Falta una hora para que el Zoo de Barcelona abra sus puertas al público, así que somos los primeros visitantes a los que ven los animales. En cuanto nos divisa a lo lejos, un orangután de Borneo anciano se aproxima a nosotros y se queda sentado, observándonos apaciblemente. En el espacio contiguo viven los chimpancés, a los que sorprendemos desayunando. "Cuidado que igual nos tiran algo", advierte entre risas el biólogo y zoólogo Tomàs Marquès-Bonet, que conoce muy bien cómo se las traen estos grandes simios, con los que realiza en África sus estudios moleculares para intentar entender qué nos hace humanos.
Y es que este investigador del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF), cuya tesis doctoral indagó sobre cómo se crean las especies, en particular, sobre la separación humano-chimpancé, es uno de los mayores expertos a nivel mundial en genómica humana y de grandes simios. Su firma figura con frecuencia en los estudios que publican las revistas científicas más prestigiosas sobre este asunto, pero, si hemos quedado con él en esta calurosa mañana de verano en Barcelona es para que nos hable de "otra de las patas" de su investigación: el CryoZoo.
Se trata de un pionero biobanco de células de animales que preserva en nitrógeno líquido, a casi 200 grados bajo cero, material de especies animales amenazadas. Una suerte de arca de Noé genómica del siglo XXI, concebida "como herramienta para los científicos del futuro", en palabras del padre de esta iniciativa puesta en marcha en 2019 por la Universidad Pompeu Fabra (UPF) junto a la Fundación Barcelona Zoo, y a la que posteriormente se han unido el Laboratorio Europeo de Biología Molecular en Barcelona (EMBL) y el Museo de Ciencias Naturales de la ciudad.
El biobanco de líneas celulares CryoZoo forma parte del proceso de reconversión que están llevando a cabo zoos como el de Barcelona: "En 2016 se decidió que pasase de ser un zoo expositivo, como era antiguamente, a un zoo moderno basado en la investigación, la educación y la conservación", resume el científico, que recuerda que este zoo catalán ya contaba desde hace dos décadas con un banco de tejidos de animales fallecidos que se conservan en la Universidad Autónoma de Barcelona. "Lo que yo propuse fue un proyecto que a nivel europeo liderara un movimiento de criopreservación de líneas celulares, como complemento a lo que ya tenían", señala.
Antes de seguir, le pedimos que explique es una línea celular: "Es un grupo de células que proviene de un grupo inicial de células, a las que tú haces crecer y dividirse entre sí, con lo que todas son más o menos homogéneas". Para obtenerlas, asegura, "hace falta muy poco tejido, por lo que no se molesta al animal".
La inspiración para crear un centro como éste la tuvo mientras hacía su postdoc en EEUU: "Cuando vivía en Seattle, estuve en contacto con el biobanco de líneas más importante del mundo, que es el Frozen Zoo de San Diego, fundado por Oliver Ryder en los años 70. Es un tipo fantástico que ha promocionado durante 30 años el uso de líneas celulares, y ha liderado el alucinante proyecto en Sudáfrica del rinoceronte blanco del norte, que está técnicamente extinguido", cuenta. "Sólo quedan dos hembras de esta especie, así que no hay que saber mucha biología para saber que se acabó. Cuando aún quedaban 14 individuos en Sudáfrica, Ryder recuperó piel de todos ellos y creó líneas celulares que conserva en su Frozen Zoo".
Al volver de EEUU, Marquès-Bonet consiguió una ayuda Ramón y Cajal y, con un proyecto europeo, montó su propio laboratorio en 2010, pero siguió en contacto con Ryder y otros colegas que avanzaban en esta línea de investigación. Unos años después, surgió la posibilidad de establecer en Barcelona un centro que repogramase y preservase células vivas de animales, y junto a su colega Cira Martínez, montó el CryoZoo. "En Europa no había una iniciativa parecida. Nuestro banco, sobre todo el de líneas celulares, es absolutamente innovador", defiende. "La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), que es el organismo que establece la Lista Roja de especies amenazadas, ha creado una comisión específica de criopreservación para la conservación, liderada por Oliver Ryder, y nosotros somos miembros fundadores. Tenemos vocación mundial".
El CryoZoo se encuentra a unos cinco minutos a pie del Zoo de Barcelona, en el Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB), considerado uno de los mayores núcleos de investigación biomédica del sur de Europa. Este moderno edificio con vistas a la playa de La Barceloneta es compartido por una decena de centros científicos, lo que, según Marquès-Bonet, favorece las sinergias entre ellos.
Las muestras de tejido animal que transforman en líneas celulares se las proporciona una veintena de zoológicos y acuarios españoles, incluyendo el Zoo de Barcelona. "A día de hoy sólo colaboramos con centros europeos porque es más fácil conseguir tejido de buena calidad, y nos hemos negado a trabajar con los que no simbolizan lo que nosotros queremos representar", señala el científico.
Cira Martínez, coordinadora del CryoZoo, detalla el proceso: "Durante una revisión rutinaria o si el animal está enfermo se toma una pequeña muestra de tejido; con milímetros de piel podemos crear un stock de líneas celulares y conservarlo para siempre. Nosotros enviamos a los zoos unos tubos con un medio de conservación (buffer) para que metan el tejido, y nos llega por mensajero. No hace falta que se conserven en frío, las muestras aguantan muy bien aunque por ejemplo, Eva Martínez, la veterinaria del Zoo de Madrid, es muy cuidadosa y siempre nos manda las muestras conservadas en frío", cuenta.
"Como medida de precaución, solemos poner antibiótico en la solución para evitar que crezcan bacterias o contaminantes que pueda dañar el tejido" pero a veces hay que improvisar. "Una vez nos llamaron del Oceanogràfic de Valencia porque habían encontrado una ballena varada, y como no les habíamos mandado el medio de conservación, metieron trozos de la piel de la ballena en suero. Siempre hay recursos", dice Martínez.
Sólo en el caso de que el animal haya muerto recogen tejido interno: "No queremos que nuestro trabajo les perjudique, y que haya que hacerles una herida que se pueda infectar, pero si han fallecido, podemos obtener órganos internos. Hemos visto que con algunos reptiles y anfibios, el riñón funciona mejor que la piel para crear líneas celulares, dado que la piel tiene muchos contaminantes. Según la especie que sea, van mejor ciertos órganos, por lo que hemos hecho unos protocolos que establecen cuáles son más adecuados si, por ejemplo, son peces o serpientes, y en función de esto, nos mandan muestras pequeñitas de esos órganos", explica la investigadora. "Somos oportunistas. Por ejemplo, hemos obtenido parte de la aleta de un tiburón, tenemos material de 10 leones y un ejemplar entero de rana pirenaica".
La rana pirenaica vive en Aragón y Navarra, y es uno de los animales que sale a colación cuándo les pedimos ejemplos de especies emblemáticas que estén en peligro de extinción. "Colaboramos con el Acuario de Zaragoza para preservar la rana pirenaica. En general, los anfibios están muy amenazados, en Europa el que más lo está es el tritón de Montseny y lo tenemos aquí; sólo quedan unos pocos centenares y el Zoo de Barcelona lo cría en cautividad para repoblar los torrentes. También está en peligro el ferreret (sapillo balear)", enumera Marquès-Bonet. Además de los grandes simios, menciona a Oryx dammah, una cabra extinta ya en la naturaleza de la que solo quedan algunos ejemplares en zoológicos.
Nos dirigimos después al laboratorio en el que se procesan las muestras de tejido para obtener esas líneas celulares. Hay microscopios, neveras a diferentes temperaturas e incubadoras. Las placas que está examinando el técnico Albert Bañeras contienen células de un pájaro y del rinoceronte Pedro, que murió en 2023 en el Zoo de Barcelona a los 53 años, y era el más longevo en Europa.
"Lo que ves ahí son células normales de la piel, que reprogramamos para obtener células madre. Aquí están varias semanas", dice Martínez, que está desarrollando un nuevo método para generar células madre. "El mecanismo está inventado desde hace años, pero ahora han surgido nuevos proyectos que usan tecnologías más eficientes. Nosotros hemos inventado una técnica, y ahora queremos probar si es viable a partir de las muestras de nuestro biobanco".
Una vez obtienen las líneas celulares, las conservan en nitrógeno líquido, a -196 grados centígrados, pues "la criopreservación es la manera más estable de conservarlas".
Bajamos al sótano del edificio, donde se encuentran los tanques de criogenia -cada centro de investigación tiene los suyos-. Provista de unas gruesas manoplas y de un delantal protector, la microbióloga Marta Osuna levanta la tapa. Inmediatamente sale una cascada de humo, que se genera cuando la nieve carbónica entra en contacto con la temperatura ambiente. "Empieza a desprender dióxido de carbono y crea estas nubes", cuenta Marquès-Bonet.
"En un único tanque caben miles de muestras", afirma Osuna mientras extrae un rack dividido en cajas. "En cada caja hay 100 criotubos, y en cada tubo se guardan las líneas celulares. A veces podemos guardar incluso muestras de tejido de la biopsia y también tenemos células iPSC [células madre pluripotenciales inducidas, que son células adultas que han sido reprogramadas para comportarse como células madre]", señala esta joven científica de 24 años, que considera su contrato en el CryoZoo "una oportunidad increíble".
Tal y como explica, accedió a este puesto gracias a los conocimientos que adquirió durante las prácticas de su máster en el Banco de células madre del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge: "Allí hacía con células humanas lo que aquí intentamos hacer con células animales".
Según Cira Martínez, las células pueden preservarse en este tanque de criogenia durante muchas décadas, y en otra planta del edificio tienen cámaras frigoríficas donde guardan ADN a -80 grados y algunos tejidos que les sobran para hacer estudios genéticos. Globalmente, el CryoZoo conserva más de 2.000 muestras de casi 300 especies diferentes de reptiles, mamíferos, anfibios y peces. "En cinco años hemos conseguido generar a partir de estas muestras 350 líneas celulares", detalla la científica.
Pero como subraya Marquès-Bonet, lo más importante para ellos no es la cantidad, sino la calidad: "Es lo que nos hace radicalmente diferentes de otras iniciativas que se han ido desarrollando en Europa. No tengo síndrome de Diógenes ni aspiro a tener miles de especies. Si nos creemos, y yo me lo creo, que esto es un recurso para las próximas generaciones, tengo que estar seguro de que el material que dejo esté perfecto o casi perfecto. No queremos ser el biobanco que tenga más líneas celulares del mundo, queremos ser el que tenga las mejores", sostiene este investigador ICREA.
Se refiere a que "sean células útiles, que no tengan aberraciones". "Como investigador, me ha pasado que he recibido células de un animal, y al intentar usarlas, no han crecido o su genoma ya no era como el original porque las células, que tienen vida propia, a veces desorganizan su ADN. Y si esto pasa, ya no es representativa del animal del que procede", explica.
Para este especialista, "una de las flaquezas de los biobancos que hay en el mundo es que, en general, se coge todo y se intenta hacer lo máximo, pero no se chequea lo que se ha guardado". Reconoce no obstante que en el CryoZoo cuentan con la ventaja de que empezaron hace cinco años, "con unos conocimientos sobre biología celular y genética que no había hace 20 o 30 años, cuando empezaron otras iniciativas. Entonces era mucho más difícil".
Otro aspecto que les hace únicos, según este biólogo, es que hacen el genoma entero de cada línea celular. "Secuenciamos todo el ADN porque muchos investigadores que nos contactan no necesitan la línea celular, quieren la genética de esas especies. Además, de muchas especies no se ha hecho el genoma aún, así que lo estamos haciendo nosotros por primera vez. Y la tercera razón es que, con el tiempo, las células van cambiando y pueden perder una parte del ADN, pero si yo tengo hecha una fotografía de su genética en el momento 0, cuando dentro de 20 , 30 o 50 años alguien use esas líneas celulares, podrá comparar y ver cómo era originalmente".
Esas células madre que crean en el laboratorio, dice Marquès-Bonet, "son una auténtica joya" por la gran cantidad de opciones que ofrecen. "A día de hoy, la biología molecular nos permite hacer magia: puedo coger una célula de piel y transformarla en una célula madre. Una célula madre es una célula pluripotente, que significa que puede convertirse en lo que tú quieras". Por ejemplo, "a partir de ellas puedes crear mini órganos, puedes crear un mini corazón, un mini riñón, un mini intestino o un minicerebro", asegura.
Desde su punto de vista, las aplicaciones potenciales de cara al futuro son enormes: "Puedes convertir unas células madre en espermatozoides, otras en óvulos, y puedes hacer fecundación in vitro y crear nuevos embriones de rinoceronte blanco", afirma. Es decir, "no es imprescindible conservar semen, con células puedes hacer lo que se hacía antes con el esperma, pero es más costoso y más difícil".
Según cuenta Marquès-Bonet, la técnica de reproducción mediante líneas celulares se ha probado ya con éxito en tres especies que estaban prácticamente extinguidas: el rinoceronte blanco del norte, el hurón de patas negras y el caballo salvaje asiático de Przewalski. Sin embargo, subraya que "la desextinción de especies o su reproducción por líneas celulares no es el objetivo" del CryoZoo. "De hecho, es una línea roja que no queremos traspasar, aunque técnicamente se podría hacer y como biólogo molecular, me parece alucinante que tengamos esta capacidad. Lo que hacemos es super chulo pero no tiene como finalidad la reproducción", insiste.
Desde su punto de vista, "recurrir a estas técnicas genéticas, y recuperar especies a golpe de líneas celulares es un fracaso social y no debe ser la estrategia prioritaria de conservación. Lo primero debe ser preservar en su hábitat los animales que quedan vivos. Y cuando todo lo demás ha fallado, pues es mejor tener estos bancos que no tenerlos, como un as en la manga", argumenta.
La clonación, explica, "se puede hacer pero es cara y altamente ineficiente. Lo mejor es preservar los animales donde están", afirma el científico, que asegura que sólo pondrá a disposición sus líneas celulares para recuperar una especie de la que ya no queden individuos ni en la naturaleza ni en cautividad, "si hay un proyecto validado por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza" y sobre el que estén de acuerdo todas las instituciones y socios de su red.
En la Lista Roja figuran nada menos que 47.000 especies en peligro de extinción: "Lamentablemente, al ritmo tan apabullante de extinciones que hay, tenemos que compilar células, y ya vamos tarde, porque hay muchas especies de las que ya no vamos a tenerlas porque han desaparecido", afirma. "Por eso, yo defiendo que estos biobancos se usen en situaciones de emergencia radical; la razón por la que lo hemos creado no es hacer desde ya reproducción de especies en peligro de extinción".
El científico menciona algunos de los usos que pueden dar a esas células madre pluripotentes inducidas o iPSC creadas en el laboratorio a partir de células adultas: "Te permiten estudiar lo que quieras sin tener que molestar a los animales. Además de ofrecer un biomaterial útil a la comunidad biomédica, nos da la oportunidad de investigar patógenos en animales sin tener que inocular un virus a un animal, y ver qué tipo de inmunidad desarrollan. Puedes probar fármacos en líneas celulares, pues para algunas cosas, no todas, pueden reemplazar a los animales vivos".
Su material es de libre acceso para los científicos, es decir, no se comercializa. "Para poder trabajar con nuestras líneas celulares, los investigadores solicitantes tienen que describir su proyecto, que debe ser evaluado por un comité ético-científico, pues creemos que hay cosas que no se deben hacer, como la reproducción. Si se aprueba, se firma otro acuerdo con las condiciones de la cesión y las reglas que deben cumplir. Está muy regularizado", asegura Cira Martínez.
Conseguir financiación para abrir este centro en el que trabajan en total cinco personas, admite Marquès-Bonet, "ha sido un pequeño milagro". Cada una de las cuatro instituciones que forman parte del CryoZoo contribuyen de diferentes formas, poniendo financiación, contratando a personal o aportando equipamiento. La otra vía de financiación es solicitando dinero competitivo en convocatorias, y precisamente durante la visita de este periódico al CryoZoo, recibieron exultantes la noticia de que que la organización estadounidense Revive & Restore financiará una de sus líneas de investigación.
"En España es muy difícil obtener dinero para hacer este tipo de proyectos de conservación", denuncia Cira Martínez, que destaca que aunque estos biobancos han sido concebidos para conservar la biodiversidad, "también pueden servir para investigar enfermedades humanas, en particular dolencias degenerativas o el cáncer", argumenta. Coincide Marta Osuna, que menciona posibles aplicaciones en medicina regenerativa.
Y es que como repasan las dos científicas, los camellos y caballos tienen muchos problemas en las articulaciones; hay anfibios que regeneran hasta su médula espinal y los elefantes tienen una incidencia de cáncer muy baja, pese a que tienen muchas más células que los humanos y viven más tiempo. "Incluso de manera egoísta", afirma Martínez, "como sociedad, nos interesan estas investigaciones".