El proceso de clonación

La clonación es un proceso que nos permite con bastante éxito conservar la genética de animales de importancia económica como ser vacas o toros campeones. De esta forma, podemos seguir teniendo el mismo individuo, con las características excepcionales de un campeón el tiempo que se desee.

A modo de mejor comprensión citaremos cómo se realiza la técnica cuando se clonan vacunos.f0301304

En primera instancia, se toman muestras de células somáticas del animal que se desea clonar o conservar, las células que se utilizan son preferentemente de los pabellones auriculares de cada animal. Es importante tener en cuenta que para realizar este proceso puede ser útil cualquier célula somática (en otras palabras, sirven todas las células del cuerpo menos las sexuales que tienen el 50 % del material genético). El donante puede ser un adulto o un individuo joven.

Las células que se obtienen son desinfectadas  para evitar la proliferación de bacterias o cualquier otro microorganismo unicelular que pueda contaminar nuestra muestra. A su vez, éstas se separan en capas muy finas para que puedan multiplicarse sin problema. La selección de las células del individuo donante debe hacerse con mucho cuidado ya que si se daña el cultivo inicial nuestro clon no logrará ser viable. Una vez que se logra tener un buen número de células para iniciar el cultivo se seleccionan por medio de diferentes técnicas como ser centrifugación y precipitación por peso, un solo tipo de célula, fibroblastos.

Una vez separadas y seleccionadas las células donantes éstas se someten a un proceso que las lleva a reprogramarse como células totipotentes a través del uso de factores de transcripción, se dejan crecer en número y se las lleva a un estado de pausa o G0 que se induce por falta de nutrientes. Este paso es muy importante ya que es necesario que tanto el material genético de la célula donante como el citoplasma del óvulo que se va a usar estén en el mismo periodo del ciclo celular

.clo fibro

Figuras: (izquierda) a y b obtención de células mediante biopsia de pabellón auricular de un vacuno, c y d incubación en medio de cultivo.  (derecha) fibroblastos en cultivo.

http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-95022004000400018#figura1

La proliferación celular se logra en cultivos in vitro que se incuban a 37/38°C (temperatura óptima para el crecimiento celular) la incubación se realiza en una estufa con condiciones de temperatura constante y libre de cualquier tipo contaminación. Es importante tener en cuenta que los cultivos son muy fácilmente contaminables, pueden ser afectados por bacterias, hongos o cualquier microorganismo, que al igual que nuestras células pueden encontrar las condiciones óptimas para proliferar, por esta razón es tan común el uso de antibióticos especiales para descartar contaminación.

Una vez que se logran obtener y separar los fibroblastos en cultivo, tenemos listas las células donantes para realizar la clonación.

Otro de los puntos importantes es la obtención de ovocitos, estas células nos proporcionan el citoplasma o medio adecuado y necesario para la formación del nuevo individuo. Los ovocitos generalmente pueden extraerse fácilmente de los ovarios de vacas que se destinan a la venta de carne.

Ahora bien, tenemos por un lado los óvulos donadores del citoplasma y por otro los fibroblastos donadores de los núcleos, ambos tipos celulares en estado G0. El siguiente paso es lograr la fusión del núcleo al citoplasma para que comience el desarrollo de nuestro individuo clonado.

Para este proceso se utiliza un microinyector que permite realizar movimientos microscópicos con alta eficiencia. El primer paso entonces es extraer el núcleo del óvulo, éste simplemente se absorbe por microinyección, seguido a esto se extrae de la misma forma el ADN o material genético de la célula somática y es éste el que se inyecta en el óvulo eunucleado. Cuando este cuidadoso proceso está listo se somete a la célula a un pulso eléctrico de 1600 voltios/cm2 que dá como resultado la fusión núcleo-citoplasma. Paso seguido se produce la ‘activación embrionaria’, que en otras palabras sería imitar las señales químicas que se producen en el momento de la fecundación natural, de esta forma se induce a que la célula se divida como si fuera un embrión resultado de una reproducción sexual normal, la única diferencia es que en este caso el material genético que dará origen al nuevo individuo es proveniente de un sólo parental, el fibroblasto o  célula donante.

El cigoto que dará origen al clon se mantiene en incubación un total de 7 días, en este periodo se controla que sea viable y que su desarrollo sea normal. Al cabo de este periodo las células llegan al estadio de blastocisto (una esfera microscópica de entre 50 y 200 células) que puede implantarse en una ‘madre portadora o receptora’.

Las madres receptoras son aquellas que llevan la preñez de los clones pero en general no tienen ninguna familiaridad con el clon. Para llevar adelante la preñez se eligen individuos en excelente estado físico y con buenas aptitudes maternales, se las trata hormonalmente para lograr una preñez viable y al día 7 de la supuesta gestación se le implanta el embrión del clon. Durante esos 7 días se somete a la madre receptora a un tratamiento hormonal que genera una ‘preñez psicológica’, la vaca presenta todos los síntomas de una preñez pero en realidad no tiene embrión, esto facilita que la receptora acepte el implante del embrión.

Este tratamiento de sincronización hormonal es crucial para el posterior desarrollo del clon. Y lograr que la sincronización sea buena es la clave del éxito a la hora del implante embrionario y desarrollo general de la preñez.

Es muy común que los individuos clonados sufran complicaciones durante los meses de gestación, la mayoría de ellos radica en este periodo de sincronización. El alumbramiento en vacunos se produce al cabo de 9 meses, y si  todo sale como es de esperarse, el animal que nace es una copia idéntica del donante de la célula somática, en este caso el fibroblasto.

El proceso de clonación detallado anteriormente está basado en la técnica que se usó para realizar la clonación de “Ciruelo”, el mismo era un toro premiado y campeón de la Sociedad Rural Argentina en el año 2006, de mucho valor económico por su ‘excelente genética’ pero muy adulto e incapaz de seguir reproduciéndose. Por esta razón se realizó la clonación que daba una alternativa excelente para seguir teniendo un buen ejemplar que pueda reproducirse.

La clonación antes citada y varios trabajos más en este campo de investigación fueron realizados por el Dr. Adrián A. Mutto y su equipo de investigación quién gentilmente nos facilitó detalles acerca del proceso.

Querés hacer un clon? en este link podés hacer uno vos mismo de forma interactiva: http://learn.genetics.utah.edu/content/tech/cloning/clickandclone/

La historia de Ciruelo y su clon

La clonación de este ejemplar con fines reproductivos y de conservación génica fue realizada en el Instituto de Investigaciones Biotecnológicas – Instituto tecnológico Chascomús (IIB-Intech), dependiente de la Universidad Nacional de San Martín y de Conicet.

En este caso, el toro donador proviene del Centro de Inseminación Artificial La Elisa y de la empresa ARG Natural Beef, quienes tienen una cabaña de raza Brangus muy importante en el país. La financiación del proyecto, que costó unos 150.000 dólares, estuvo a cargo de la cabaña y la universidad puso el conocimiento.

En 2007, los científicos fueron hasta un campo del Chaco y tomaron muestras de alrededor de un centímetro de diámetro de células de la oreja de machos y hembras campeones elegidos.

Una vez realizado el cultivo primario, guardaron los fibroblastos en un tambor de nitrógeno líquido, a 196 grados bajo cero, a esa temperatura las células pueden conservarse durante años y cuando se decida usarlas sólo hay que volverlas a la temperatura óptima de la especie.

Para la clonación de Ciruelo se implantaron entre 15 y 20 embriones, de los cuales sólo se lograron 5 preñeces, pero al día 60 de gestación el número se había reducido a 3, y a 2 a los 120 días, en el octavo mes sólo quedaba una sóla hembra preñada y al llegar el día 280, 20 de junio de 2009, se realizó una cesárea que dio a luz a Ciruelo, el primer toro clonado.

En las primeras horas posteriores a su nacimiento el clon presentó algunos problemas respiratorios, los mismos se relacionan con el sufrimiento fetal que se produce al tener problemas placentarios acordes con periodo de sincronización antes mencionado. Es común a su vez que estos animales sean más grandes que las crías normales, por esta razón el parto se produce por cesárea.

El clon de Ciruelo presentó varias complicaciones de salud en sus primeros días de vida, la mayoría relacionados con el problema respiratorio, pero todos ellos pudieron solucionarse con éxito gracias al equipo de veterinarios y neonatólogos que se encargaron de su cuidado.

Otro clon famoso es el de la vaca Samba, también campeona de la Sociedad Rural Argentina, esta vaca tuvo la particularidad de ser la primera clonada de un individuo muerto. La vaca era un ejemplar único de muy buena genética, por esta razón cuando murió se conservaron muestras de tejido por varios años que luego se clonaron. La clonación también se realizó en Chascomús por el equipo del Dr. Adrián Mutto, y tanto su clonación como su gestación fué un éxito, al nacer no presentó ninguna clase de problema e incluso nació por parto natural. En la sección de fotografías hay varias de su nacimiento y sus primeros meses en el campo de IIB-Intech.

*Raza Brangus: http://www.brangus.org.ar/inicio/raza/la-raza/

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s