A Mouse With Two Dads — and a New Frontier for Biology | Katsuhiko Hayashi | TED

Traductor: Sebastian Betti

It is my great pleasure to be here

Es un gran placer estar aquí

to share some news from biology today with you.

para compartir algunas noticias de biología hoy con Uds.

So your life and mine starts with this.

Tu vida y la mía comienzan con esto.

The union of sperm and egg.

La unión de esperma y óvulo.

The fertilization involves sperm from the father

La fertilización involucra el esperma del padre

y el óvulo de la madre.

and egg from the mother.

They meet in the usual way,

Se encuentran de la manera habitual,

and the fertilized egg acquires the potential

y el óvulo fertilizado adquiere el potencial

to give rise to the individuals like you and me.

de dar lugar a individuos como tú y yo.

If you trace back your generations, you are derived from your parents,

Si rastreas tus generaciones, derivas de tus padres,

and your parents are derived from your grandparents,

y tus padres derivan de tus abuelos,

and so on, in distant past.

y así sucesivamente, en un pasado distante.

This perpetuity can only be achieved

Esta perpetuidad solo puede lograrse

through what biologists like me call germ cell lineage.

a través de lo que los biólogos como yo llaman linaje de células germinales.

These are the only cells that are immortal

Estas son las únicas células que son inmortales

among more than 200 types of cells in your body.

entre más de 200 tipos de células en tu cuerpo.

The rest die with you.

El resto muere contigo.

Así que estos gérmenes inmortales, llamados gametos,

So these immortal germs, called gametes,

are very important,

son muy importantes,

and we call them germline.

y los llamamos linaje germinal.

In our society, this unbroken line is under threat.

En nuestra sociedad, esta línea ininterrumpida está bajo amenaza.

The present generations are having children later and later,

Las generaciones actuales tienen hijos más tarde, y las células germinales viejas

and the older germ cells are less likely to result in successful fertilization,

tienen menos probabilidades de fertilización exitosa.

which leads to the declining birth rate.

lo que lleva a la disminución de la tasa de natalidad.

It's not just the people.

No solo son las personas.

The continuous decrease in the reproductive rate

La continua disminución en la tasa reproductiva

del ganado grande ha resultado

of large livestock

has resulted in huge economic losses.

en enormes pérdidas económicas.

Dejando a un lado las necesidades humanas,

Setting aside the human needs,

there are endangered animals down to a few individuals.

hay animales en peligro de extinción que quedan con pocos individuos.

How can we preserve them?

¿Cómo preservarlos?

That is where the assisted reproductive technology offers hope.

Ahí es donde la tecnología reproductiva asistida ofrece esperanza.

Since Robert Edwards successfully combined human germ cells in a dish,

Desde que Robert Edwards combinó con éxito células germinales humanas en una placa,

more than 20 million babies have been born

han nacido más de 20 millones de bebés

through this technology called in vitro fertilization.

a través de esta tecnología llamada fertilización in vitro.

However, current assisted reproductive technology

Sin embargo, la tecnología actual de reproducción asistida

can only be applied if sperm and egg can be obtained from the body.

solo puede aplicarse si se pueden obtener espermatozoides y óvulos del cuerpo.

If not, there are no options available.

Si no, no hay opciones disponibles.

But I would ask now:

Pero ahora me gustaría preguntar:

Can we create germ cells in a dish?

¿Podemos crear células germinales en un plato?

So this is a question.

Así que esta es la pregunta.

So let's start with how the germ cells form in the body.

Así que empecemos con cómo se forman las células germinales en el cuerpo.

After fertilization, a fertilized egg undergoes cell divisions

Después de la fertilización, un óvulo fertilizado sufre divisiones celulares

and differentiates into the different cell types.

y se diferencia en los diferentes tipos de células.

As it further develops,

A medida que se desarrolla más,

original cells, or eventual sperm and egg,

las células originales, o los futuros espermatozoides y óvulos,

known as the primordial germ cells, emerge.

conocidas como las células germinales primordiales, emergen.

These primordial germ cells then differentiate into the primary egg,

Estas células germinales primordiales se diferencian luego en el óvulo primario,

known as the oocyte, in the female,

conocido como oocito, en la hembra,

or spermatogonia, the precursor of the sperm in the male.

o espermatogonia, el precursor del esperma en el macho.

These egg and sperm mature over time,

Estos óvulos y espermatozoides maduran con el tiempo,

which is associated with the sexual maturation of individuals.

lo que está asociado con la maduración sexual de los individuos.

Now imagine

Ahora imagina

if this entire process were to occur outside the body.

si todo este proceso ocurriera fuera del cuerpo.

So my team and I have been focusing

Así que mi equipo y yo hemos estado enfocándonos

on duplicating this entire process in a dish,

en duplicar todo este proceso en una placa,

known as in vitro gametogenesis.

conocido como gametogénesis in vitro.

The key to generating the germ cells in a dish

La clave para generar las células germinales en una placa

is a type of cells called pluripotent stem cells,

es un tipo de células llamadas células madre pluripotentes,

because they each have the ability to differentiate

porque cada una de ellas tiene la capacidad de diferenciarse

into any cell type in the body.

en cualquier tipo de célula en el cuerpo.

Martin Evans showed that such a pluripotent stem cell

Martin Evans demostró que una célula madre pluripotente

could be derived from preimplantation embryo in mice,

podía derivarse de un embrión en preimplantación en ratones,

and James Thomson showed it could be done in humans.

y James Thomson demostró que se podía hacer en humanos.

Based on these breakthroughs,

Con base en estos avances,

Shinya Yamanaka showed that any kind of cell in the body

Shinya Yamanaka mostró que cualquier tipo de célula en el cuerpo

could be turned into the pluripotent stem cells

podía convertirse en células madre pluripotentes

simply by expressing a specific set of proteins.

simplemente expresando un conjunto específico de proteínas.

These are called induced pluripotent stem cells,

Estas se llaman células madre pluripotentes inducidas,

and they possess the same potential as those derived from embryos.

y poseen el mismo potencial que las derivadas de embriones.

By using these pluripotent stem cells, we can hijack the germline.

Al usar estas células madre pluripotentes, podemos secuestrar el linaje germinal.

During normal development,

Durante el desarrollo normal,

cells receive a signal that guides their differentiation

las células reciben una señal que guía su diferenciación

into the different cell types.

hacia los diferentes tipos de células.

By mimicking the right signals,

Al imitar las señales adecuadas,

pluripotent stem cells can be directed along the pathway

las células madre pluripotentes pueden ser dirigidas a lo largo de la vía

to differentiate into the egg and sperm.

para diferenciarse en óvulos y espermatozoides.

This has been successfully demonstrated in our laboratory

Esto se ha demostrado con éxito en nuestro laboratorio

by using mouse pluripotent stem cells.

utilizando células madre pluripotentes de ratón.

By providing appropriate signals,

Al proporcionar señales apropiadas,

we were able to generate mature eggs

pudimos generar óvulos maduros

from most pluripotent stem cells.

a partir de la mayoría de las células madre pluripotentes.

Also to achieve this,

Además, para lograr esto,

we created a mini ovary from pluripotent stem cells,

creamos un mini ovario a partir de células madre pluripotentes,

allowing the oocyte to mature outside the body.

permitiendo que el oocito madurara fuera del cuerpo.

Importantly, eggs produced in a dish are capable of fertilization

Es importante destacar que los óvulos producidos en una placa

and giving rise to yet more mice like these.

son capaces de fertilización y de dar lugar a más ratones como estos.

These looks the same as any other mice.

Estos lucen igual que cualquier otro ratón.

They grow up, they eat the food, they breed and live long.

Crecen, comen la comida, se reproducen y viven mucho tiempo.

But in this case, the genetic mother of these mice

Pero en este caso, la madre genética de estos ratones

is the pluripotent stem cell grown in a dish.

es la célula madre pluripotente cultivada en una placa.

With this in vitro gametogenesis,

Con esta gametogénesis in vitro,

the process of creating an egg requires only skin cells

el proceso de crear un óvulo requiere solo células de la piel

or other easily collectable cells from the body, even cells in urine.

u otras células fácilmente recolectables del cuerpo, incluso células en la orina.

Así que esto significa que, en realidad, este tipo de tecnología puede aplicarse

So this means actually this kind of technology can be applied

to the various mammalian species,

a varias especies de mamíferos,

including humans, livestock or even endangered animals.

incluidos humanos, ganado o incluso animales en peligro de extinción.

Several research groups have successfully produced

Varios grupos de investigación han producido con éxito

the primordial germ cells from pluripotent stem cells

las células germinales primordiales a partir de células madre pluripotentes

in all these cases.

en todos estos casos.

Notably, our laboratory is actively involved

Notablemente, nuestro laboratorio está activamente involucrado

in the repopulation effort for the northern white rhinoceros.

en el esfuerzo de repoblación del rinoceronte blanco del norte.

Sadly, there are only two females who remain on this planet.

Tristemente, solo quedan dos hembras en este planeta.

We have generated the egg precursors

Hemos generado los precursores de óvulos

from the northern white rhinoceros induced pluripotent stem cells,

a partir de células madre pluripotentes del rinoceronte blanco del norte,

and are currently creating a mini ovary system

y actualmente estamos creando un sistema de mini ovario

to mature these precursors into the eggs.

para madurar estos precursores en óvulos.

But we can go further than [that].

Pero podemos ir más allá de eso.

By using this technology, we can skip the sex-dependent reproduction.

Al usar esta tecnología, podemos omitir la reproducción dependiente del sexo.

Today, germ cells have different shape and different function based on the sex.

Hoy, las células germinales varían en forma y función según el sexo.

This difference is genetically made by the sex chromosome.

Esta diferencia se hace genéticamente por el cromosoma sexual.

In the human, males have an X and Y chromosome,

En humanos, los machos tienen un cromosoma X y uno Y,

and the females have two X chromosomes.

y las hembras tienen dos cromosomas X.

From a genetic viewpoint,

Desde un punto de vista genético,

this is the only difference between male and female.

esta es la única diferencia entre machos y hembras.

But in a dish, we can eliminate this difference.

Pero en una placa, podemos eliminar esta diferencia.

So our laboratory succeeded in the switching from the XY chromosome

Así que nuestro laboratorio tuvo éxito en cambiar del cromosoma XY

to the X chromosome.

al cromosoma X.

How did we do that?

¿Cómo lo hicimos?

Well, we took the skin cells from the male mice,

Bien, tomamos las células de piel de los ratones machos,

y luego hicimos células madre pluripotentes inducidas,

and then made induced pluripotent stem cells,

which have X and Y chromosomes, of course.

que tienen cromosomas X e Y, por supuesto.

Then we made a lot of these cells.

Luego hicimos muchas de estas células.

In some rare populations,

En algunas poblaciones raras, la segregación desigual

unequal segregation of sex chromosomes occurs during cell division,

de los cromosomas sexuales ocurre durante la división celular,

which means some XY chromosomes become one X chromosome

lo que significa que algunos cromosomas XY se convierten en un cromosoma X

that then doubles and becomes two X chromosomes.

que luego se duplica y se convierte en dos cromosomas X.

We picked that very rare population

Elegimos esa población muy rara

of these cells that have two X chromosomes,

de estas células que tienen dos cromosomas X,

and we made an egg.

y creamos un óvulo.

The egg derived from sex-converted induced pluripotent stem cells

El óvulo derivado de células madre pluripotentes inducidas

convertidas por sexo

behaves exactly [like an] egg from traditional females.

se comporta exactamente [como un] óvulo de hembras tradicionales.

We then fertilized the sex-converted egg

Luego fertilizamos el óvulo convertido por sexo

with the sperm,

con el esperma,

and this gave rise to typical healthy mice like these.

y esto dio lugar a ratones sanos típicos como estos.

They grow up, they eat the food, they mate and live long,

Crecen, comen la comida, se aparean y viven mucho tiempo,

just like conventionally bred mice.

igual que los ratones criados convencionalmente.

The only difference is these are derived from two dads.

La única diferencia es que estos derivan de dos padres.

Looking at the history of reproductive technology like this,

Mirando la historia de la tecnología reproductiva como esta,

technologies developed in experimental animals like this

las tecnologías desarrolladas en animales experimentales como este

can eventually be applied to the human and other animals.

pueden eventualmente aplicarse a humanos y otros animales.

Today, the production of egg in a dish, even from traditional male cells,

Hoy, se pueden producir óvulos en una placa, incluso de células masculinas,

open a new possibility for reproduction in the future.

abre una nueva posibilidad para la reproducción en el futuro.

We can create germ cells in a dish,

Podemos crear células germinales en una placa,

and they can come from two fathers, two mothers

y pueden venir de dos padres, dos madres

or perhaps other combinations.

o quizás de otras combinaciones.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)