Una vez más, investigadores argentinos se anotan una victoria en la larga lista de desarrollos científicos innovadores. Un equipo multidisciplinario integrado por especialistas de las Facultades de Agronomía y Veterinaria de la UBA, de INTA y del Conicet, presentó ayer un logro inédito en Latinoamérica: la obtención de cinco cerdos genéticamente editados que servirán para realizar xenotrasplantes, técnica que consiste en usar animales como donantes de órganos para humanos.
La semilla de este proyecto inició hace más de veinte años, cuando los investigadores Rafael Fernández Martín -profesor adjunto en la Faculta de Agronomía de la UBA e investigador adjunto del Conicet- y Daniel Salamone –veterinario y doctor en biotecnología y biomedicina- fueron citados en la oficina del doctor René Favaloro.
“Necesitamos más corazones”, fue la frase que el inventor del procedimiento de bypass arrojó en ese encuentro y que, sin saberlo, se concretaría años después. En efecto, a comienzos de 2022 el mundo vio asombrado como el estadounidense David Bennet recibió el primer trasplante de corazón de un cerdo genéticamente modificado y vivió con él durante dos meses.
Luego de estudiar procesos referidos a la clonación en el exterior, Salamone regresó al país y comenzó a trabajar junto a Fernández Martín para dar con el procedimiento de “prender y apagar genes”, y cumplir con aquel pedido del famoso cardiólogo.
“Esto no es algo que se nos ocurre a nosotros sino que la sociedad en su conjunto lo está demandando. Las listas de espera son cada vez más largas, el sistema tradicional de buscar órganos solo consigue cubrir el 15% de las necesidades y hay un 85% de las personas que no van a conseguir el órgano que necesitan y van a fallecer”, dijo a Bichos de Campo Rafael Fernández Martín.
En este contexto, se estima que solo 4 de cada 1.000 casos son aptos. Según datos de la Organización Mundial de la Salud, en el año 2018 se realizaron casi 140 mil trasplantes en el mundo, cubriendo solo el 14% de las necesidades reales. Y para la United Network For Organ Sharing (UNOS), en 2019 la lista de espera se acercaba a los 150.000 pacientes, mientras que los trasplantes no llegaban a 50.000.
Los estudios realizados por este equipo dieron evidentemente sus frutos porque en 2021, gracias a la aceleradora GridX, se creó New Organs Biotech SA, una startup que aceleró el proyecto y permitió mejorar las instalaciones de la Facultad de Veterinario y del INTA Pergamino, así como costear los insumos de laboratorio y las drogas que sirvieron para trabajar con las cerdas donantes y receptoras.
Ahora bien, ¿cómo se llegó a estos cerdas en cuestión? La elección de especie animal se debió principalmente a cuestiones fisiológicas, que hacían de los cerdos en particular los organismos más emparentados con el hombre para llevar adelante xenotrasplantes.
“Uno pensaría en utilizar primates por estar filogenéticamente más emparentados a humanos, sin embargo entran cuestiones éticas y fiosiológicas en juego que impiden usarlos”, explicó a este medio Daniel Salamone.
“El cerdo tiene una ventaja y es que, dentro de los animales de producción, es más parecido al humano por una serie de características fisiológicas. Tienen un peso parecido al hombre y además tienen una ventaja en sus gestaciones cortas y de camadas numerosas, de menos de 4 meses y de hasta 15 lechones por parición, que permite tener una gran cantidad de animales a disposición en poco tiempo”, agregó por su parte Fernández Martín.
Pero más allá de esa coincidencia de aptitudes iniciales, para dar con el xenotrasplante es necesario ir un paso más allá y trabajar sobre los genes de los cerdos. Es allí donde entra en juego la edición génica.
“La edición génica implica quitar o poner genes. Hablamos de un knock out de genes cuando los anulamos y el animal no ganó nada nuevo, o un knock in cuando los sumamos. En el caso de poner genes, como se agrega algo pasamos al territorio de la transgénesis. Un knock in puede ser un transgénico pero un knock out no. Hay un cambio de percepción. Además, una cosa es agregarle cosas de la misma especie y otra que ese gen venga de una especie totalmente diferente”, indicó Salamone.
Es importante aclarar que en este estudio particular no se habla de cerdos transgénicos sino de animales genéticamente modificados o editados.
-¿Qué los lleva a realizar una edición génica? ¿Qué necesitaban que esos cerdos expresaran?- le preguntamos a Fernández Martín.
-En la superficie de las células del cerdo hay una serie de de glicosilaciones o azúcares que no están presentes en las células humanas. Ellos ayudan al sistema inmune del cerdo a reconocer sus células y a distinguirla de una invasión de células de otro organismo. El problema de esos azúcares es que no están en humanos pero sí en bacterias que tenemos en el cuerpo o que están en la naturaleza y con las cuales convivimos. Como contra ellas hemos generado anticuerpos, si ponemos a nuestro sistema inmune frente a células de cerdo reconocerán esos azúcares y las atacarán. Eso produciría un rechazo del órgano trasplantado y una destrucción de él en pocos minutos.
-¿Es por eso también que se administran inmunosupresores al momento de hacer un trasplante de humano a humano?
-Sí. Todas las personas, salvo los gemelos idénticos, tienen variaciones en la superficie de sus células que hace que su sistema inmune destruya el órgano trasplantado. Por eso se tiene que buscar el órgano más parecido posible para retrasar el rechazo y además hacer un tratamiento de inmunosupresión. Pero todos los órganos trasplantados tienen una vida media de unos diez años. Después de eso se vuelven a destruir.
-Para este trabajo en particular entonces, el objetivo primordial era modificar la superficie de las células del cerdo.
-Claro. Vos haces una modificación en el ADN del cerdo y eso se va a traducir en una modificación en su superficie. Vos no podes modificar todas las células de un cerdo porque tiene millones. Lo que tenés que hacer es la modificación cuando el cerdo tiene una sola celular, que es en el embrión o cigoto. El resto, como serán copia de esa célula, tendrán la misma modificación.
-Allí entra en juego la famosa técnica CRISPR cas.
-Sí. La CRISPR Cas9 para ser exactos. Es una herramienta que lo que hace es producir un corte en la cadena del ADN, en la secuencia que vos le decís. Le tirás un guía para producir un corte de doble cadena en esa secuencia. Ese corte es letal para la célula y lo tiene que reparar. Cuando lo repara comete errores, mete una base de mas o de menos, y eso provoca una pérdida de función del gen que nosotros queremos que deje de funcionar. Es una tijera molecular que corta el ADN de forma precisa.
-¿Cómo se introduce esa herramienta en la célula?
-Es una suspensión que tiene la proteína y el RNA. La pequeña molécula de RNA es la que tiene la información sobre el corte a realizar. Tiene que ser exactamente de la misma secuencia para que lo busque y lo corte.
-Entonces el trabajo inicia un paso antes con la configuración de esta herramienta de corte. ¿Sobre qué genes decidieron accionar?
-Exacto. Nosotros actuamos sobre el receptor de la hormona de crecimiento y sobre la proteína GGTA 1, que es la encargada de colocar los residuos de esos azucares que mencionamos sobre la célula del cerdo. Nosotros no la tenemos, la perdimos en la evolución. Al no tener esa proteína no tenemos esos residuos, y sin ellos el sistema inmune se acciona para destruir la célula. En cuando a la hormona de crecimiento, la suprimimos porque eso permite que los cerdos se mantengan en promedios de peso de 100 y que sus órganos tengan tamaños similares a los de los humanos.
–¿Intentaron suprimir otros genes?
-Sí, dos más pero no lo conseguimos. Trabajamos sobre el Beta gal y la CMH. Son otros residuos menos abundantes en la célula. Son necesarios para trasplantar un órgano como el corazón, pero no así en el trasplante de piel –que sí se puede realizar a partir de la investigación de este equipo de especialistas argentinos- que es un trasplante transitorio. Ahí el rechazo no llega a ser tan importante.
Pero luego de esta teoría viene la parte dificultosa de ponerlo en práctica, y para hacer efectivo el procedimiento es necesario trabajar sobre embriones. ¿Qué hicieron los especialistas? En primer lugar analizaron los distintos tipos de fecundación y probaron cada uno de ellos para evaluar qué procedimiento sería el más idóneo.
La fecundación puede ser in vivo, es decir que se fecunda a la cerda con semen seleccionado y se espera a la unión del ovocito con el espermatozoide; in vitro, donde los óvulos y espermatozoides son contenidos en una placa donde se unen; e ixit, donde se inyecta el espermatozoide directamente dentro del ovulo.
“Hay embriones que tienen ventajas por un lado e inconvenientes por el otro. La ventaja que tienen los embriones obtenidos por in vitro o ixit es que uno maneja el momento en que se produce la fecundación. Es allí donde podes meter las herramientas desde el minuto cero. Cuando la fecundación es in vivo, uno no maneja el momento en que se encuentran los espermatozoides con el ovulo. Capaz que se encontraron hace diez o veinte horas y ya no tengo un embrión de una célula sino de dos o de cuatro. Eso es más complicado. Nosotros trabajamos con embriones de entre una y dos células”, subrayó Fernández Martín.
En el caso del procedimiento in vivo, se trabajó sobre una cerda de descarte que fue servida durante su ovulación, previo a su ingreso al frigorífico, y horas después fue atendida por los especialistas que sustrajeron su útero para recuperar los embriones por el método de lavado. En el caso de los métodos in vitro e ixit, los embriones son recuperados directamente en el laboratorio.
Cabe mencionar que el estudio contó con la colaboración del establecimiento de producción porcina Pacuca SA y del frigorífico porcino Minguillón.
Una vez obtenido ese cigoto, los investigadores colocaron la herramienta CRISPR cas e introdujeron dicho embrión en la cerda gestante. Luego de varios intentos, los científicos obtuvieron el pasado 1° de enero los primeros 5 cerdos editados genéticamente. Se trató de 3 hembras y 2 machos.
¿Cuáles son los próximos pasos? Lograr reproducir una colonia de animales genéticamente editados durante el próximo año.
Actualmente en Estados Unidos ya se están realizando ensayos clínicos de xenotrasplantes de piel viva de cerdos editados genéticamente para este fin. Para los investigadores argentinos ese procedimiento, que requiere las modificaciones genéticas recientemente logradas aquí, es el que podría convertir a ese trasplante en el primero exitoso entre animales y humanos.
-¿Qué hubiese pasado si ustedes iban por el lado del knock in y sumaban genes a estos cerdos?
-Pasaban a ser animales regulados. Dejan de ser cerdos en verdad. Aunque por fuera se parecen a uno, genéticamente ya no lo son. No te lo podés comer, tiene que estar aislado, no podes hacer nada con él. Ahí entra la fiscalización de la Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria (CONABIA). En contraposición, un animal editado solo con knock out, sigue siendo un cerdo. Argentina no regula ediciones genéticas.
-En la conferencia mencionaron que quisieran sumarle genes humanos a estos cerdos. ¿Cuáles serían?
-Son proteínas que intervendrían en el rechazo celular del trasplante.
-Ya está desarrollada la regulación que nos permita pensar en eso.
-Eso se puede hacer, técnicamente ya está desarrollado. De hecho ya está el procedimiento por el cual se colocan genes en una molécula que se especializa en saltar, y ella “salta el muro” y los posiciona del otro lado.
