Por primera vez en la historia, una hembra de ratón sin padre, nacida de un óvulo no fertilizado, no solo ha sobrevivido hasta la edad adulta, sino que ha alumbrado una camada de crías sanas producto de la reproducción sexual.
Investigadores del Centro de Medicina Reproductiva del Hospital Ren Ji, en Shanghái, perteneciente a la Facultad de Medicina de la Universidad Jiao Tong, han conseguido que una hembra de ratón manipulada genéticamente, nacida de un óvulo no fertilizado, no solo sobreviviera hasta la edad adulta, sino que también alumbrara una camada viable.
La histórica investigación, publicada en la revista PNAS, confirma que un tipo de reproducción que se creía imposible en los mamíferos se puede lograr utilizando una nueva técnica de manipulación genética.
La partenogénesis es una forma de reproducción basada en el desarrollo de células sexuales femeninas (óvulos) no fecundadas, que se da con cierta frecuencia en platelmintos, rotíferos, tardígrados, crustáceos, insectos, anfibios y reptiles. Tambien se manifiesta más raramente en algunos peces y, excepcionalmente, en aves.
Partenogénesis en mamíferos
La patogénesis se ha intentado anteriormente en mamíferos, pero nunca ha tenido éxito debido principalmente a un proceso llamado impronta genómica: se han obtenido solo cachorros de parejas de animales del mismo sexo.
La impronta genética es un fenómeno mediante el cual un gen se expresa dependiendo del sexo del progenitor que lo haya transmitido, aunque no afecta a la secuencia de ADN.
En el nuevo estudio, los científicos muestran que la partenogénesis es posible en los mamíferos a través de una nueva técnica de manipulación genética dirigida, utilizando la herramienta de edición de genes CRISPR.
También han demostrado que un ratón nacido por partenogénesis puede sobrevivir hasta la edad adulta y tener su propia descendencia.
Nueva técnica
La nueva técnica edita las marcas de metilación del ADN, un proceso por el cual se añaden grupos metilo al ADN. Las regiones genéticas así modificadas mantienen la modificación de metilación durante las etapas iniciales de desarrollo del embrión de ratón.
La transferencia de estos embriones modificados a madres adoptivas derivó en un desarrollo prolongado de esta madre nacida de un óvulo no fertilizado y finalmente en la generación de una "descendencia viable a término", según el estudio.
Los autores explican que esa camada está formada por crías de mamíferos vivos derivados de óvulos únicos no fertilizados y que este resultado se logró mediante la reescritura de la metilación del ADN dirigida de siete regiones de control de impresión.
La reproducción sexual de los animales implica la fusión de un espermatozoide con un óvulo, cada uno de los cuales contiene un conjunto de material genético. El embrión resultante contiene dos copias de un gen, una de cada padre.
Resultados prometedores
Usando la nueva técnica, sin embargo, los investigadores de Shanghái pudieron señalar y modificar con éxito la metilación del ADN en una copia del gen, y no en la otra.
Luego transfirieron embriones con el genoma así modificado a ratones hembra adoptivos, obteniendo como resultado la generación de crías con un desempeño reproductivo normal al llegar a la edad adulta.
Si bien solo una de las crías de esta camada sin padre sobrevivió hasta la edad adulta, los investigadores dicen que la partenogénesis se puede lograr en los mamíferos mediante la regulación de múltiples regiones de control de impresión, utilizando técnicas de modificación genética.
Piensan también que un mayor refinamiento de la técnica puede mejorar su tasa de éxito, y agregan que la viabilidad de la partenogénesis en los mamíferos "abre caminos en la agricultura, la investigación y la medicina" con resultados muy prometedores.
Los hallazgos también pueden conducir a nuevas percepciones sobre trastornos congénitos apreciados en humanos, como el síndrome de Angelman, que causa retraso en el desarrollo, problemas con el habla y el equilibrio, discapacidad intelectual e incluso convulsiones, señalan los investigadores.
Referencia
Viable offspring derived from single unfertilized mammalian oocytes. Yanchang Wei et al. PNAS, March 7, 2022 | 119 (12) e2115248119. DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2115248119
