Redacción Red Latina
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Científicos chinos crearon una mono quimera con dos conjuntos de ADN, un trabajo experimental que, según afirman, podría beneficiar a la investigación médica y a la conservación de especies en peligro de extinción.
El mono, que vivió 10 días antes de ser sometido a eutanasia, se creó combinando células madre de un mono cynomolgus, también conocido como macaco cangrejero o de cola larga, un primate utilizado en investigación biomédica, con un embrión genéticamente distinto de la misma especie de mono. Según los investigadores, se trata del primer nacimiento con vida de una quimera de primate creada con células madre.
En un estudio de prueba de concepto en el que se detalla la investigación, publicado este jueves en la revista científica Cell, se destaca que el mono era "sustancialmente quimérico", ya que contenía una proporción variable, pero relativamente alta, de células que crecieron a partir de las células madre en todo su cuerpo.
"Es alentador que nuestra quimera de mono nacido vivo tuviera una gran contribución (de células madre) al cerebro, lo que sugiere que, de hecho, este enfoque debería ser valioso para modelar enfermedades neurodegenerativas", dijo el coautor del estudio Miguel Esteban, investigador principal del Instituto de Biomedicina y Salud de Guangzhou de la Academia China de Ciencias e investigador de BGI-Research Hangzhou, una rama sin fines de lucro de la empresa china de genética BGI.
"Las quimeras de mono también tienen un enorme valor potencial para la conservación de especies si se pudieran conseguir entre dos tipos de especies de primates no humanos, una de ellas en peligro de extinción", añadió. "Si hay contribución de las células donantes de la especie en peligro a la línea germinal, se podría prever que a través de la cría se pudieran producir animales de estas especies".
El término quimera tiene su origen en las monstruosas criaturas híbridas que pueblan los mitos griegos, pero los ratones quiméricos se crearon por primera vez en la década de 1960 y se han utilizado habitualmente en la investigación biomédica.
Los ratones quiméricos de laboratorio permiten a los científicos seguir la interacción entre células normales y células genéticamente alteradas o mutadas, lo que resulta útil para comprender los procesos biológicos y las enfermedades.
Pero la investigación con ratones tiene limitaciones que hacen que merezca la pena seguir trabajando con monos, según los científicos.
"Los ratones no reproducen muchos aspectos de las enfermedades humanas por ser su fisiología demasiado diferente de la nuestra. En cambio, los humanos y los monos están muy próximos evolutivamente, por lo que las enfermedades humanas pueden modelarse con mayor fidelidad en los monos", afirma el autor principal del estudio, Zhen Liu, de la Academia China de Ciencias.
Más controvertidas son las quimeras humano-animal, que contienen algunas células humanas y otras de otras especies. Los científicos han creado embriones de ratón que son en parte humanos, y en 2021 informaron que habían cultivado embriones quiméricos humano-mono.
Los científicos esperan que las quimeras en parte humanas puedan ayudar algún día a cubrir la demanda de trasplantes de órganos. En septiembre, los investigadores informaron que habían cultivado riñones que contenían principalmente células humanas dentro de embriones de cerdo.
Liu declaró en una rueda de prensa que sería un atentado contra la ética intentar producir una quimera mono-humano más allá de las primeras fases embrionarias de desarrollo.
El equipo cultivó nueve líneas de células madre a partir de células extraídas de embriones de mono de 7 días. Los investigadores hicieron pluripotentes las células, dándoles la capacidad de organizarse en todos los tipos celulares necesarios para crear un animal vivo.
A continuación, seleccionaron un subconjunto de células para inyectarlas en embriones genéticamente distintos de 4 a 5 días de la misma especie de mono. Las células también fueron imbuídas con una proteína verde fluorescente para que los investigadores pudieran determinar qué tejidos habían crecido a partir de las células madre.
Los embriones se implantaron en monos hembra, con el resultado de 12 embarazos y seis nacidos vivos. Según el estudio, uno de los monos que nació y un feto que murió eran "sustancialmente quiméricos", ya que contenían células que habían crecido a partir de las células madre en todo el cuerpo.
"Se trata de un estudio importante, pero yo no lo consideraría un gran avance, ya que las quimeras generadas no son viables", afirmó Jun Wu, profesor asociado de Biología Molecular del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas.
Añadió que el equipo tampoco había podido demostrar que las células madre utilizadas para generar las quimeras fueran heredables por la descendencia, algo que sería necesario para generar modelos de enfermedades en monos para la investigación médica. Wu no participó en el estudio, pero ha trabajado en quimeras humano-animales.
Según el estudio, el porcentaje de células madre en los tejidos de los monos oscilaba entre el 21% y el 92%, con una media del 67% en los 26 tipos diferentes de tejidos analizados. El porcentaje era notablemente alto en el tejido cerebral.
"Es un trabajo muy bueno e importante", afirma Jacob Hanna, profesor de biología de células madre y embriología del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel, que no participó en el estudio.
"Este estudio puede contribuir a facilitar y mejorar la fabricación de monos mutantes, al igual que los biólogos llevan años haciendo con ratones", añadió Hanna. "Por supuesto, el trabajo con (primates no humanos) es más lento y mucho más difícil, pero es importante".
El uso de monos en la investigación científica es un tema polémico debido a las preocupaciones éticas sobre el bienestar animal. El equipo afirmó que siguió las leyes chinas y las directrices internacionales que rigen el uso de primates no humanos en la investigación científica.
Penny Hawkins, responsable de animales en la ciencia de la Real Sociedad para la Prevención de la Crueldad contra los Animales, se declaró "profundamente preocupada por el sufrimiento inherente de los animales y el despilfarro asociado a la aplicación de estas tecnologías a animales sensibles".
Señaló que se habían implantado embriones a 40 hembras de macaco, de las cuales solo 12 dieron lugar a embarazos. Seis de ellos nacieron vivos, pero solo uno tenía la composición genética deseada. Un veterinario le practicó la eutanasia a los 10 días por insuficiencia respiratoria e hipotermia.
En Estados Unidos, la investigación con primates no humanos representó el 0,5% de todos los animales utilizados en la investigación científica, según un informe del panel de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina publicado en mayo.
El grupo concluyó que la investigación con monos, por sus similitudes con las personas, había sido fundamental para lograr avances médicos que han salvado vidas, como la creación de vacunas contra el covid-19. El informe también concluía que la escasez de primates no humanos había afectado negativamente a la investigación necesaria tanto para la salud pública como para la seguridad nacional.
Researchers generate a chimeric monkey carrying two different sets of DNA.
Chinese scientists have created a chimera monkey with two sets of DNA, experimental work they say could benefit medical research and the conservation of endangered species.
The monkey, which lived 10 days before being euthanized, was created by combining stem cells from a cynomolgus monkey, also known as a cynomolgus monkey, a primate used in biomedical research, with a genetically distinct embryo from the same species. of monkey According to researchers, this is the first live birth of a primate chimera created with stem cells.
In a proof-of-concept study detailing the research, published this Thursday in the scientific journal Cell, it is noted that the monkey was "substantially chimeric", as it contained a variable, but relatively high proportion of cells that grew from stem cells throughout your body.
"It is encouraging that our live-born monkey chimera had a large (stem cell) contribution to the brain, suggesting that this approach should in fact be valuable for modeling neurodegenerative diseases," said study co-author Miguel Esteban, a researcher principal at the Guangzhou Institute of Biomedicine and Health of the Chinese Academy of Sciences and a researcher at BGI-Research Hangzhou, a non-profit arm of the Chinese genetics company BGI.
"Monkey chimeras also have enormous potential value for species conservation if they could be obtained among two types of non-human primate species, one of them endangered," he added. "If there is a contribution of donor cells from the endangered species to the germ line, it could be envisaged that animals of these species could be produced through breeding."
History of chimeras in research
The term chimera originates from the monstrous hybrid creatures that populate Greek myths, but chimeric mice were first created in the 1960s and have been commonly used in biomedical research.
Chimeric laboratory mice allow scientists to follow the interaction between normal cells and genetically altered or mutated cells, which is useful for understanding biological processes and diseases.
But research with mice has limitations that make it worth continuing to work with monkeys, scientists say.
"Mice do not reproduce many aspects of human diseases because their physiology is too different from ours. On the other hand, humans and monkeys are very close evolutionarily, so human diseases can be modeled more faithfully in monkeys," says the study's lead author, Zhen Liu of the Chinese Academy of Sciences.
More controversial are human-animal chimeras, which contain some human cells and others from other species. Scientists have created mouse embryos that are part human, and in 2021 reported that they had grown human-monkey chimeric embryos.
Scientists hope that part-human chimeras could one day help meet the demand for organ transplants. In September, researchers reported that they had grown kidneys containing mostly human cells inside pig embryos.
Liu declared in a press conference that it would be unethical to attempt to produce a monkey-human chimera beyond the first embryonic stages of development.
Creation of a chimeric monkey
The team grew nine stem cell lines from cells taken from 7-day-old monkey embryos. The researchers made the cells pluripotent, giving them the ability to organize into all the cell types needed to create a living animal.
They then selected a subset of cells to inject into genetically distinct 4- to 5-day-old embryos of the same monkey species. The cells were also imbued with a green fluorescent protein so the researchers could determine which tissues had grown from the stem cells.
The embryos were implanted into female monkeys, resulting in 12 pregnancies and six live births. According to the study, one of the monkeys that was born and a fetus that died were "substantially chimeric," as they contained cells that had grown from stem cells throughout the body.
"This is an important study, but I wouldn't consider it a breakthrough, since the chimeras generated are not viable," said Jun Wu, associate professor of Molecular Biology at the University of Texas Southwestern Medical Center.
He added that the team had also been unable to demonstrate that the stem cells used to generate the chimeras were heritable by offspring, something that would be needed to generate disease models in monkeys for medical research. Wu was not involved in the study, but has worked on human-animal chimeras.
According to the study, the percentage of stem cells in the monkeys' tissues ranged from 21% to 92%, with an average of 67% in the 26 different types of tissues analyzed. The percentage was notably high in brain tissue.
"It's very good and important work," says Jacob Hanna, a professor of stem cell biology and embryology at the Weizmann Institute of Science in Israel, who was not involved in the study.
"This study may help facilitate and improve the manufacturing of mutant monkeys, just as biologists have been doing for years with mice," Hanna added. "Of course, the work with (non-human primates) is slower and much more difficult, but it is important."
The ethics of medical research with monkeys
The use of monkeys in scientific research is a controversial topic due to ethical concerns about animal welfare. The team said it followed Chinese laws and international guidelines governing the use of non-human primates in scientific research.
Penny Hawkins, head of animals in science at the Royal Society for the Prevention of Cruelty to Animals, said she was "deeply concerned about the inherent suffering of animals and the waste associated with the application of these technologies to sensitive animals."
She noted that embryos had been implanted in 40 female macaques, of which only 12 resulted in pregnancies. Six of them were born alive, but only one had the desired genetic makeup. A veterinarian euthanized him after 10 days due to respiratory failure and hypothermia.
In the United States, research with nonhuman primates accounted for 0.5% of all animals used in scientific research, according to a report by the National Academies of Sciences, Engineering and Medicine panel published in May.
The group concluded that research with monkeys, due to their similarities to people, had been fundamental in achieving medical advances that have saved lives, such as the creation of vaccines against Covid-19. The report also concluded that the shortage of non-human primates had negatively affected research necessary for both public health and national security.
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