Se obtienen ovocitos de ratón a partir de células madre

Por Dan Cossins – Publicado en The Scientist el 4 de Octubre de 2012 (traducido por N. Jouve)

Crias de ratón obtenidas a partir de oocitos procedentes de células iPS. La descendencia femenina tue totalmente fértil. Credito: Katsuhiko Hayashi

Los espermatozoides rara vez son escasos, pero los ovocitos — las células gaméticas femeninas— son mucho más escasas, lo que ha motivado el intento de generar ovocitos a partir de células madre como un desafío importante. Unos investigadores japoneses (ver referencia abajo) afirman haber tenido éxito en la utilización de las células madre embrionarias y adultas, de ratones hembra para convertirlas en ovocitos completamente funcionales capaces de producir crías viablestras fertilización in vitro.

El estudio, publicado hoy en Science (4 de octubre), podría allanar el camino para una caracterización más detallada del desarrollo de la línea germinal femenina. También podría ayudar a salvar especies en peligro de extinción y puede abrir nuevas pistas para el tratamiento de la infertilidad humana.

"Es un hermoso estudio, un tour de force," dijo David Albertini, un fisiólogo del centro médico de la Universidad de Kansas, no involucrado en el estudio… "es la primera demostración clara de que las células madre tanto las embrionarias [CES] como las inducidas pluripotentes (iPS), pueden producir algo que se ve, huele y sabe como un ovocito. Consiguieron ovocitos bona fide que resistieron la prueba del tiempo produciendo crías; algo que no se había hecho nunca antes."

"Creo que la importancia es doble," dijo Renee Reijo Pera, director del Centre for Human Embryonic Stem Cell Research and Education de la Universidad de Stanford, no involucrado en el estudio. "Una es que si se puede extender a otras especies, podría ser importante para las especies en peligro de extinción. El otro es para las mujeres. Hay una serie de grupos que han estado trabajando en esto, porque es importante, y ahora, este grupo [en Japón] ha demostrado que el procedimiento es válido."

Los linajes de células germinales de mamíferos comienzan con células germinales primordiales (PGCs), que generan los espermatozoides en los hombres y los ovocitos en las hembras. El año pasado, Mitinori Saitou  y sus colegas del Instituto de ciencia de Material celular integrado en la Universidad de Kyoto en Japón mostraban que las células madre embrionarias y las iPS de machos mic podrían convertirse en células similares a las células germinales primordiales (PGCLCs) que se convierten en espermatozoides viables. Saitou quería ver si podría repetir el método para producir ovocitos, transformar las células madre en PGCLCs que más tarde podrían convertirse en precursores de óvulos, que son mucho menos abundantes en la naturaleza que los precursores de los espermatozoides.

Partiendo de las células ESC e iPS de ratones hembras, las transformaron con unos genes para inducir hacia células iguales a epiblastos (epiLCs) y, a continuación, a PGCLCs. Luego las agregaron con células células somáticas embrionarias gonadales, que asisten al desarrollo de las células germinales, para crear "ovarios reconstituidos" in vitro. Los PGCLCs proliferaron, progresando de manera similar a PGCs en ovarios embrionarios y mostraban potencial meiótico.

A continuación, trasplantaron ovarios reconstituidos en ratones vivos para estimular la ovogénesis. Después de 4 semanas y 4 días, los ovarios mostraron signos claros de producir ovocitos. Los cortes histológicos revelaron que las células donantes producían células semejantes a ovocitos como células, y que casi todos maduraron normalmente.

Aunque presentan algunas diferencias en comparación con ovocitos de tipo silvestre, los ovocitos derivados de las PGCLC desarrollaron en dos células embriones con eficacia similar a los de otras fuentes. Y cuando los embriones fueron transferidos a las madres, el equipo japonés informó de la producción de crías que crecieron en ratones adultos aparentemente normales.

Este avance podría tener implicaciones para el tratamiento de la infertilidad en mujeres, señaló Reijo Pera. "Obviamente, tiene importancia si se puede trasladar a los seres humanos, porque los ovocitos son muy escasos en muchas mujeres".

Albertini fue más cauteloso. "Esto es un logro muy importante para el científico básico", dijo. "Podríamos utilizar esta técnica para generar modelos que podrían ser muy útiles para resolver indirectamente cuestiones sobre la biología humana. Y ampliará el repertorio de utilidad para los modelos de ratón en el área de tratamientos de infertilidad. "Pero no creo que tenga un impacto inmediato en términos de tratamiento de la infertilidad humana."

Señaló que las propiedades del ratón y células madre humanas son muy diferentes, y que simplemente no tenemos todavía el mismo conocimiento de las células humanas. "La plasticidad y la utilidad de las células madre embrionarias de ratón es muy difícil de repetir con ESCs humanas. Mover las células a lo largo de un camino particular de diferenciación, en este caso hacia ovogénesis, va a ser mucho más difícil con células madre humanas."

Referencia
K. Hayashi et al., “Offspring from Oocytes Derived from in vitro Primordial Germ Cell-like Cells in Mice,” Science, doi: 10.1126/science.1226889, 2012