En 2007, un grupo de investigadores comunicó un descubrimiento sorprendente: Habían creado células similares al esperma a partir de células madre extraídas de la médula ósea de hombres. Sin embargo, dos años más tarde, el estudio fue retirado por acusaciones de plagio. Trece años después, la capacidad de crear espermatozoides humanos funcionales a partir de células madre sigue siendo esquiva.
Los científicos llevan 20 o 30 años intentando averiguar cómo crear gametos humanos funcionales -óvulos y espermatozoides- a partir de células madre, afirma Vittorio Sebastiano, biólogo de células madre de la Universidad de Stanford cuya investigación se centra en la biología reproductiva. Esto ayudaría a las personas que luchan contra la infertilidad a tener hijos y ayudaría a los científicos a desvelar los secretos del desarrollo humano. Desde 2007, los científicos han hecho considerables progresos en este frente, creando crías de ratón sanas a partir de gametos generados por células madre e incluso de óvulos humanos inmaduros. Pero aún queda un largo camino por recorrer antes de que los científicos sean capaces de convertir la piel o la médula ósea en bebés.
«Estamos tratando de encontrar realmente la manera de generar de forma eficiente y robusta células germinales que puedan ser, a corto plazo, utilizadas para entender la biología de estos conceptos, pero a largo plazo capaces de restaurar la fertilidad», dice Sebastiano.
Cuando en 1978 nació el primer bebé concebido mediante fecundación in vitro (FIV), fue un gran paso adelante para la ciencia de la reproducción y un precursor de la investigación con células madre que llevan a cabo Sebastiano y otros en la actualidad, afirma. Pero la FIV no es una opción para todas las personas o parejas que intentan tener un hijo biológico, incluidas las que nacen sin gametos o las que reciben tratamientos agresivos contra el cáncer a una edad temprana. Esta técnica científica ofrecería a estos individuos una nueva oportunidad de reproducción.
El siguiente gran paso llegó en la década de 2000, con la creación de las células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Estas células se extraen de células de la sangre o de la piel y se reprograman para que se comporten como células embrionarias, que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo. Desde entonces, los investigadores han tratado de averiguar cómo convertir estas células similares a las embrionarias en espermatozoides y óvulos funcionales.
Consiguiendo lo básico
Parte de lo que ha hecho que este trabajo sea tan desafiante es que los científicos no han sido capaces de comprender completamente lo que sucede en un embrión humano durante el desarrollo normal, dice Sebastiano. Los científicos entienden este proceso en los ratones porque los roedores son fáciles de estudiar en el laboratorio. Pero las restricciones éticas y los factores técnicos (como tener acceso a los embriones en el momento justo) hacen que este fenómeno sea difícil de estudiar en las personas, dice.
A pesar de los obstáculos, los científicos han hecho progresos significativos en los últimos 10 años. En 2012, un grupo de investigadores de Japón creó óvulos de ratón fértiles a partir de iPSCs y utilizó esos óvulos para criar crías de ratón sanas. «En el ratón, ya se ha completado todo el círculo», dice Sebastiano. «Ahora se ha demostrado por un par de grupos en el Reino Unido y en Japón que se pueden generar células similares a las embrionarias a partir de ratones y luego se puede realmente empujar estas células para que se conviertan en óvulos o espermatozoides, totalmente funcionales.»
En 2018, el mismo grupo de científicos japoneses hizo otro gran avance. Utilizando células sanguíneas humanas y la técnica de células madre pluripotentes, lograron producir óvulos humanos inmaduros.
Los esfuerzos similares para crear esperma no están tan avanzados, dice Sebastiano. A lo largo de los años, varios esfuerzos han pretendido crear células similares a los espermatozoides, incluido el estudio de 2007 sobre la médula sanguínea. Un estudio muy anunciado publicado en 2014 también fue una gran noticia, pero Sebastiano dice que el desarrollo de las células en ese estudio no fue más allá de las primeras etapas de diferenciación.
«Pero, estamos trabajando activamente en ello», dice Sebastiano. «Probablemente en los próximos años seremos capaces de generar espermatozoides y ovocitos totalmente funcionales». Entonces, la cuestión será cómo comprueban los científicos la calidad de estos gametos, dice.
Prueba el ciclo vital
La única forma de evaluar plenamente la calidad y funcionalidad de un espermatozoide o un óvulo es utilizarlo para, bueno, intentar fecundar otro gameto y producir un bebé. Por eso este trabajo debe abordarse con el máximo cuidado, dice Sebastiano. Su hipótesis es que una vez que los científicos hayan desarrollado técnicas que creen que producen ovocitos y espermatozoides humanos maduros, el siguiente paso será probar estas técnicas en primates. De este modo, los investigadores podrán seguir toda la vida de cada uno de los animales producidos con esta técnica para ver si se produce algún problema inesperado, afirma.
Sebastiano no duda de que algún día estas células madre podrían ayudar a las personas que luchan contra la infertilidad a tener hijos sanos. Esto, junto con la fascinación por el desarrollo biológico, es lo que impulsa el trabajo de Sebastiano. También hay, por supuesto, importantes consideraciones éticas que hay que tener muy en cuenta. Esta técnica tiene el potencial de afectar a la vida humana a nivel generacional, señala. Y muchas personas también plantean su preocupación por otras consecuencias futuras, como la posibilidad de crear «bebés de diseño» o producir descendencia a partir de cabellos robados a celebridades desprevenidas. Los expertos en bioética han escrito sobre la necesidad de empezar a trabajar en las cuestiones médicas y legales en torno a esta técnica ahora, antes de que sea viable.
«En realidad, es necesario desarrollarla, pero dado que se trata de un tipo de célula muy singular… debemos ser cautelosos», afirma Sebastiano.