El ensayo de complementación tetraploide es una técnica biológica en la que se combinan células de dos embriones de mamíferos para formar un nuevo embrión.Quimeras embrionarias de ratón: herramientas para el estudio del desarrollo de los mamíferos, “'Development”' 130, 6155-6163 (2003) Se utiliza para construir organismos modificados genéticamente, para estudiar las consecuencias de ciertas mutaciones en el desarrollo embrionario y en el estudio de las células madre pluripotentes. La primera demostración de que las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) podían generar ratones viables mediante complementación tetraploide se publicó en 2009, lo que proporcionó una sólida evidencia funcional de que las iPSC pueden ser equivalentes a las células madre embrionarias en cuanto a potencial de desarrollo.
Procedimiento Las células somáticas normales de los mamíferos son diploides: cada cromosoma (y, por lo tanto, cada gen) está presente por duplicado (excluyendo los genes del cromosoma X que no están presentes en el cromosoma Y). El ensayo comienza con la producción de una célula «tetraploide» en la que cada cromosoma existe por cuadruplicado. Esto se consigue tomando un embrión en la fase de dos células y fusionando ambas mediante la aplicación de una corriente eléctrica. La célula tetraploide resultante continuará dividiéndose, y todas las células hijas también serán tetraploides.
Dicho embrión tetraploide puede desarrollarse normalmente hasta la fase de blastocisto y se implantará en la pared del útero. Las células tetraploides pueden formar el tejido extraembrionario (placenta, etc.); sin embargo, rara vez se desarrollará un feto propiamente dicho.
En el ensayo de complementación tetraploide, se combina un embrión tetraploide de este tipo (ya sea en la fase de mórula o de blastocisto) con células madre embrionarias (CME) diploides normales procedentes de un organismo diferente. El embrión se desarrollará entonces con normalidad; el feto se deriva exclusivamente de la célula ES, mientras que los tejidos extraembrionarios se derivan exclusivamente de las células tetraploides.
Aplicaciones La complementación tetraploide se describe a menudo como una de las pruebas funcionales más rigurosas de la pluripotencia en mamíferos, ya que puede demostrar si las células madre pluripotentes son capaces de generar el embrión propiamente dicho cuando cuentan con el apoyo de tejidos extraembrionarios tetraploides. Se pueden introducir genes extraños o mutaciones en las células ES con bastante facilidad, y estas células ES pueden luego desarrollarse hasta convertirse en animales completos mediante el ensayo de complementación tetraploide. Al introducir mutaciones específicas en las células tetraploides y/o en las células ES, se puede estudiar qué genes son importantes para el desarrollo fetal y cuáles lo son para el desarrollo de los tejidos extraembrionarios. El ensayo de complementación tetraploide también se utiliza para comprobar si las células madre pluripotentes inducidas (células madre producidas artificialmente a partir de células diferenciadas, por ejemplo, de células cutáneas) son tan competentes como las células madre embrionarias normales. Si se puede producir un animal viable a partir de una célula madre pluripotente inducida utilizando el ensayo de complementación tetraploide, entonces las células madre inducidas se consideran equivalentes a las células madre embrionarias. Esto se demostró por primera vez en 2009.Lan Kang, Jianle Wang, Yu Zhang, Zhaohui Kou, Shaorong Gao. 2009. Las células iPS pueden sustentar el desarrollo a término de embriones complementados con blastocistos tetraploides. Cell Stem Cell. En humanos, la complementación tetraploide no se utiliza para evaluar el potencial de las células madre pluripotentes inducidas debido a restricciones éticas y legales sobre la caracterización de linajes de células madre humanas mediante ensayos con embriones quiméricos como la complementación tetraploide. Tras la edición de células ES, el ensayo de complementación tetraploide puede utilizarse para generar un modelo de ratón modificado genéticamente (producir directamente un animal viable sin microinyección pronuclear o en blastocisto.Liu, F L, Wu K, Sun J, Duan Z, Quan X, Kuang J, Chu S, Pang W, Gao H, Xu L, Li Y C, Zhang H L, Wang X H, Luo R H, Feng X L, Scholer H R, Chen X, Pei D, Wu G*, Zheng Y T*, Chen J*. Generación rápida de un modelo de ratón consanguíneo humanizado con ACE2 para la COVID-19 mediante complementación tetraploide[J]. Natl Sci Rev, 2021, 8(2): nwaa285. Aunque el ensayo se desarrolló y se utiliza más ampliamente en ratones, los enfoques de complementación tetraploide también se han aplicado en otros mamíferos, incluidas las ratas, donde se han utilizado células madre embrionarias para generar animales viables mediante complementación tetraploide, lo que demuestra la utilidad más amplia del ensayo.
Limitaciones y consideraciones éticas La complementación tetraploide implica la generación de embriones quiméricos y requiere una gestación intrauterina, lo que plantea cuestiones éticas que impiden su uso en la investigación con células madre pluripotentes humanas. Las directrices internacionales sobre investigación con células madre hacen hincapié en la supervisión ética y prohíben la manipulación de embriones humanos mediante técnicas como la complementación tetraploide.
Referencias
Categoría:Células madre Categoría:Ingeniería genética