desconocidas, pero una importantísima función, es determinar si las células viven o mueren “imponiendo” el suicidio. Cuando las células del cuerpo han terminado su ciclo o han sido dañadas, mueren cometiendo suicidio o “apoptosis”, y su remanente es empaquetado y reabsorbido. Si el mecanismo que controla la apoptosis falla, el resultado es cáncer, un conflicto de intereses entre las células y el organismo. La apoptosis parece ser necesaria para la integridad y cohesión multicelular de los individuos, hoy en día la apoptosis es controlada por la mitocondria, pero la maquinaria de la muerte fue heredada por sus ancestros bacterianos sugiriendo una historia de asesinatos.
El ADN es proclive a sufrir daños con la radiación ultravioleta, la cual activa rutas que llevan a la apoptosis sin necesidad de recibir alguna señal interna. Muchas toxinas y contaminantes pueden causar la apoptosis al igual que algunas drogas utilizadas en quimioterapia para el tratamiento del cáncer, el caso más conocido es el SIDA, en donde el sistema inmune es destruido. Las células también cometen apoptosis después de un ataque cardiaco o del trasplante de un órgano. Todas estas señales activadas independientemente tienen como resultado la misma respuesta, la activación en cascada de las proteínas llamadas caspasas, las cuales median la ruptura de otras proteínas, algunas de las cuales son activadas para degradar otros componentes como el ADN.
En México las leyes sobre la manipulación de embriones humanos son más permisibles que en los Estados Unidos en donde fue prohibida la realización del experimento.
Lo que es un hecho, es que a pesar del vertiginoso avance da la ciencia respecto al conocimiento del genoma humano, muy poco sabemos aún sobre su funcionamiento y la interrelación que guardan entre sí los miles de millones de nucleótidos que conforman el ADN.
Lo que es un hecho, es que debemos tener mesura al manipular genéticamente cualquier organismo, ya que los resultados son impredecibles. Citando a uno de los más influyentes divulgadores de la ciencia que hayan existido, el estadounidense Stephen Jay Gould, paleontólogo, geólogo y biólogo evolutivo, plasmó en una frase nuestra fragilidad como seres humanos para recordarnos que estamos sujetos a los caprichos de la evolución. “La naturaleza no es sabia, sino implacable.”
Si el lector desea consultar más sobre el tema, recomiendo el libro de Nick Lane titulado Power, sex and suicide Mitochondria and the meaning of life, también el volumen 525 de la revista Nature, de fecha 24 de septiembre de 2015 en el artículo titulado The mitocondria mystery, escrito por Garry Hamilton.
También pueden acceder a los siguientes enlaces en la web: http://www.sciencemag.org/news/2016/09/unanswered-questions-surround-baby-born-three-parents
https://www.sciencenews.org/article/risk-identified-procedure-three-parent-babies
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