Tipos de clonación

¿Qué es la clonación artificial?

Para su aprovechamiento, la clonación artificial hace uso de los mismos mecanismos que subyacen a la clonación natural; sin embargo, en este el procedimiento suele ser modificado en función su objetivo.

La clonación artificial se aplica ampliamente en los diversos niveles de organización de los organismos: desde segmentos de material genético (ADN) hasta organismos enteros. A continuación, exploraremos cada uno.

Clonación génica

La clonación génica (o clonación de genes), también denominada clonación molecular (o de ADN), implica la replicación de material genético. Aunque cualquier segmento de ADN —o de otro tipo de material genético, como el ARN— puede ser clonado, la clonación de genes enteros (que compete a la ingeniería genética) es el procedimiento más común. La clonación molecular es una técnica importante para las investigaciones biomédicas.

Cuando se aplica al ADN, esta forma de clonación suele llevarse a cabo mediante la PCR (in vitro). Aunque, también puede insertarse el ADN en un organismo hospedero (in vivo) —como una bacteria o una levadura— que hace copias del ADN y/o produce la proteína que este codifica-

Para clonar el ARN, se utiliza a menudo una técnica conocida como PCR con transcripción inversa. En este proceso, el ARN se convierte en ADN complementario (cDNA) mediante la acción de una enzima llamada transcriptasa inversa, y luego se amplifica mediante PCR convencional. El cDNA resultante puede ser utilizado para estudiar la expresión génica o producir grandes cantidades de proteínas. Este ADN puede volver a convertirse en ARN si es necesario. En todos los casos, estos procesos de clonación génica dan como resultado muchas copias idénticas del material genético original.

Clonación de células

Además de la clonación celular en organismos unicelulares, también es posible la clonación de las células de organismos pluricelulares.

Clonación de organismos unicelulares

En realidad, la clonación de organismos unicelulares, como las bacterias y las levaduras, no es realmente una clonación artificial; simplemente, se proporcionan las condiciones ideales para que se lleve a cabo la reproducción asexual natural que estos organismos ya realizan.

Clonación de células de organismos multicelulares

La clonación de células de organismos pluricelulares se realiza, generalmente, de la siguiente manera:

• En un cultivo celular, cuando se aplica a células animales.

• En cultivo de tejidos vegetales, cuando se cultivan células vegetales.

• En cultivo fúngico, cuando se cultivan células fúngicas de hongos.

El proceso exacto empleado para este tipo de clonación varía en función de la fuente de las células que se clonan, pero básicamente sigue el mismo principio: Las células se aíslan del organismo multicelular y se colocan en un recipiente, que contiene todos los nutrientes y se encuentra bajo condiciones controladas (que simulan las de su entorno natural) o necesarios para que las células se desarrollen y se multipliquen.

Por lo general, estas células son inmortalizadas; lo que significa que se dividen ilimitadamente en el laboratorio, sin entrar en senescencia (estado de interrupción de la división celular). Estos tipos de células se conocen como líneas celulares. Mientras que las células utilizadas en los cultivos que no son inmortalizadas se denominan estirpes celulares.

Debido a la densidad celular, las líneas celulares inmortalizadas, pueden entrar en latencia (aunque no se vuelven senescentes). Esto se evita mediante un proceso conocido como pasaje, en el que un pequeño número de células se retira del cultivo y se coloca en un nuevo recipiente, con lo que se reduce masivamente la densidad celular.

Las células animales utilizadas en cultivos celulares suelen proceder de tejidos cancerosos, ya que es la forma más fácil de que sean inmortales (las células cancerosas proliferan sin parar), aunque también se puede introducir un gen inmortalizador en las células.

Clonación de organismos

En lugar de clonar células individuales, a veces se clonan organismos enteros. La clonación de organismos generalmente se realiza con fines reproductivos, lo que se conoce como clonación reproductiva, o con fines médicos, lo que se denomina clonación terapéutica.

En teoría, la clonación de organismos enteros puede aplicarse a cualquier organismo vivo, incluidos los seres humanos. Sin embargo, la clonación de seres humanos es de hecho un procedimiento ilegal en todo el mundo, ya que su implementación plantea preocupaciones éticas sobre el valor intrínseco de la vida.

Clonación reproductiva

El proceso general de la clonación reproductiva de animales incluye los siguientes pasos.

1. Se usan células somáticas del organismo que se quiere clonar y se les extrae el núcleo (lo cual se denomina enucleación).
2. Este núcleo se introduce en un ovociti (una célula germinal femenina precursa de un óvulo), al cual ya se le extrajo el núcleo previamente (enucleado).
3. El ovocito se desarrolla en un embrión, en el laboratorio.
4. El embrión se implanta en el útero de una hembra (de la misma especie), donde completa su desarrollo.

Para crear la oveja Dolly —el primer mamífero clonado a partir de una célula somática adulta—, se empleó una variante de la transferencia nuclear de células somáticas, conocida como técnica Roslin que siguió estos pasos:

• El Instituto Roslin extrajo el núcleo del óvulo; pero, en lugar de extraer el núcleo somático para insertarlo en el óvulo, pusieron la célula somática en estado latente para limitar el acceso a los nutrientes.

• A continuación, se aplicó una descarga a la célula somática y al óvulo sin núcleo, lo que desencadenó la fusión que dio lugar a un óvulo listo para desarrollarse.

• Este óvulo se colocó en el útero de una oveja que fungió como madre nodriza y allí se desarrollo el embrión de la oveja Dolly, hasta su nacimiento.

Fig. 5: El proceso de clonación de la oveja Dolly fue una modificación de la transferencia nuclear somática.

Clonación terapéutica

El proceso general de la clonación terapéutica incluye los siguientes pasos:

1. Se usan células somáticas del paciente y se les extrae el núcleo.
2. Este núcleo se introduce en un ovocito, al cual se le extrajo el núcleo previamente.
3. El óvulo se desarrolla en un embrión, en el laboratorio
4. Cuando el embrión llega al estado de blastocisto, se le extraen las células madre pluripotentes y se cultivan en laboratorio, para obtener el número deseado.
5. Estas células pluripotentes se cultivan en diferentes medios que las estimulan a diferenciarse en, prácticamente, cualquier tipo de célula que se necesite

Métodos de clonación de organismos completos

Los organismos completos pueden clonarse utilizando varios métodos, los cuales difieren en términos de las ventajas y las desventajas que cada uno presenta.

Transferencia nuclear de células somáticas

Es el método más usado para la clonación de organismos completos. En la transferencia nuclear de células somáticas, se extrae el núcleo de una célula somática (no reproductiva) y se inserta en un óvulo también enucleado. Como el óvulo tiene ahora todo el número de genes necesarios para desarrollarse, comienza a formar un nuevo organismo:

• Para la clonación reproductiva, el embrión se implanta en una madre de alquiler y se lleva a término. El animal resultante es un clon de la fuente del núcleo celular somático.

• Para la clonación terapéutica, se deja que el embrión se desarrolle hasta la etapa de blastocisto para obtener células madre. Esto significa que para la clonación terapéutica no es necesario que el embrión complete su desarrollo.

Escisión de embriones

La escisión o división de embriones crea clones de la misma manera que se producen los gemelos monocigóticos. La diferencia es que, en lugar de que la división del blastocisto se produzca de forma natural, el blastocisto se divide en dos —mediante microcirugía— para crear artificialmente una pareja de embriones, es decir, dos individuos que gemelos.

Aplicaciones de la clonación animal

La clonación natural puede manipularse de forma útil para la humanidad, por lo que las técnicas de clonación artificial tienen muchos usos en diversos sectores de la sociedad. A continuación se resumen algunos:

• Ganadería y agricultura: La clonación de organismos permite conservar los rasgos deseables en la descendencia, o aumentar el número de organismos con estos rasgos.
• Industria farmacéutica: Los clones pueden utilizarse para producir tratamientos médicos, incluidos el desarrollo de anticuerpos monoclonales y nuevos órganos o tejidos.
• Conservación de la biodiversidad: La clonación podría emplearse para resucitar especies extintas (aunque, quizás, no al nivel de Parque Jurásico), pues puede permitir que organismos que no pueden reproducirse de forma natural tengan descendencia.

Desventajas de la clonación animal

Aunque la tecnología de la clonación permite realizar grandes avances en la sanidad, la industria, la investigación, la conservación de la biodiversidad y muchas otras áreas, también es una fuente de gran preocupación ética y puede tener muchas desventajas. Por ejemplo: ¿es ético crear vida solo para la obtención de sus órganos o tejidos?

A continuación se resumen algunas de estas cuestiones:

• La clonación de animales extintos, o con poblaciones muy reducidas, no resuelve la falta de diversidad genética; y la clonación de animales con poblaciones estables limita su diversidad genética.
• Los clones tienen genéticamente la misma edad que el organismo del que se tomaron los genes, lo que significa que se transmiten los trastornos o mutaciones genéticas que se han producido durante la vida del individuo parental.
• En el caso de llevarse a cabo la clonación de personas, los derechos y el estatus legal de los clones estarían abiertos a discusión.
• Los organismos clonados pueden enfrentarse a problemas, más adelante en la vida, que no son inmediatamente evidentes.
• La clonación tiene una tasa de éxito muy baja, por lo que se produce un gran número de clones sin éxito que deben ser eliminados; esto también plantea cuestionamientos éticos.
• La clonación limita la identidad individual.