La Fecundación in Vitro

1. La Fecundación in Vitro

2. Clonación y Células Madre Reproducción Fecundación Embriogénesis • Tipos de Clonación • Aplicaciones de la Clonación • Tipos de Células Madre • Aplicación de las Células Madre

3. Reproducción Artificial Asexual Definiciones ¿Qué es la clonación? En distintos contextos de la Biología: Si nos referimos al ámbito de la Ingeniería Genética, clonar es aislar y multiplicaren un tubo de ensayoun determinado gen o, en general, un trozo de ADN. La primera acepción viene del griego brote para calificar cualquier organismo descendiente engendrado asexualmente (sin fecundación) y cuya información genética proviene de un solo progenitor, no de la combinación de los genes del padre y la madre. Es una copia exacta de su originalbiológico. Individuos genéticamente iguales. No constituye una manipulación genética ya que no existe alteración del ADN ni de los genes. El genoma permanece intacto.

4. Definiciones Reproducción Sexual La reproducción sexual garantiza que en cada generación de una especie van a aparecer nuevas combinaciones de genes en la descendencia, que posteriormente será sometida a los mecanismos evolutivos de la selección natural. Fecundación En los animales superiores, la única forma de reproducción es la sexual, por la que dos células germinales o gametos (óvulo y espermatozoide) se unen, formando un zigoto (o huevo) que se desarrollará hasta dar el individuo adulto.

5. Fecundación Espermatozoides sobre la pelúcida del ovocito Espermatozoides rumbo al ovocito Degradación y penetración de la Zona Pelúcida.

6. Fecundación • Cigoto humano con dos pronúcleos antes de su Singamia (aún con la cubierta pelúcida). • A las 26 hs el cigoto se dividirá en 2 células

7. Fase Temprana de la Embriogénesis • Embrión humano de 4 células (38hs) totipotentes • Blastómero

8. Fase Temprana de la Embriogénesis • Embrión humano de 12 células (contiene 3 Blastómeros) • 8 células a las 46hs • 16 células a las 68hs

9. Fase Temprana de la Embriogénesis • Mórula (masa compacta de células) • Contiene de 12 a 16 Blastómeros entre el 3° y 4° día • Comienza a bajar por la Trompa de Falopio

10. Fase Temprana de la Embriogénesis • La Mórula se convierte en Blastocisto por cavitación • Blastocisto en expansión

11. m.c.i. Fase Temprana de la Embriogénesis • La Implantación se da entre la 1° y la 2° semana. • La gran cavidad contiene la masa celular interna (m.c.i.) que entre el día 15° y 18° dará lugar a las 3 capas germinales: Ectodermo, Mesodermo y Endodermo constituyéndose la Gástrula

12. Embriogénesis • Inducción neural de la Gástrula que genera la Placa Neural (primordio de la cuerda espinal y del cerebro). • 1° Mes: Esbozo de médula espinal, sistema nervioso, corazón, pulmones, estómago e intestinos. • La Organogénesis dura hasta el 3° mes.

13. Gemelos y mellizos • Gemelos monocigóticoso univitelinos(idénticos): • Se originan por fisión de un embrión temprano. • Tasa de 0.3 - 0.4%denacimientos. • Los llamados gemelos son de idéntico sexo.

14. Gemelos y mellizos • Gemelos dicigóticoso bivitelinos (no idénticos): • Se originan por la fecundación de dos o más óvulos por distintos espermatozoides. • Tasa de 0.6 - 1% nacimientos. • Gran heredabilidadeincidencia defactores ambientales (nutrición, edad, etc.) • Los llamados mellizos son de igual o diferente sexo

15. Clonación • Tipos de Clonación • Fines teóricos • Clonación Reproductiva • Clonación Terapéutica

16. Tipos de clonación • Partición (fisión) de embriones tempranos: • Analogía con la gemelación natural. Los individuos son muy semejantes entre sí, pero diferentes a sus padres. Es preferible emplear la expresión gemelación artificial, y no debe considerarse como clonación en sentido estricto. Ocurre naturalmente en plantas e invertebrados. Blastómero de 4 células totipotentes

17. Tipos de clonación 2.Clonación verdadera:Transferencia de núcleos de célulasde individuos ya nacidosa óvulos o zigotos enucleados. Se originan individuos casi idénticos entre sí (salvo mutaciones somáticas) y muy parecidos al donante (del que se diferencian en mutaciones somáticas y en el genoma mitocondrial, que procede del óvulo receptor).

18. Núcleo haploide Tipos de clonación 3.Paraclonación:Transferenciadenúcleos procedentes de blastómeros embrionarios o de células fetales en cultivo a óvulos no fecundados enucleados y a veces, a zigotos enucleados. El “progenitor” de los clones es el embrión o feto. Clon que dará lugar al nuevo Blastómero Óvulo enucleado Blastómero

19. Fines (teóricamente posibles) de los tipos de clonación De la Gemelación Artificial ó Partición: • En animales: Investigación Básica • Mejora de FIV • Mejora de fertilidad • En humanos: Mejora de FIV Gemelos separados • en el tiempo De la Paraclonación: • En animales: • En animales: Individuos idénticos • para investigación • Producción ganadera • Tejidos humanizados • para xenotransplantes • En humanos: ¿Investigación básica y aplicada? Terapias para enfermedades mitocondriales

20. Fines (teóricamente posibles) de los tipos de clonación • De la clonación verdadera • En animales: Mejora de conocimientos biomédicos • (modelos de enfermedades) • Transgénicos (Producción de Medicamentos) • Órganos para xenotransplantes • Producción ganadera • Salvar especies de la extinción • En humanos: Clonación reproductiva • Clonación terapéutica (obtención de • células estaminales)

21. Clonación Clonación Reproductiva y Clonación Terapéutica

22. Clonación verdadera ClonesEmbrionales ClonesEmbrionales Blastómero Partición Cultivo in vitro Cultivo in vitro Transferencia del núcleo de una célula adulta a un óvulo enucleado Clones Adultos Clones Adultos Paraclonación Núcleo haploide Óvulo enucleado Blastómero Clon Nuevo Blástómero Clonado Clonación Reproductiva

23. Clonación Reproductiva Dolly fue desarrollada por Wilmut y colaboradores (Nature 385:810-813, 1997) en el Instituto Roslin de Edinburgo, Escocia.

24. m.c.i. Blastómero Cultivo in vitro Transferencia del núcleo de una célula adulta a un óvulo enucleado Blastocisto Nervioso Células Madre Piel Músculo Diferenciación del cultivo in vitro Hueso Tejidos Clonación Terapéutica Ingeniería de Tejidos y Terapias Celulares

25. Fecundación in vitro Clonación por Transferencia Nuclear a Célula Somática Adulta Células Madre Embrionales Células Indiferenciadas en Cultivo Tejidos Piel Hueso Nervioso Músculo Clonación Terapéutica y Células Madre

26. Células Madre También llamadas Troncales , Estaminales o Stem Cells • Son Células capaces de: • Generar como descendencia Células hijas especializadas • en algún tipo tisular • Autorrenovarse en el tiempo

27. Células Madre Adultas Célula madre de la Médula ósea HSC Precursores del linaje rojo G.R. Precursores del linaje blanco Hematopoyesis G.B.

28. Células Madre Tipos de Células Madre Embrionales Adultas

29. Día 0 Fecundación Día 3 Trompas Día 7 Previo a Implantación Embrión m.c.i. Trofoblasto Placenta Son Células Madre Embrionales in vitro Células Madre Embrionales (ES) Zigoto (óvulo fecundado) Mórula (varios Blastómeros) Blastocisto (masa celular interna) Única Célula Totipotente Masa Celular Totipotente Masa Celular Pluripotente

30. Sobrantes de Fecundación in vitro • Abortos • Embriones Clonados Células Madre Fuentes Proveedoras de Células Madre Embrionales Las células de la masa celular interna (m.c.i.) del Blastocisto tanto como las células germinales de la cresta germinal del embrión temprano se obtienen a partir de:

31. Investigación Biomédica Mecanismos de funcionamiento de los sistemas orgánicos de sus patologías. • Diseño de Nuevos Medicamentos • Terapias Celulares Esperanzas alentadoras para Alzheimer, Parkinson y Enfermedades Neurodegenerativas • Ingeniería de Tejidos Células Madre Aplicación de las Células Madre Embrionales para Terapias

32. Cordón Umbilical • Hematopoyéticas (HSC) • Estroma de la Médula ósea (MSC) • Sistema Nervioso Central Células Madre Adultas (AS)

33. Endotelio de Córnea Endotelio Vascular Mioblastos Condroblastos Sistema Nervioso Central (SNC) Osteoblastos Estroma de la Médula Ósea(MSC) Cordón Umbilical Hematopoyéticas (HSC) Células Madre Fuentes Proveedoras de Células Madre Adultas

34. Células Madre Linajes de las Células Madre Adultas • Cordón Umbilical • Hematopoyéticas (HSC) • Dan HSC • Dan linajes sanguíneos e inmunitarios como glóbulos rojos, plaquetas, glóbulos blancos (linfocitos, basófilos, eosinófilos y neutrófilos). • Estroma de la Médula ósea (MSC) • Dan tejidos mesenquimáticos como hueso, cartílago, músculo, ligamento, tendón y tejido adiposo. • Sistema Nervioso Central • Dan neuronas, astrocitos, oligodendrocitos, microglía y astroglía.

35. Terapias Celulares • Reparación de Tejidos dañados • Tratamiento de enfermedades genéticas o producidas por terapias oncológicas • Leucemias • Linfomas • Anemias • Depleciones del Sistema Inmunitario Células Madre Aplicación de las Células Madre Adultas para Terapias

36. Células cerebrales que dan línea sanguínea. • MSC que dan microglía y astroglía. • Células madre neurales que dan músculo esquelético. • HSC dan células hepáticas. • MSC dan linajes no mesenquimatosos como astrocitos. • Células satélite de músculo esquelético pueden repoblar la sangre. • HSC dan músculo. Células Madre Fenómeno de Transdiferenciación Se han observado en diferentes experimentos:

37. Células Madre Fenómeno de Transdiferenciación Concepto:Plasticidad de las células madre de adultos que permite que las células precursoras de un linaje, en condiciones determinadas, den origen a células de otros linajes. • Rompe las restricciones preexistentes en el desarrollo de las Terapias Celulares y de la Ingeniería de Tejidos. • Amplía las potenciales fuentes y usos de las Células Madre Adultas.

38. EEUU:Apligraf y Carticel Células Madre Ingeniería de Tejidos y Órganos Pretende lograr estructuras tridimensionales organizadas : • Reconstrucción de vejigas. • Arterias funcionales artificiales. • Prótesis óseas biológicas. • Células encapsuladas que liberan sustancias terapéuticas.

39. La Fecundación