Clonación Molecular

La clonación molecular se emplea en una amplia variedad de experimentos biológicos y sus aplicaciones prácticas abarcan desde la toma de huellas dactilares hasta la producción de proteínas a gran escala.

En la práctica, para amplificar cualquier secuencia de ADN en un organismo vivo, la secuencia a clonar debe estar vinculada a un origen de replicación, que es una secuencia específica de ADN.

Los pasos fundamentales de la clonación molecular incluyen:

  • Transfección: Introducción de la secuencia de ADN recombinante en las células huésped.
  • Selección: Identificación y aislamiento de las células que han incorporado exitosamente el nuevo ADN.

Inicialmente, el ADN de interés se aísla de un segmento de ADN de tamaño adecuado. Posteriormente, se procede a la ligación, proceso en el cual el fragmento amplificado se inserta en un vector de clonación. El vector, que generalmente es circular, se linealiza utilizando enzimas de restricción. A continuación, el fragmento de ADN de interés y el vector se incuban en condiciones apropiadas junto con la enzima ADN ligasa para unirlos.

Tras la ligación del vector con el inserto de interés, se lleva a cabo la transfección en las células. Las células transfectadas son cultivadas, y este proceso es crucial, ya que permite determinar si la transfección ha sido exitosa.

Para distinguir las células transfectadas de las no transfectadas, se utilizan vectores de clonación modernos que a menudo incluyen marcadores. Estos pueden ser:

  • Resistencia a antibióticos: Solo las células que han incorporado el vector, y por ende el gen de resistencia, pueden crecer en presencia del antibiótico.
  • Cribado azul/blanco: Otros vectores proporcionan un sistema visual que permite diferenciar las colonias recombinantes de las no recombinantes.

La investigación de las colonias resultantes es necesaria para confirmar que la clonación se ha realizado correctamente.

Clonación Celular

Clonar una célula consiste en generar un grupo de células idénticas a partir de una única célula progenitora. En el caso de organismos unicelulares como bacterias y levaduras, este proceso es relativamente sencillo y solo requiere la inoculación en medios de cultivo apropiados.

Sin embargo, en el caso de cultivos de células de organismos multicelulares, la clonación celular presenta mayores desafíos, ya que estas células requieren condiciones de cultivo muy específicas y un control ambiental riguroso.

Una técnica útil en el cultivo de tejidos para clonar distintos linajes celulares es el uso de aros de clonación (cilindros huecos).

Según esta técnica, una suspensión de células, que pueden haber sido expuestas a un agente mutagénico o a un fármaco selectivo, se diluye para obtener colonias aisladas. Idealmente, cada colonia se origina a partir de una única célula, permitiendo el estudio de su potencial de diferenciación clonal.

En una etapa temprana de crecimiento, cuando las colonias constan de pocas células, se colocan aros estériles de poliestireno sobre una colonia individual. Estos aros, a menudo recubiertos con una pequeña cantidad de tripsina para facilitar la liberación celular, permiten recolectar las células clonadas.

Las células recolectadas dentro del aro se transfieren a un nuevo recipiente de cultivo para que continúen su crecimiento y proliferación.

Clonación Terapéutica

La clonación terapéutica, también conocida como clonación para la obtención de células madre, tiene fines médicos y consiste en obtener células madre del paciente a tratar. El proceso general implica los siguientes pasos:

  1. Se toma una célula somática del paciente.
  2. Se aísla el núcleo de esta célula, que contiene el material genético (ADN).
  3. Se obtiene un óvulo no fecundado y se le extrae su propio núcleo.
  4. El núcleo aislado de la célula somática del paciente se introduce en el óvulo enucleado.
  5. Se estimula el óvulo modificado para que comience la división celular, dando lugar a un embrión clonado.

Este embrión será genéticamente idéntico al paciente. Se permite que el embrión se desarrolle hasta la fase de blastocisto.

En la fase de blastocisto, se extraen células madre de la masa celular interna. Estas células madre poseen el mismo ADN que el paciente, lo que minimiza el riesgo de rechazo inmunológico tras su trasplante.

Un ejemplo histórico de clonación, aunque no terapéutica sino reproductiva, es la clonación de la oveja Dolly (nacida el 5 de julio de 1996 y fallecida el 14 de febrero de 2003).

Clonación en la Investigación con Células Madre

La transferencia nuclear de células somáticas (SCNT) puede emplearse para crear embriones clonados. El objetivo principal de esta técnica no es clonar seres humanos, sino obtener células madre embrionarias. Estas células son valiosas para:

  • Estudiar el desarrollo humano.
  • Investigar enfermedades de interés y sus mecanismos.

Clonación de Organismos de Forma Natural

La clonación de un organismo implica la creación de un nuevo ser vivo con la misma información genética que una célula existente. Es un método de reproducción asexual, en el cual no interviene la fertilización y, por lo general, solo hay un progenitor.

Esta forma de reproducción es muy común en organismos como las amebas y otros seres unicelulares. La mayoría de las plantas y hongos también se reproducen asexualmente.

La clonación natural también incluye la formación de gemelos idénticos. En humanos, esto se considera una alteración espontánea durante el desarrollo embrionario, cuya causa exacta se desconoce, aunque se ha observado una correlación familiar estadísticamente significativa.

Los métodos artificiales para obtener gemelos idénticos implican la manipulación de los blastómeros (células embrionarias tempranas). Esto puede lograrse debilitando las uniones celulares con tripsina y un medio bajo en Ca2+, o mediante la separación física del blastocisto por la mitad (una técnica común en bovinos).

Clonación Humana

La clonación humana se refiere a la creación de una copia genéticamente idéntica de un ser humano existente o que ha existido. Existen varios tipos de clonación humana:

  • Clonación Terapéutica (o Andropática): Enfocada en la obtención de células madre para uso médico, como se describió anteriormente.
  • Clonación Reproductiva: Dirigida a la creación de un individuo completo genéticamente idéntico. Este tipo de clonación no se ha llevado a cabo en humanos.
  • Clonación Hidroplasmótica: (Nota: Este término no es estándar en biología. Podría referirse a procesos relacionados con la manipulación de fluidos o estructuras celulares, pero su definición precisa en este contexto es ambigua).

Se ha propuesto un cuarto tipo, la clonación de sustitución, que combinaría aspectos de la clonación reproductiva y terapéutica. En este escenario, se clonaría parcialmente un tejido o un órgano de un humano para su uso en trasplantes.

Avances y Consideraciones Éticas en la Clonación Humana

En enero de 2008, se anunció la creación de cinco embriones humanos utilizando ADN de células de la piel de adultos. El objetivo era generar una fuente viable de células madre embrionarias, empleando una técnica similar a la utilizada para la oveja Dolly. Científicos de la empresa Stemagen Corporation, liderados por Andrew French, utilizaron células de la piel de dos varones adultos y óvulos de tres mujeres jóvenes. Uno de los donantes de piel fue Samuel Wood, director ejecutivo de la compañía. Sin embargo, surgieron importantes debates éticos y legales, y los embriones fueron destruidos.

El objetivo principal de la investigación en clonación humana nunca ha sido clonar personas o crear “bebés de reserva”. La meta es obtener células madre para el tratamiento de enfermedades.

Los resultados de investigaciones sobre clonación, tanto animal como humana, con el fin de obtener células madre, se publican y están disponibles a nivel mundial. La comunidad científica internacional, en general, se ha opuesto firmemente a cualquier intento de clonar un bebé.

Según John Kilner, presidente del Centre for Bioethics and Human Dignity en Estados Unidos, “La mayoría de las investigaciones publicadas demuestran que la muerte o la mutilación del clon son resultados muy probables en la clonación de mamíferos”.

No se conoce con certeza hasta qué punto ha avanzado la clonación humana en la creación de bebés. En abril de 2002, el científico italiano Dr. Severino Antinori afirmó que tres mujeres estaban embarazadas de un embrión clonado. Posteriormente, se le apartó de la esfera pública, y no tuvo oportunidad de confirmar o negar esta declaración. Independientemente de la veracidad o el éxito del intento, esta declaración sugirió una posible intención de intentar clonar un bebé humano en el futuro.

Los médicos consideran los riesgos de la clonación humana como muy elevados.

Kilner afirma: “Someterse a la clonación por parte de los humanos no significa asumir un riesgo desconocido, sino perjudicar a las personas conscientemente”.

La mayoría de los científicos comparte esta opinión. La gran mayoría de los intentos de clonación animal han resultado en embriones deformados o abortos tras la implantación. Los pocos animales clonados que nacen a menudo presentan malformaciones no detectables mediante análisis prenatales, como deformaciones en el revestimiento pulmonar.

En 1996, se clonó la oveja Dolly, siendo el primer mamífero clonado a partir del ADN de un adulto, en lugar del ADN de un embrión. Aunque Dolly parecía saludable, se cuestionó si envejecería prematuramente. Además, se necesitaron 277 embriones para lograr su nacimiento, lo que evidencia la baja eficiencia de la técnica en sus inicios.