-Fecundación in vitro:
Consiste en fecundar un ovocito con un espermatozoide fuera de las trompas de
Falopio, en un tubo de ensayo. Se estimulan los ovarios de una mujer mediante
un tratamiento hormonal para que se produzca una ovulación múltiple. Los
ovocitos maduros se recuperan de 34 a 36 horas después de este tratamiento. Se
obtienen espermatozoides y se procede a realizar la fecundación in vitro. Los
ovocitos fecundados( entre 5 y 10 ) se
dejan desarrollar durante dos o tres días 8 en el estadio de mórula o un poco
antes, cuando tienen entre 2 y 8 células ) , y después se introducen en el
útero, donde anidarán por ellos mismos y se seguirán desarrollando como si
fuera un embarazo natural. Normalmente se transfieren de dos a cuatro
embriones, para asegurar que al menos uno anide (un 30 % de las fecundaciones
in vitro acaba en embarazos múltiples) .El resto de embriones se congela en
nitrógeno líquido, lo cual detiene las funciones vitales del embrión, pero no
comporta su muerte (durante los cinco años posteriores a la fecundación in
vitro se pueden utilizar). Estos
embriones(más de 12.000 en el año 2000 en Cataluña) crean un problema legal y ético, pues no
pueden ser destruidos ni usados.
-Selección
de embriones:
En algunas ocasiones,
antes de transferir los embriones al útero de la paciente, se hace un
diagnóstico para detectar anomalías genéticas responsables de enfermedades
hereditarias. Y se pueden seleccionar los embriones que no tengan ese gen, con
la finalidad de tener un hijo sano, y también para salvar la vida a algún
hermano previo que tenga la enfermedad.
2. Clonación reproductiva
El clonaje reproductivo es un
proceso experimental destinado a producir organismos genéticamente idénticos.
Una de las maneras más sencillas de generar animales clónicos es por división
del embrión (in vitro). Esto simula la generación espontánea de gemelos
univitelinos (se especula con crear clones de embriones congelados como reserva
de células madres para auto trasplantes de
tejidos).
Otra manera de hacerlo es
generar individuos clónicos a partir de individuos adultos.La primera vez que
se consiguió fue en 1996 con la oveja
Dolly, desde entonces se han clonado otras ovejas ,terneras, cerdos, ratones ,
cabras y gatos ). El procedimiento
consiste en obtener el núcleo de una célula cualquiera del individuo que se
quiere clonar( el cual contiene el todo el genoma del organismo ) . Se obtiene
un ovocito de una donante y se le elimina el núcleo. Se introduce el núcleo del
animal a clonar en el ovocito vacío. Se deja que empiece su desarrollo en
condiciones de laboratorio . Finalmente se transfiere al útero de una madre
adoptiva donde acabará de desarrollarse. El nuevo individuo será un clón
del primero.
Aquí tienes un esquema de cómo se obtuvo a la oveja Dolly, un clon idéntico a su madre.
3. Medicina regenerativa
-Clonación terapéutica: es un
proceso experimental destinado a producir células adultas diferenciadas , como
neuronas, células del páncreas… genéticamente e inmunológicamente idénticas a
las de un organismo ya nacido , para que puedan ser utilizadas para sustituir
sus propios tejidos mediante un
trasplante personalizado.
El procedimiento es el
siguiente: Se extrae una célula del cuerpo del paciente ( las mejores son las
del tejido conjuntivo , el tejido que rellena los intersticios entre la piel y
la musculatura) y se obtiene el núcleo. Después se toma un ovocito de una mujer
y se elimina el núcleo. Se transfiere el núcleo obtenido al ovocito anucleado y
se deja que se desarrolle un embrión en condiciones de laboratorio semejantes a
las que se dan en la fecundación in vitro. Una vez el embrión ha adquirido la
fase de blastocito, se obtienen las células madre embrionarias , que se
cultivan in vitro y se condicionan (mediante la activación de programas génicos
específicos de diferenciación celular) para que se diferencien en las células
adultas del tejido en cuestión. Después se trasplantan al paciente, que
regenera el órgano dañado (piel , páncreas, neuronas…) . El problema actual que
existe con este procedimiento es la obtención de ovocitos humanos, la diferenciación espontánea de las células
madre, la dificultad de “orientar “ genéticamente a las células hacia un tejido
concreto, y que tienen un potencial cancerígeno mayor de lo normal .
A esta técnica también se le
llama”transferencia nuclear” y así se elimina el término clónaje que puede
llevar a equívocos( en realidad no se acaba obteniendo otro organismo adulto
idéntico al original )
Otra opción es utilizar
células del propio paciente que ya estén determinadas, como las células madre
del tejido, o modificar células adultas ya diferenciadas. Las células madre de
tejido tienen la capacidad de diferenciarse en los tipos celulares de un tejido
concreto, y se encuentran en mayor o menor medida, en todos los tejidos. Por
ejemplo, si un paciente tiene una lesión cardiaca que solo puede ser reparada
con un implante de células musculares cardiacas, se podrían obtener células
madre del tejido muscular del propio paciente, reproducirlas in vitro hasta obtener un número suficiente, y
implantarlas en el paciente, que no las rechazará porque provienen del propio
paciente.
Las ventajas son que como
estas células ya han iniciado el camino de la diferenciación, es más sencillo
condicionarlas para que completen el proceso y se conviertan en células adultas
funcionales. Otra ventaja es que no tienen el potencial de crecimiento tan
elevado como en las embrionarias , y por lo tanto el riesgo de cáncer es menor.
Los inconvenientes son: que
hay muy pocas de estas células y son muy difíciles de obtener.
4. Ingeniería genética:
La Ingeniería genética
consiste en la manipulación y modificación de la información genética, es
decir, del ADN, mediante la introducción de genes de otros organismos o la
modificación de los genes propios.
Se ha desarrollado gracias a
ciertos procesos que se dan en las bacterias. Muchas bacterias usan unas
estructuras llamadas plasmidios para
intercambiar información genética entre ellos. Además de estos plasmidios
(fragmentos de DNA que se multiplican
independientemente del resto del genoma de la bacteria ) también se usan virus
como vectores ( vehículos para
transportar el material genético). Otra opción es introducir el gen
directamente en el núcleo por microinyección (sobre todo para células grandes
como los óvulos). Además en los años 70 se descubrieron unos enzimas propios de
las bacterias llamados “enzimas de restricción”, la función de los cuales era
destruir el DNA no propio que penetra en las células.
Los procesos básicos que se
siguen en la ingeniería genética son los siguientes:
-Obtención de los fragmentos
del DNA que se quiere manipular, por medio de los enzimas de restricción.
-Unión de los fragmentos
elegidos en un plasmidio o en un virus (DNA recombinante) .
-Introducción del DNA
recombinante dentro de la célula que se quiere manipular ( actualmente casi
siempre bacterias).Esta expresara el gen insertado y de esta manera se puede
conseguir que una especie produzca proteínas propias de otra especie.
-Terapia génica :
La terapia génica consiste en la curación de
enfermedades hereditarias insertando, en las células con el gen defectuoso
, genes que puedan hacer correctamente
su función . Es el gran reto del futuro . Los vectores que se utilizan para
introducir ADN en las células humanas son los retrovirus ( virus
con RNA capaces de transcribirse inversamente e insertar el material genético
dentro del núcleo de la célula) . De momento se han usado en enfermedades
hereditarias que afectan a las células sanguíneas , como las hemoglobinopatías:
disfunciones en la síntesis de la hemoglobina. Los genes que sintetizan la
hemoglobina sólo se expresan en los eritroblastos (células de la médula ósea
que dan lugar a los eritrocitos ). Si se extraen los eritroblastos del enfermo ,se les
introduce el gen correcto , se cultivan en laboratorio, y después se
reintroducen en el enfermo , hay posibilidades de curar la enfermedad, pues se
formarán glóbulos rojos con hemoglobina .
La terapia génica tiene
riesgos potenciales: se desconoce cual podría ser el efecto a largo plazo de
los retrovirus usados. En el futuro es previsible la aplicación de terapia génica
en enfermedades que no son hereditarias , como el SIDA, por ejemplo,
introduciendo en los linfocitos genes que lleven la información para sintetizar
biomoléculas como las “quimiocinas” que dificultan la infección del virus.
La combinación de las técnicas
de terapia génica con las de medicina regenerativa son muy prometedoras en el
futuro en casos en los que las células defectuosas son difíciles de obtener, de
manipular y de hacer proliferar en el laboratorio.
-Obtención de organismos transgénicos:
Los organismos transgénicos son seres vivos que
llevan genes de otras especies, introducidos artificialmente por medio de
técnicas de ingeniería genética. Los organismos receptores del gen externo
incorporan la información en su genoma
y producen las proteínas correspondientes.
Las bacterias transgénicas son muy usadas y muy
útiles en la industria farmacéutica para obtener antibióticos, insulina,
hormona del crecimiento…etc.
Las plantas transgénicas tienen un uso
alimentario, obteniéndose plantas con
diferentes propiedades como un crecimiento más rápido, frutos más resistentes,
resistencia a plagas y herbicidas…incluso la obtención de sustancias
terapéuticas a partir de plantas. El consumo de plantas transgénicas ha creado
mucha polémica. Las ventajas son importantes, debido a las necesidades
crecientes de alimentación de la humanidad, pero también hay riesgos de los que
aún no se conocen las consecuencias, como el efecto de estos productos en el
cuerpo humano, la posible hibridación con plantas de otros ecosistemas, y la
pérdida de biodiversidad ( ej: hambre en Irlanda en 1845) . Los genes
insertados en estas plantas transgénicas proceden de otras plantas, de
bacterias , e incluso de animales. Cualquier alimento con ingredientes transgénicos
ha de llevarlo indicado en el etiquetado.
Se han obtenido individuos transgénicos animales
en una buena parte de animales de granja para mejorar los productos de consumo
como la carne, leche, huevos y lana., por ejemplo cerdos transgénicos con
hormona del crecimiento de bovinos , cuya carne tiene menos proporción de
grasas. También se han creado aves y peces transgénicos, además de otros
mamíferos.
Combinando la trangénesis con la clonación se
pueden obtener animales que proporcionen modelos muy valiosos para estudiar
enfermedades humanas y encontrar tratamientos, xenotransplantes, y obtención de
productos terapéuticos, por ejemplo el factor de coagulación VIII , deficiente
en las personas hemofílicas, se obtiene a partir de animales transgénicos a los
cuales se ha les ha transferido el gen humano que codifica esta proteína.
Con los diferentes temas sobre biotecnología haremos un Congreso en el que cada grupo ( de dos, máximo tres personas) presentareis vuestro trabajo. Escribid aquí , como comentario, qué tema haréis y en que formato lo vais a presentar. En
este link del blog de segundo de bachillerato podéis ver y elegir diferentes tipologías para la presentación, aparte del clasico power point. Se valorará la originalidad.
