Crean embriones sin óvulos, espermatozoides ni útero

Investigadores de la Universidad de Cambridge y Caltech han creado modelos de embriones de ratón a partir de células madre. Los resultados del estudio son la culminación de más de una década de investigación y podrían ayudar a los investigadores a comprender por qué algunos embriones fallan mientras que otros se convierten en fetos como parte de un embarazo saludable. Además, los resultados podrían usarse para guiar la reparación y el desarrollo de órganos humanos sintéticos para ser trasplantados.

La investigación se realizó en el laboratorio de Magdalena Zernicka-Goetz, profesora de Biología e Ingeniería Biológica en Caltech. Este modelo de embrión sintético se desarrolló sin óvulos ni espermatozoides. Tras conseguir que las células madre se autoorganizaran en estructuras que fueron progresando a través de las sucesivas etapas del desarrollo, consiguieron que los corazones de los embriones latieran y se desarrollaran las bases de su cerebro. Esta es la etapa de desarrollo más avanzada lograda hasta la fecha en un modelo derivado de células madre.

Fuente: Gianluca Amadei, Charlotte Handford

"Nuestro modelo de embrión de ratón no solo desarrolla un cerebro, sino también un corazón que late, todos los componentes que forman el cuerpo", explica la doctora. "Es increíble que hayamos llegado tan lejos. Este ha sido el sueño de nuestra comunidad durante años y el enfoque principal de nuestro trabajo durante una década, y finalmente lo hemos logrado", relata Zernicka-Goetz.

Un gran avance en este estudio es la capacidad de generar todo el cerebro, en particular la región anterior, que ha sido elsanto grial en el desarrollo de embriones sintéticos. "Esto abre nuevas posibilidades para estudiar los mecanismos del neurodesarrollo en un modelo experimental", señala. Este modelo de embrión de células madre da acceso a la estructura en desarrollo en una etapa que normalmente permanece oculta debido a la implantación del diminuto embrión en el útero de la madre. De esta forma, podrán manipular los genes para comprender sus funciones de desarrollo en un sistema experimental modelo.

El modus operandi

Para guiar el desarrollo de su embrión sintético, los investigadores reunieron células madre cultivadas que representaban cada uno de los tres tipos de tejido y les permitieron desarrollarse en proporciones y en un entorno propicio para su crecimiento y comunicación entre sí, lo que condujo a su eventual autogestión.

"Este período de la vida humana es tan misterioso, por lo que poder ver cómo sucede en un plato, tener acceso a estas células madre individuales, comprender por qué fallan tantos embarazos y cómo podríamos evitar que eso suceda es bastante especial", dice Zernicka-Goetz. Los investigadores observan el diálogo entre los diferentes tipos de células madre en ese momento. Además, muestran cómo ocurre y cómo puede salir mal.

A pesar de que la investigación actual se llevó a cabo en modelos de ratones, los investigadores están desarrollando un modelo análogo para el desarrollo de embriones humanos. El objetivo es comprender los mecanismos que hay detrás de procesos cruciales que de otro modo serían imposibles de estudiar en embriones reales. 

Si se demuestra que estos métodos tienen éxito con células madre humanas en el futuro también podrían usarse para guiar el desarrollo de órganos sintéticos para pacientes que esperan trasplantes. "Hay tantas personas en todo el mundo que esperan durante años un trasplante de órganos", sostiene Zernicka-Goetz. "Lo que hace que nuestro trabajo sea tan emocionante es que el conocimiento que surge de él podría usarse para hacer crecer órganos humanos sintéticos correctos para salvar vidas que actualmente se pierden. También debería ser posible afectar y curar órganos adultos usando el conocimiento que tenemos sobre cómo se hacen".

 

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