Clonación de caballos: de Prometea a Kurt

Por Lluis Montoliu, el 21 septiembre, 2020. Categoría(s): clonación • ética • experimentación animal • genética • historia de la ciencia
Caballos clonados. A la izquierda, Prometea, la primera yegua clonada, junto a su madre que la gestó, en 2003 (Fotografía: Galli et al. Nature 2003). A la derecha, Kurt, el primer potro clonado de los caballos de Przewalski, junto a su madre que lo gestó, en 2020 (Fotografía:  Revive & Restore / Scott Stine)

Diecisiete años separan las fotografías de crías de caballos que ilustran este artículo. En 2003, el equipo del investigador Cesare Galli (Cremona, Italia) consiguió por vez primera clonar un caballo (Equus ferus caballus), usando la técnica que había sido popularizada tras el nacimiento de Dolly, la primera oveja y el primer animal clonado a partir de células adultas. En realidad, Galli lo que obtuvo fue una yegua, una hembra de caballo derivada del núcleo de una célula de la piel de la misma hembra que la gestó. Es decir, esa yegua gestó a su propio clon (a su propia hermana «gemela»), regenerándose a si misma de alguna manera. De ahí su nombre, Prometea, en referencia al titán Prometeo de la mitología griega, condenado por Zeus a que una águila devorase diariamente su hígado que era regenerado cada noche (como bien explica Daniel Torregrosa en su estupendo libro «Del mito al laboratorio«). La mitología continua pues, en 2008, Prometea demostró que era una yegua totalmente normal (a pesar de ser un animal clonado) dando a luz a un potro al que llamaron Pegaso, el caballo alado de Zeus, tras ser inseminada artificialmente, un procedimiento habitual en caballos.

Diecisiete años después, veterinarios del zoológico de San Diego (California, EEUU) del programa de conservación de especies criopreservadas, en colaboración con un grupo que fomenta la conservación de especies mediante la biotecnología, Revive and Restore, y  personal de la empresa ViaGen han logrado clonar otra especie de caballo, el llamado caballo de Przewalski (Equus ferus przewalskii), comunicando el nacimiento de Kurt, el primer potro clonado de esta especie, que sin estar en peligro de extinción (hay unos 2000 ejemplares actualmente, mayoritariamente en zoos) todos derivan de un número muy reducido de animales (no más de 12), por lo que carecen de la necesaria variabilidad genética que garantice su vigor. El nombre (Kurt) se lo pusieron en referencia al Dr. Kurt Benirschke, creador del San Diego Zoo Global Frozen Zoo, que se ha dedicado a coleccionar y preservar tejidos de animales en peligro de extinción desde 1975.

En ambos casos, para la obtención de Prometea o de Kurt, como caballos clonados, se aplicó la tecnología de Transferencia Nuclear de Células Somáticas (SCNT, del inglés Somatic Cell Nuclear Transfer), que mediáticamente se ha simplificado con la palabra «clonación». Esa técnica la diseñaron Ian Wilmut y colaboradores en el Instituto Roslin, en Edimburgo (Escocia, Reino Unido), y permitió obtener el primer animal clonado a partir de células adultas, la oveja Dolly, que nació en 1996 y fue presentada en sociedad en una famosa publicación en la revisa Nature, aparecida en febrero de 1997. Tras clonar ovejas, diferentes grupos de investigadores se lanzaron a clonar otras especies animales. Así fue como se clonaron vacas (1998), ratones (1998), cabras (1999), cerdos (2000), gatos (2002), conejos (2002), peces cebra (2002), mulas (2003), caballos (2003), ratas (2003), perros (2005), hurones (2006), camellos (2009), y primates macacos (2018), entre otras muchas especies que se han clonado.

Esquema ilustrativo de la técnica utilizada para generar la oveja Dolly, producto de un óvulo donado por una oveja (amarilla), al cual se le extrajo el núcleo, y se le introdujo en su lugar un núcleo de células de la glándula mamaria de otra oveja (blanca) que, tras fusionarse e inducir su desarrollo embrionario mediante un chispazo eléctrico, fue transferido al útero de una tercera oveja (marrón) que lo gestó, dando lugar a la oveja Dolly, que es un clon nuclear de la oveja (blanca) que aportó el núcleo del embrión. Esquema realizado por Lluís Montoliu.

¿Cómo pudo obtenerse la oveja Dolly? ¿Cómo se han clonado después el resto de especies animales? Con algunas variaciones técnicas, más o menos importantes, en general todos los animales clonados han seguido lo establecido por Wilmut y colaboradores en 1997, la técnica SCNT que permitió obtener a Dolly, la primera oveja y el primer animal clonado a partir de células adultas. Para clonar un animal mediante SCNT es necesario obtener óvulos no fecundados de esa especie y enuclearlos, eliminar su núcleo, su material genético. Esos óvulos enucleados se utilizan posteriormente como receptores para recibir, mediante microinyección, núcleos de otras células (generalmente somáticas, pero pueden ser también embrionarias) de la misma especie (o de especies muy relacionadas). La vesícula nuclear microinyectada y el citoplasma del óvulo enucleado se funden mediante algún proceso físico (p.e. un chispazo eléctrico, por electrofusión) y el embrión resultante (con el núcleo de la célula donante) inicia su desarrollo y se implanta en el útero de una hembra de la especie original, para su gestación. Si todo va bien (la eficiencia del proceso de clonación mediante SCNT suele ser muy baja, alrededor del 1.5%) nace un animal que genéticamente es un clon nuclear del animal que donó la célula para obtener el núcleo con el cual reconstruir el embrión. La hembra que gesta el embrión reconstruido no aporta genéticamente nada al proceso. Y la hembra que aporta el óvulo inicial aporta el material genético citoplasmático (aproximadamente un 1% del total), fundamentalmente localizado en las mitocondrias. Por eso el animal «clonado» no es un clon biológico como tal, sensu stricto. No son genéticamente idénticos, como lo serían dos gemelos univitelinos. Son extraordinariamente similares el animal original fuente de las células donantes y el animal clonado (en cuanto a los genes nucleares), pero se diferencian en su material genético citoplasmático, en sus mitocondrias. Es importante esta precisión.

La clonación de Dolly supuso un hito muy importante en la historia de la biotecnología animal. Junto con el descubrimiento inmediatamente posterior de las células troncales embrionales humanas (reportadas en 1998) mucho se especuló y proyectó sobre la posible utilización de la técnica de SCNT en medicina regenerativa, en la llamada clonación terapéutica. Esto es: generar un embrión clonado a partir del núcleo de una célula somática de un individuo (p.e. un paciente) y usar este embrión in vitro para obtener, en el laboratorio, mediante diferenciación celular, los tipos celulares o los tejidos que el individuo original pudiera necesitar, tras, por ejemplo, modificar genéticamente las células de ese embrión reconstruido corrigiendo cualquier mutación génica presente en el individuo inicial. Sin embargo tales expectativas nunca se llegaron a cumplir, en parte por los problemas éticos que suscitaba el uso de embriones humanos que debían ser manipulados (enucleados) para su clonación, y por los problemas técnicos debidos a la baja eficiencia del método y a la posible capacidad tumoral de crecimiento indefinido de las células clonadas resultantes. En 2006, el investigador japonés Shinya Yamanaka descubrió el subconjunto de cuatro genes que había que reactivar en cualquier célula somática para convertirla en pluripotente, obteniéndose las llamadas células iPSC (del inglés inducible pluripotent stem cells), lo cual eliminaba los problemas éticos (ya no se necesitaban embriones) pero seguían estando presentes los problemas técnicos anteriores de diferenciación y riesgo de tumoricidad. Yamanaka recibió el Premio Nobel de Medicina o Fisiología en 2012, junto a John Gurdon (que había investigado la clonación en ranas en los años 60), por sus investigaciones. Ni Ian Wilmut ni ninguno de sus colaboradores del Instituto Roslin fueron incluidos en la terna ganadora, probablemente debido a las múltiples polémicas y conflictos surgidos tras la publicación del artículo de Dolly.

Sin embargo donde sí triunfó la técnica SCNT de clonación fue en biotecnología animal, convirtiéndose en la técnica de rutina para la modificación genética de muchos animales de granja, principalmente cerdos, vacas, cabras y ovejas, lo cual permitió añadir y eliminar genes específicamente de sus genomas, algo que era muy difícil (añadir genes) o imposible (eliminar genes) con las técnicas tradicionales de modificación genética. Hasta que no aparecieron las herramientas de edición genética: ZFN, TALEN y, principalmente, CRISPR que han supuesto una nueva revolución en biotecnología animal.

Kurt, el potro de caballo de Przewalski clonado en el Zoo de San Diego a partir de material biológico criopreservado desde hacía 20 años, aplicando la técnica SCNT. Fotografía: Scott Stine.

La técnica de clonación es en realidad un método más (sofisticado) de reproducción asistida. Por ello, no es de extrañar que otra de las aplicaciones que también se derivaron de la clonación mediante SCNT fuera con objetivos reproductivos, en concreto para la recuperación de especies en peligro de extinción o ya extintas (siempre y cuando se hubiera preservado algún material celular en óptimas condiciones para poder obtener núcleos para reconstruir embriones). Para ello era necesario usar especies muy similares, compatibles. Esto se ha intentado, con éxito, en diversas ocasiones, para recuperar una especie de muflón en ovejas (en 1999), para clonar especies de vacuno relacionadas (en 2000), o para clonar el gato salvaje africano en gatos domésticos (en 2004), entre otros muchos ejemplos. Por eso no sorprende que ahora se haya intentado, también con éxito, para clonar caballos de Przewalski. Otra especie cuya clonación se ha intentado, todavía sin éxito, es el mamut lunado, que desapareció hace 4000 años, a partir de óvulos de elefanta asiática.

Los caballos de Przewalski son de menor tamaño que el caballo doméstico actual, de cuerpo robusto y adaptado a sobrevivir a condiciones metereológicas extremas. Su nombre deriva del geógrafo y explorador ruso Nikolay Przhevalsky (1839-1888) que descubrió estos caballos al mundo occidental en sus viajes por Asia central. Poblaron las llanuras de Asia central, en China y Mongolia, durante siglos pero, la explotación humana los redujo hasta casi su extinción en el siglo pasado (el último ejemplar avistado en la naturaleza fue en 1969). Hoy se preservan unos 2000 individuos en diversos zoológicos y reservas naturales del mundo, aunque genéticamente parece que todos derivan de apenas 12 caballos de esta especie que se salvaron de la extinción a finales del siglo XIX y a principios del siglo XX (entre 1899 y 1902), por lo que la diversidad genética de todos los caballos de Przewalski actuales es limitada, lo cual pone en riesgo su biodiversidad y capacidad de sobrevivir a enfermedades que pudieran afectarsle. El material celular a partir del cual se clonó a Kurt perteneció a un caballo de Przewalski que nació en el Reino Unido en 1975 y vivió en el Zoo de San Diego entre 1978 y 1998. El caballo se llamaba Kuporovic y en 1980 se obtuvieron muestras biológicas (células) que se criopreservaron. Kuporovic tenía un conjunto de genes diverso, con mayor variabilidad que el resto de caballos de Przewalski, por eso el grupo Revive & Restore, junto al personal del Zoo de San Diego y de la empresa ViaGen decidieron clonarlo, para revitalizar genéticamente y mejorar la población de caballos de Przewalski actuales, que muestran una elevada consanguinidad. Para poder obtener a Kurt se usó un óvulo enucleado de una yegua y se le introdujo el núcleo de las células criopreservadas de Kuporovic (siguiendo la misma técnica que dio lugar a Dolly). Y, naturalmente, el animal que nació, Kurt, era macho como Kuporovic. Solo que el clon Kurt nació 40 años después que el animal del cual deriva, y 22 años después de su muerte. El potro Kurt ya corretea alegre y libremente. Cuando crezca y tenga entre 5 y 10 años podrá empezar a reproducirse y a distribuir su material genético para, de alguna manera, regenerar la especie de caballos de Przewalski.

Durante muchos años se consideró a los caballos de Przewalski como los antepasados salvajes de todos los caballos actuales. Sin embargo, investigaciones recientes comparando el genoma de muchos individuos de diferentes grupos y especies (actuales y a partir de huesos encontrados) desmontaron esa creencia y establecieron que, muy probablemente, los caballos de Przewalski deriven de una población de caballos ya domesticados (los primeros indicios de domesticación del caballo son de hace 5500 años) que volvieron a asilvestrarse y evolucionaron, en la naturaleza, de forma distinta, adaptándose a las condiciones duras de vida de las llanuras de Asia central. Por lo tanto no son ni salvajes ni los antepasados de los caballos actuales, sino que ambos derivan de ancestros anteriores todavía por identificar. De hecho, solo un 2.8% del genoma de los caballos de Przewalski puede encontrarse en los caballos domésticos actuales. Ese trabajo, publicado en la revista Science en 2018, también concluía que ya no quedan en realidad caballos salvajes, todos los existentes derivan, de alguna manera, de los primeros grupos de caballos domesticados, aunque no se pueda establecer la filogenia exactamente (algo similar a lo que ocurre con los perros, que sabemos que derivan del lobo pero ninguna población actual es el ancestro de los perros domésticos, como comentaba Tomás Marqués-Bonet (IBE-CSIC, Barcelona). Probablemente los caballos actuales (como los perros) provengan de multitud de cruces realizados por poblaciones humanas a partir de diversas poblaciones salvajes que impactaron en el proceso de domesticación y por ello sea complicado establecer los ancestros de la especie equina.

De alguna manera los caballos de Przewalski habrían tenido un origen análogo (aunque más antiguo) al de los caballos cimarrones o Mustang, de las praderas norteamericanas, que derivan de los primeros caballos que llevaron allí los colonizadores españoles en los siglos XVI y XVII, de algunos ejemplares que se escaparon y asilvestraron. Los caballos de Przewalski originales al parecer tenían el pelaje blanco con manchas pigmentadas (un fenotipo moteado, como el de los perros dálmata) pero al asilvestrarse perdieron esta mutación (que probablemente les hubiera hecho ser presa fácil en la naturaleza, al no poder camuflarse adecuadamente).

Un apunte final para indicar que, hoy en día, más allá de Prometea y Kurt, hay varios centenares de caballos clonados, especialmente por motivos deportivos, para competiciones. Ejemplares con una genética especialmente adecuada para las carreras, los saltos o el polo son clonados para intentar obtener en los clones las mismas características seleccionadas en los animales originales (aunque además de la genética sea por supuesto igual de importante la alimentación y el entrenamiento de los mismos). Esto ha generado la proliferación de empresas que, con gran éxito y acogida, ofertan la clonación de caballos, en EEUU, Argentina y otros países del mundo.

 

 



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