Modelos de ratón, células madre y genes en el Premio Nobel de Fisiología o Medicina

2007/10/08 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia

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Los tres investigadores han realizado hallazgos clave en la investigación de la recombinación de ADN de células madre y mamíferos de origen embrionario. Gracias a su trabajo, se ha desarrollado una tecnología de creación génica ( gene-target ) de gran importancia en biomedicina.

La fuente génica se utiliza tanto en la investigación básica como en la investigación de nuevas terapias y actualmente permite realizar cualquier cambio de ADN en el genoma del ratón. A menudo se utiliza para inactivar un gen determinado. Esta técnica se llama knockout. Las células de los ratones parten de las madres, inactivan un gen de la célula madre, de manera que el ratón que se desarrolla no tendrá ese gen. Con ello, los investigadores han podido conocer el papel de muchos genes.

Hasta la fecha se han inactivado más de 10.000 genes de ratón (aproximadamente la mitad de los genes que contiene el genoma de mamíferos) y se han creado más de 500 modelos de ratón para investigar enfermedades humanas como el cáncer, enfermedades degenerativas del sistema nervioso o enfermedades cardiovasculares.

La recombinación para cambiar los genes

En la distribución de las células se produce un intercambio de información genética en cada par de cromosomas, es decir, se recombinan. Capecchi y Smithies sospechan que la recombinación podría utilizarse para modificar ciertos genes y lo estudiaron para conseguirlo.

Capecchi demostró que entre el ADN extraño y los cromosomas se podía producir una recombinación en células de mamíferos, entre otras cosas demostró que los genes defectuosos podían ser reparados mediante el ADN introducido externamente. Smithies, por su parte, intentó solucionar los genes mutados. En estos ensayos descubrió que en todos los genes se pueden producir cambios mediante la recombinación.

Células madre, punto de partida

Las primeras células estudiadas por Capecchi y Smithies no eran aptas para formar ratones con genes inactivados. Necesitaban otro tipo de células capaces de transmitir a las generaciones venideras los cambios producidos en el ADN. Las células reproductoras, los espermatozoides y los óvulos son las únicas células capaces de hacerlo.

Martin Evans descubrió que las células madre de los embriones de ratón podían ser apropiadas para introducir material genético en las células reproductoras y, a partir de ahí, desarrolló la técnica de crear ratones (ratones knockout) con ciertos genes inactivos.

En 1989 se publicó la primera investigación en la que se menciona el ratón con un gen inactivo por recombinación con células madre embrionarias. Desde entonces han creado muchos tipos de ratón de este tipo que permiten investigar cualquier aspecto de la fisiología de los mamíferos, desde el desarrollo del embrión hasta las enfermedades graves. También se utilizan para investigar el efecto de la terapia génica. Y todo ello gracias a los tres investigadores que este año recibirán el Premio Nobel de Fisiología y Medicina.