Dolly, l’ovella clònica
Aquest estiu fa vint-i-cinc anys del naixement de l’ovella més famosa de la història, la Dolly, el primer mamífer clonat a partir de cèl·lules adultes. Va obrir un debat sobre els límits de la ciència i, sobretot, va fer possible grans avenços en la medicina regenerativa
FOTOCÒPIA GENÈTICA
La Dolly no tenia ni pare ni mare; es va crear a partir d’una cèl·lula adulta d’una altra ovella que es va desenvolupar com un embrióUna de les eines que els científics han utilitzat durant l’últim any per poder estudiar com funciona el SARS-COV-2 són els organoides, que s’aconsegueixen al laboratori a partir de cèl·lules humanes. Aquests minipulmons, minironyons i minicervells, es poden estudiar en plaques de Petri per veure com reaccionen a la covid i als seus possibles tractaments. Crear organoides és un dels últims grans avenços en biomedicina, i no hauria estat possible sense els experiments que van donar com a resultat el naixement de l’ovella Dolly ara fa vint-i-cinc anys.
La Dolly va ser fruit d’introduir el nucli d’una cèl·lula mamària d’una ovella adulta en un òvul d’una altra ovella al qual se li havia tret el material genètic. En la reproducció natural, quan un espermatozoide i un òvul s’uneixen, i se’n combina el material genètic, es transformen en una primera cèl·lula que es va dividint fins a crear un embrió. En el cas de la Dolly, els científics van aconseguir que aquella primera cèl·lula que tenia el material genètic de l’ovella adulta també es dividís fins a convertir-se en un embrió. Llavors el van implantar en una tercera ovella, que el va gestar amb èxit. Per tant, la Dolly no tenia ni pare ni mare, sinó que era un clon, una fotocòpia genètica de la primera ovella. L’experiment va suposar una revolució científica, i també social. A part d’obrir noves línies d’investigació en el món de la biomedicina, va fer que tothom parlés de ciència i de límits ètics, però per conèixer millor la seva rellevància, cal mirar més enrere i repassar una mica la història de la investigació en el camp de la genètica.
el manual d’instruccions
A mitjans del segle XX, els científics tenien clar que les cèl·lules d’un embrió contenien tota la informació, tot el manual d’instruccions necessari per poder esdevenir un individu adult amb tot de cèl·lules diferents. També creien que a mesura que s’anaven reproduint i especialitzant –per convertir-se, per exemple, en neurones, en teixit muscular, en pell...– aquestes cèl·lules embrionàries anaven perdent informació, les parts d’aquest gegant manual d’instruccions, que ja no necessitaven. És a dir, si t’has de convertir en neurona, no és necessari que sàpigues com convertir-te en cèl·lula hepàtica. Ara bé, aquesta teoria va resultar que era errònia.
En els anys seixanta, un jove biòleg de la Universitat d’Oxford, John Gurdon, va fer l’experiment que va demostrar que, en contra del que tothom creia, les cèl·lules no anaven perdent les instruccions que no necessitaven, sinó que conservaven la informació per sempre, però emmagatzemada. “Com si disposessis d’una biblioteca gegant, però amb gran part dels llibres ben empaquetats, i només mantenint a l’abast els que necessites per a la teva funció”, explica la catedràtica de genètica i professora de la UB Gemma Marfany.
Gurdon ho va demostrar amb el que s’anomena transferència nuclear, la mateixa tècnica que després es va fer servir amb la Dolly. Va agafar el nucli d’una cèl·lula d’un capgròs i el va posar en un òvul d’una granota, al qual prèviament se li havia eliminat el nucli. D’aquesta manera va aconseguir clonar granotes i va demostrar que realment les cèl·lules del capgròs tenien la possibilitat de desenvolupar una granota.
La tasca de Gurdon va rebre el reconeixement que mereixia el 2012 amb el Premi Nobel de Medicina, compartit amb l’investigador japonès Shinya Yamanaka. El 2004, Yamanaka va descobrir que activant quatre gens d’una cèl·lula ja diferenciada (especialitzada), se la podia convèncer de tornar al seu origen embrionari, “de tornar a tenir tots els llibres de la biblioteca al seu abast”, tal com explica Marfany. També va ser un pas espectacular per a la biomedicina i per això va rebre el Nobel el 2012, un premi en què molts científics van trobar a faltar el reconeixement a l’equip que va crear l’ovella Dolly, que va ser el pas intermedi entre les descobertes de Gurdon i de Yamanaka.
“Gurdon no sabia exactament què passava a escala molecular en els seus experiments. Per crear els clons de granota va fer servir cèl·lules de l’intestí del capgròs, i els capgrossos no són adults, es troben en un estat larvari. A part de ser un mamífer i no un amfibi, la Dolly va ser important perquè la van clonar a partir d’una cèl·lula d’un individu ja adult”, explica el biòleg i investigador del CSIC al Centro Nacional de Biotecnología, Lluis Montoliu. L’existència de la Dolly, per tant, demostrava que a partir d’una cèl·lula ja diferenciada i amb una funció específica es podia “tornar enrere” i reconstruir un embrió.
L’experiment de la Dolly el va fer un conjunt d’investigadors de l’Institut Roslin d’Edimburg, a Escòcia, i de l’empresa biotecnològica PPL Therapeutics, quan treballava per millorar animals de granja. L’Institut Roslin és l’equivalent a l’IRTA català, i buscava com aconseguir ramats de més profit. “La Dolly va ser un experiment dels molts que durant la història de la biologia il·lustren la serendipitat. No és l’atzar ni la sort, sinó que es produeix un fet i algú s’adona que allò que ha passat inesperadament és excepcional”, assegura Montoliu.
animals transgènics
A mitjans dels anys noranta, els investigadors buscaven una manera més fàcil d’aconseguir animals transgènics. Llavors es podien modificar ratolins amb força eficàcia, però la cosa no anava tan bé amb animals de granja. “En el cas dels ratolins –explica Montoliu–, de cada 100 embrions modificats neixen 5 ratolins amb la mutació que vols; en canvi, si el mateix experiment el fas amb vaques, l’eficàcia baixa al 0,5%. És a dir, que només tira endavant un de cada 200 embrions. Tenint en compte que d’una vaca hiperovulada només surten quatre o cinc embrions, necessites més de 40 vaques per obtenir un animal amb la mutació. I això no té cap sentit.”
Per tant, els científics de l’Institut Roslin, que ja feia temps que investigaven embrions de mamífers, van pensar que potser podrien transferir a un òvul d’ovella el nucli d’una altra cèl·lula embrionària modificada genèticament al laboratori. En definitiva, fer animals clònics i, al mateix temps, també transgènics per criar-los amb més facilitat i per aconseguir millores com, per exemple, que la seva llet tingués unes determinades proteïnes.
La clonació de la Dolly va ser excepcional perquè no es va fer a partir d’una cèl·lula embrionària, sinó de la d’un animal adult. No estava previst fer-ho, però tal com explica Montoliu –que per la seva feina al CSIC ha conegut diversos membres del famós equip de Roslin– el febrer del 1996 hi va haver un problema i un grup de cèl·lules embrionàries, que s’havien de modificar i transferir a òvuls d’ovella, es van malmetre. Tenint en compte que els òvuls d’ovella no són fàcils d’aconseguir, es va decidir no desaprofitar-los i se’ls van transferir els nuclis d’unes cèl·lules de glàndules mamàries que s’estaven utilitzant per a altres investigacions. D’aquell experiment van sortir 277 embrions, però de tots al final només en va prosperar un: la Dolly.
clonar no és fàcil
La presentació de la Dolly va suposar un gran rebombori perquè la pregunta inevitable va ser si es podrien clonar humans. Ara bé, també quedava clar que clonar mamífers requeria molts intents. “Les cèl·lules no sempre aconsegueixen desempaquetar prou llibres, però necessiten tota la informació. L’ambient que dona el citoplasma de l’òvul sí que té alguns d’aquests components necessaris, però costa un temps desempaquetar-los i l’embrió, si s’ha de desenvolupar, necessita llegir-los ràpid, no ho pot fer a mitges. En algun cas surt bé, però hi ha molts fracassos”, explica Marfany. Per tant, clonar un humà seria tècnicament molt difícil.
D’altra banda, recorda Marfany, s’ha de tenir en compte que un clon respecte a un altre no és idèntic. De fet, els humans ja tenim clons de manera natural, els bessons idèntics, que comparteixen la mateixa informació genètica. I ni els més idèntics són exactament iguals. La genètica determina molt, però l’ambient i les experiències, també.
“Si algú volgués clonar Hitler, com a la pel·lícula Els nens del Brasil, no aconseguiria un altre Hitler. Potser li sortiria algú amb un caràcter colèric, però segur que les cèl·lules no podrien anar repetint exactament tot el que van fer per acabar sent aquella persona. Seria molt semblant, però no igual”, diu la catedràtica de genètica. Així, la clonació, per si mateixa, no té sentit biològic, però sí que ha servit per a moltes coses: “Ens va permetre saber quines són les instruccions que es necessiten perquè un embrió tiri endavant”, assegura Marfany.
En definitiva, la clonació de la Dolly va contribuir a crear el coneixement perquè ja no sigui necessari clonar individus a partir d’embrions, sinó simplement clonar cèl·lules a partir d’altres cèl·lules. Gràcies a la Dolly, Yamanaka va desenvolupar el “còctel de gens” que permet a una cèl·lula diferenciada “desdiferenciar-se”.
En paraules de Lluís Montoliu, l’ovella Dolly va ser el resultat “d’una actualització metodològica que va acabar trastocant tota la història de la biologia”. “Va obrir el camp a la medicina regenerativa. La clonació ha continuat amb les cèl·lules pluripotents induïdes que va aconseguir Yamanaka. Són les cèl·lules que, un cop han tornat enrere, després les pots fer evolucionar cap al tipus de cèl·lula que vols.”
Un exemple: a un pacient amb una malaltia rara que li afecta els ronyons i per a la qual no hi ha models que permetin fer recerca se li poden extreure cèl·lules de la pell i tractar-les fins que tornin enrere, tal com eren en l’etapa embrionària quan tenien tots els llibres de la biblioteca genètica a l’abast. Llavors se les fa créixer al laboratori perquè no agafin de la biblioteca les instruccions per convertir-se novament en pell, sinó les instruccions que necessiten per convertir-se en ronyons. El resultat serà minironyons que es poden estudiar i utilitzar per provar fàrmacs i tractaments. I tot això gràcies a la Dolly. “Va ser un avenç importantíssim. En el futur podrem desenvolupar organoides, que són clonats d’òrgans d’una persona, per poder generar els teixits que aquella persona pugui necessitar. Serà un avenç mèdic molt important”, diu Marfany.
Per això, tot i l’enrenou que va suposar la Dolly, ja no es parla tant de clonació: les investigacions biomèdiques es poden fer sense necessitat d’utilitzar cèl·lules embrionàries, i clonar humans no és ni necessari, ni ètic, ni legal. Ara bé, el 2018 es va saber que a la Xina, una potència en biotecnologia s’havien clonat dos micos, uns macacos, amb la mateixa tècnica que la Dolly. Va ser el primer cop –i que se sàpiga l’únic– que es clonaven primats, els animals més pròxims als humans. Els científics xinesos van assegurar que volien criar espècimens idèntics genèticament per poder investigar millor algunes malalties del cervell. “Personalment, crec que ho van fer per poder dir que havien estat els primers”, diu Marfany.
el debat ètic
Tot i això, el fet d’aconseguir clonar primats no humans va tornar a encendre alarmes. Quan la Dolly va néixer ja hi havia molts països, com l’Estat espanyol, que havien prohibit per llei la clonació humana. El 1997, el Parlament Europeu va fer una resolució rebutjant-la i, el 1998, l’Assemblea General de l’ONU va assumir la Declaració Universal del Genoma Humà i els Drets Humans, que en el seu article 11 diu: “Les pràctiques contràries a la dignitat humana, com la clonació reproductiva d’humans, no s’han de permetre.” Totes aquestes declaracions eren el resultat de la preocupació de l’opinió pública, sovint esperonada per opinadors, que recordaven que només era qüestió de temps i de diners poder clonar humans. Una por, però, que es va acabar diluint. “Ara la polèmica es produiria si algú intentés utilitzar embrions humans sense deixar-los prosperar, o bé per disgregar-los i estudiar-los. Treballant amb cèl·lules que permeten generar organoides, aquest debat bioètic ja no hi és”, conclou Gemma Marfany.
LA HISTÒRIA D’UNA POLÈMICA
La Dolly va néixer el 5 de juliol del 1996, però la seva existència no es va donar a conèixer fins al 22 de febrer del 1997. L’equip que la va crear va publicar un article a la revista Nature i de seguida es va fer famós el primer dels seus signants, Ian Wilmut, cap del departament d’investigació on es van fer els experiments, tot i que ell no hi va participar directament. En canvi, va quedar en un segon pla la investigadora Angelika Schnieke, que en va ser la principal responsable. “Wilmut no va estar encertat. Crec –i això és una especulació– que se’n va penedir tota la vida, ja que a partir de llavors les coses no van anar bé”, explica el científic Lluís Montoliu. Certament, Wilmut va acabar als jutjats quan el van acusar d’assetjament laboral (un investigador que no tenia res a veure amb la Dolly) i finalment va haver de reconèixer que ell no havia creat directament el clon. Segurament per aquesta polèmica, l’equip que va crear la Dolly no va guanyar mai el Nobel. Schnieke continua treballant en la clonació d’animals transgènics amb finalitats mèdiques.
UNA VIDA TRANQUIL·LA
De les 277 transferències nuclears que es van fer per crear la Dolly, només 29 van donar lloc a embrions, però al final només un va arribar a néixer. L’ovella més famosa de la història va viure sis anys i mig i va haver de ser sacrificada el 2003 perquè va desenvolupar una malaltia pulmonar. També patia una forta artritis. Com que la van clonar d’una ovella adulta –que tenia precisament 6 anys–, i atès que l’esperança de vida normal de la raça de la Dolly és de 12 anys, es va especular que la clonació podria provocar envelliment prematur, però aquesta hipòtesi es va descartar posteriorment. Sembla que en la salut de la Dolly va influir més el fet d’haver tingut sis cries en poc temps. Va viure sempre, tranquil·la i consentida, a les instal·lacions de l’Institut Roslin. Quan va morir la van dissecar i està exposada al Museu Nacional d’Edimburg.
EL FUTUR EL DIU CRISPR
Si la Dolly va ser l’experiment disruptiu biològic del segle XX, el seu equivalent del segle XXI (fins ara) és la tècnica d’edició genètica CRISPR, que es va descobrir el 2005 i que permet manipular gens d’una manera senzilla. “És una mena de bisturí molt precís que pots dirigir contra un gen, una mena de GPS que permet tallar, copiar, enganxar i canviar la informació genètica”, explica Gemma Marfany. Pot ajudar a tractar malalties rares i fins i tot casos incurables de càncer si s’aconsegueix canviar la informació genètica del pacient de manera que les mateixes cèl·lules ataquin la malaltia. Ara bé, una cosa és l’ús terapèutic i una altra, la millora genètica. Es pot començar alterant gens per prevenir malalties i acabar creant humans a la carta? “Hi ha una línia molt fina, s’ha de pensar tot molt bé. Si edites genèticament un embrió, toques tots els seus descendents”, explica Marfany. Un altre repte és l’ús de la informació genètica: preveure malalties no pot anar mai en contra de les persones, per exemple en el cas d’asseguradores que rebutgin clients per aquest motiu.