Tras 20 años de experimentos, la ciencia, pero sobre todo la naturaleza, acaban de revelar que la clonación no es infinita. Llegado a un punto, los mamíferos dejamos de nacer tras acumular mutaciones irreparables, demostrando por qué la reproducción sexual es esencial para la vida.

Un estudio liderado por el investigador japonés de la Universidad de Yamanashi, Teruhiko Wakayama, y que acaba de publicar Nature Communications, demuestra que la clonación repetida en mamíferos no puede sostenerse indefinidamente: a partir de la generación 25, las mutaciones genéticas se acumulan de forma irreversible, provocando un drástico descenso en las tasas de nacimiento, que finalmente desembocan en la inviabilidad de los clones. Este hallazgo marca un récord histórico en experimentos de clonación seriada, y arroja luz sobre la función crucial de la reproducción sexual en la preservación de la salud genética de los mamíferos.

"Este es un experimento heroico, del todo impresionante y seguramente irrepetible", apunta el investigador en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), Lluís Montoliu, en declaraciones al Science Media Centre (SMC). "Dudo que haya otros investigadores tan técnicamente avanzados y con la suficiente perseverancia para repetir este estudio. Adicionalmente, dudo que un experimento similar pudiera llevarse a cabo hoy en día en Europa, por las restricciones normativas que impone la legislación de protección de los animales usados con fines científicos. Y, sin embargo, se trata de un experimento único de investigación básica que permite responder a preguntas biológicas tan relevantes como entender por qué los mamíferos optamos por incorporar un sistema de reproducción sexual, y no uno asexual".

Hace casi 30 años, el mundo se maravilló con Dolly, la oveja que se convirtió en el primer mamífero clonado a partir de una célula adulta. Pero la clonación de ratones no fue posible hasta julio de 1998, cuando precisamente Wakayama, quien entonces trabajaba en el laboratorio de Ryuzo Yanagimachi (1928-2023) de Hawái, lo logró tras otro estudio pionero.

El experimento comenzó en 2005 con un solo ratón hembra de pelaje agutí. A partir de sus células somáticas, los científicos generaron la primera generación de clones mediante transferencia nuclear, y luego repitieron el proceso usando células de cada nueva generación. Durante los primeros 25 ciclos, la clonación parecía funcionar sorprendentemente bien. Los ratones clonados crecían con un aspecto normal, mostraban pesos corporales y placentarios comparables con los ratones obtenidos por fecundación natural y tenían una esperanza de vida promedio de dos años, como cualquier ratón saludable. Incluso la tasa de éxito de la clonación aumentó ligeramente en estas primeras generaciones, lo que hizo pensar al equipo que la clonación serial podría continuar indefinidamente.

Sin embargo, después de la generación 25, comenzaron a aparecer problemas. La tasa de éxito de la clonación empezó a disminuir gradualmente y, para la generación 57, solo el 0,6 % de los intentos producía ratones viables. La generación 58 no sobrevivió más allá de un día. A pesar de que los ratones nacidos en las últimas generaciones parecían saludables y mantuvieron su fertilidad, las investigaciones detalladas revelaron un panorama preocupante: las mutaciones genéticas se habían acumulado silenciosamente a lo largo de las generaciones.

«Más allá de 25 generaciones, la clonación conduce a la acumulación de mutaciones que solo la reproducción sexual puede corregir. Este estudio nos ayuda a entender los límites tecnológicos de la clonación y el papel vital que cumple la reproducción natural en mantener la salud genética de los mamíferos», apunta Wakayama.

El equipo realizó secuenciación completa del genoma (WGS) y descubrió que cada generación adquiría en promedio 70 nuevas variantes de un solo nucleótido (SNVs) y 1,5 variantes estructurales (SVs), incluyendo grandes reordenamientos cromosómicos. Entre la generación 23 y la 57, se duplicó la proporción de mutaciones potencialmente dañinas, y comenzaron a aparecer pérdidas de cromosomas, translocaciones y variantes que afectaban genes esenciales. En términos prácticos, estas mutaciones provocaban fallos en el desarrollo embrionario y reducciones drásticas en la tasa de nacimientos.

Curiosamente, los investigadores descubrieron que los ratones clonados conservaban la capacidad reproductiva a pesar de la carga genética. Al cruzar ratones re-clonados de generaciones avanzadas con machos normales, los científicos pudieron producir algunas crías sanas. Esto indicaba que la reproducción sexual podía «depurar» las mutaciones acumuladas durante la clonación. En las crías obtenidas por reproducción sexual, la tasa de éxito y el tamaño de la camada mejoraron notablemente, y los placentas anormalmente grandes de los ratones clonados volvieron a tamaños normales. En otras palabras, el sexo actúa como un sistema de "control de calidad" para el ADN de la especie.

«El objetivo subyacente a todos estos experimentos y lo que ha preocupado a Wakayama desde hace años es entender por qué los mamíferos hemos evolucionado y optado por un sistema de reproducción sexual, a partir de óvulos y espermatozoides producidos por meiosis en ovarios y testículos, y con una variación genética consubstancial a cada generación, y no hemos optado por reproducirnos asexualmente, como pueden hacer algunos anfibios, reptiles y peces, mediante un procedimiento simulado en este estudio a través de las clonaciones seriadas», explica Montoliu.

El estudio también aporta datos sobre los límites de la clonación en animales superiores, algo que hasta ahora era poco comprendido. A diferencia de las plantas o algunos animales simples —como gusanos planos y lombrices— que pueden reproducirse asexualmente y prosperar, los mamíferos no están equipados para soportar generaciones sucesivas de clonación. Los problemas no parecen deberse a fallos epigenéticos en las células clonadas ni al tratamiento con TSA, un compuesto que mejora la reprogramación nuclear, sino a la acumulación progresiva de mutaciones genéticas en el núcleo y en el citoplasma de los óvulos.

Este experimento, que involucró más de 1.200 ratones clonados, es también un testimonio de la robustez del sistema reproductivo sexual. Incluso después de 20 años de clonación serial y sin que los órganos sexuales fueran necesarios para la supervivencia de los clones, los ratones conservaron la fertilidad y la capacidad de producir descendencia viable cuando se permitió la reproducción sexual.

Los investigadores señalan que este hallazgo desafía algunas teorías clásicas sobre la necesidad de la reproducción sexual, como la hipótesis de la Reina Roja, que propone que el sexo mantiene la diversidad genética para enfrentar entornos cambiantes y parásitos. En este experimento, realizado en condiciones controladas y libres de patógenos, la clonación falló no por presión ambiental, sino por la acumulación inevitable de mutaciones genéticas.

Desde Dolly hasta estos ratones clonados en serie, la historia de la clonación demuestra que, por muy fascinante que sea la ciencia, la naturaleza sigue imponiendo sus reglas: no hay atajos para la vida, y la ética y la seguridad siguen siendo clave antes de pensar en aplicarla a humanos.

Un debate que reabre Sagrario Ortega, jefa de la Unidad de Edición Genómica en Ratón del CNIO, en declaraciones al (SMC): «La clonación es una herramienta útil en investigación y para ciertas aplicaciones biotecnológicas, pero nunca debería traspasar la frontera de su aplicación en humanos. La naturaleza va siempre por delante de la ciencia».