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Conseguir lenguados y truchas en 'madres de alquiler' de otras especies

Truchas comunes que nacen de salmones o lenguados cuya madre es un rodaballo. Parece impensable, pero está en la manos de los científicos. Un equipo de la Universidad de León, en colaboración con el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía, ha comenzado un proyecto de investigación por el que pretende que la descendencia de diferentes peces no sea de su misma especie, sino de una parecida.

Imagen de microscopía en la que se realiza una microinyección a un ejemplar de 'nibe croacker'.

La clave son las células germinales primordiales, las células madre de los gametos. Para aprender la técnica, las investigadoras principales viajaron a Japón el pasado año. Los trabajos han comenzado con la identificación y caracterización de las células madre objetivo.

El estudio comenzó hace dos años, a través de la concesión de un proyecto de carácter nacional. La iniciativa surgió entre Paz Herráez, científica del Departamento de Biología Molecular de la Universidad de León, y Elsa Cabrita, cuando esta última realizaba su tesis doctoral en este centro académico. Actualmente está becada por el programa Ramón y Cajal en el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (Icman). Cabrita es la investigadora principal de un proyecto que involucra al personal que trabaja con peces del grupo de Investigación de Técnicas de Reproducción Asistida.

Las células germinales

“El objetivo último de la investigación son las células germinales primordiales, las células madre de los gametos”, explica Herráez. Estas células tienen una función crucial en el desarrollo del embrión, puesto que originarán los espermatozoides o los ovocitos, esto es, el género del individuo.

En su fase pluripotente, cuando son más interesantes para la investigación científica, aparecen en el embrión y en un momento determinado se diferencian hacia espermatogonia u ovogonia, esto es, hacia la producción de espermatozoides u óvulo. “Cuando se obtienen antes de diferenciarse, tienen la capacidad de originar cualquier gameto, masculino o femenino”, explica la investigadora.

Además, si una de estas células germinales se inyecta a otro embrión extraída de un primero, tiene la capacidad para localizar el esbozo de las gónadas, donde se ubicará en las siguientes fase del desarrollo.

“Este trasplante hay que hacerlo en unas fases determinadas del desarrollo para evitar rechazo y permitir que la migración ocurra correctamente”, indica la científica. Una vez localizada en la gónada, si el receptor es hembra, este tipo de célula madre formará óvulos y si es macho, espermatozoides.

Con esta operación, lo que en realidad se está consiguiendo son madres o padres de alquiler. El receptor reproduce el material genético del donante y tendrá hijos, por lo tanto, de quien proceden las células germinales primordiales. Esta circunstancia abre muchas líneas de investigación, tanto en el campo de la Biología como el de la Medicina.

Este proyecto trabaja con dos bloques de especies, tanto de mar como de agua dulce. Uno de esos grupos está formado por el lenguado y el rodaballo. El rodaballo (Psetta maxima) es muy habitual en las pescadería se obtiene en piscifactoría sin presentar grandes complicaciones.

El lenguado (de la familia Soleidae) no es tan adaptable a este medio, ya que se estresa fácilmente, circunstancia que impide una reproductividad eficiente para establecer una industria con garantías. El objetivo con estas dos especies, del orden de los pleunectiformes o peces planos, es conseguir que los rodaballos puedan portar el material genético de los lenguados para criarlos en piscifactorías.

El otro grupo de trabajo es la trucha común y arcoíris. Bajo esta misma denominación de trucha se agrupan dos especies de salmónidos diferentes (Salmo trutta y Oncorhynchus mykiss, respectivamente). La trucha común es autóctona de Europa y habitual en los ríos de León, la arcoíris ha sido introducida desde Oriente en todo el mundo para la producción. Aquí, el objetivo no es comercial, sino conservacionista. Con la trucha común se pretende conservar material genético y tener la herramienta para poder trasplantar ese material a la trucha arcoíris.

Avances en Japón

El trabajo de trasplante de células germinales de una especie a otra se realiza en peces por las características propias de estos seres. “Este trabajo también se hace en mamíferos y en aves, pero el desarrollo embrionario es más complejo y las barreras entre especies es más grande”.

En Japón ya han comenzado con los ensayos de producción subrogada, como se llama la técnica. El éxito es limitado, pero se ha conseguido experimentar con salmón del Pacífico, como padre de alquiler, y trucha. El objetivo final es producir atún en caballa. El mercado japonés es uno de los principales destinos de toda la obtención de atún mundial. El gobierno nipón ha destinado una importante partida económica para alcanzar esta meta.

Cabrita y Herráez estuvieron en la primavera de 2009 en Japón aprendiendo a realizar el trasplante de células. Las científicas coincidieron allí con el equipo de Japón que ha conseguido las progenies de trucha en salmón del Pacífico. Este trabajo ha sido publicado en Nature. El responsable es Goro Yoshizaki, de la Tōkyō Kaiyō Daigaku (o Universidad de Ciencia y Tecnología Marina de Tokio). Las investigadoras españolas pudieron trabajar en las estaciones experimentales de Oizumi y Banda, en las que se trabaja con peces de agua dulce y salada.

Antes de iniciar los estudios para llevar a cabo el mismo trabajo en España, el equipo de biólogos moleculares quiere conocer bien las células con las que trabajará. “Estamos en la fase de identificar a través del estudio de la expresión de genes específicos en qué momento del desarrollo podemos realizar el trasplante y estudiando al receptor para ver cuales son las condiciones más idóneas”. El trabajo se realizará tanto con lenguado (de agua salada) como con trucha común (de agua dulce). En estos momentos, las investigaciones se centran en la descripción, identificación y caracterización de las células de los donantes.

El próximo invierno se pretende concluir la descripción de genes y la fabricación de herramientas moleculares para marcar las células objetivo. Estas herramientas son una sondas flourescentes con las que poder separar las células de las demás. Además, se quiere ensayar el trasplante a receptores de la misma especie. En enero precisamente se produce la reproducción de la trucha común. Las técnicas utilizadas en el estudio son muy variadas, desde moleculares a micromanipulación.

El estudio comenzó hace dos años, a través de la concesión de un proyecto de carácter nacional. La iniciativa surgió entre Paz Herráez, científica del Departamento de Biología Molecular de la Universidad de León, y Elsa Cabrita, cuando esta última realizaba su tesis doctoral en este centro académico. Actualmente está becada por el programa Ramón y Cajal en el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (Icman). Cabrita es la investigadora principal de un proyecto que involucra al personal que trabaja con peces del grupo de Investigación de Técnicas de Reproducción Asistida.

Las células germinales

“El objetivo último de la investigación son las células germinales primordiales, las células madre de los gametos”, explica Herráez. Estas células tienen una función crucial en el desarrollo del embrión, puesto que originarán los espermatozoides o los ovocitos, esto es, el género del individuo. En su fase pluripotente, cuando son más interesantes para la investigación científica, aparecen en el embrión y en un momento determinado se diferencian hacia espermatogonia u ovogonia, esto es, hacia la producción de espermatozoides u óvulo. “Cuando se obtienen antes de diferenciarse, tienen la capacidad de originar cualquier gameto, masculino o femenino”, explica la investigadora. Además, si una de estas células germinales se inyecta a otro embrión extraída de un primero, tiene la capacidad para localizar el esbozo de las gónadas, donde se ubicará en las siguientes fase del desarrollo. “Este trasplante hay que hacerlo en unas fases determinadas del desarrollo para evitar rechazo y permitir que la migración ocurra correctamente”, indica la científica. Una vez localizada en la gónada, si el receptor es hembra, este tipo de célula madre formará óvulos y si es macho, espermatozoides.

Con esta operación, lo que en realidad se está consiguiendo son madres o padres de alquiler. El receptor reproduce el material genético del donante y tendrá hijos, por lo tanto, de quien proceden las células germinales primordiales. Esta circunstancia abre muchas líneas de investigación, tanto en el campo de la Biología como el de la Medicina.

Este proyecto trabaja con dos bloques de especies, tanto de mar como de agua dulce. Uno de esos grupos está formado por el lenguado y el rodaballo. El rodaballo (Psetta maxima) es muy habitual en las pescadería se obtiene en piscifactoría sin presentar grandes complicaciones. El lenguado (de la familia Soleidae) no es tan adaptable a este medio, ya que se estresa fácilmente, circunstancia que impide una reproductividad eficiente para establecer una industria con garantías. El objetivo con estas dos especies, del orden de los pleunectiformes o peces planos, es conseguir que los rodaballos puedan portar el material genético de los lenguados para criarlos en piscifactorías.

El otro grupo de trabajo es la trucha común y arcoíris. Bajo esta misma denominación de trucha se agrupan dos especies de salmónidos diferentes (Salmo trutta y Oncorhynchus mykiss, respectivamente). La trucha común es autóctona de Europa y habitual en los ríos de León, la arcoíris ha sido introducida desde Oriente en todo el mundo para la producción. Aquí, el objetivo no es comercial, sino conservacionista. Con la trucha común se pretende conservar material genético y tener la herramienta para poder trasplantar ese material a la trucha arcoíris.

Avances en Japón

El trabajo de trasplante de células germinales de una especie a otra se realiza en peces por las características propias de estos seres. “Este trabajo también se hace en mamíferos y en aves, pero el desarrollo embrionario es más complejo y las barreras entre especies es más grande”.

En Japón ya han comenzado con los ensayos de producción subrogada, como se llama la técnica. El éxito es limitado, pero se ha conseguido experimentar con salmón del Pacífico, como padre de alquiler, y trucha. El objetivo final es producir atún en caballa. El mercado japonés es uno de los principales destinos de toda la obtención de atún mundial. El gobierno nipón ha destinado una importante partida económica para alcanzar esta meta.

Cabrita y Herráez estuvieron en la primavera de 2009 en Japón aprendiendo a realizar el trasplante de células. Las científicas coincidieron allí con el equipo de Japón que ha conseguido las progenies de trucha en salmón del Pacífico. Este trabajo ha sido publicado en Nature. El responsable es Goro Yoshizaki, de la Tōkyō Kaiyō Daigaku (o Universidad de Ciencia y Tecnología Marina de Tokio). Las investigadoras españolas pudieron trabajar en las estaciones experimentales de Oizumi y Banda, en las que se trabaja con peces de agua dulce y salada.

Antes de iniciar los estudios para llevar a cabo el mismo trabajo en España, el equipo de biólogos moleculares quiere conocer bien las células con las que trabajará. “Estamos en la fase de identificar a través del estudio de la expresión de genes específicos en qué momento del desarrollo podemos realizar el trasplante y estudiando al receptor para ver cuales son las condiciones más idóneas”. El trabajo se realizará tanto con lenguado (de agua salada) como con trucha común (de agua dulce). En estos momentos, las investigaciones se centran en la descripción, identificación y caracterización de las células de los donantes.

El próximo invierno se pretende concluir la descripción de genes y la fabricación de herramientas moleculares para marcar las células objetivo. Estas herramientas son una sondas flourescentes con las que poder separar las células de las demás. Además, se quiere ensayar el trasplante a receptores de la misma especie. En enero precisamente se produce la reproducción de la trucha común. Las técnicas utilizadas en el estudio son muy variadas, desde moleculares a micromanipulación.