Destacan el "asombroso potencial" de modelos embrionarios que podrían contribuir a estudiar el desarrollo humano

Revista Nature

Investigadores chinos trabajan sobre “una bola de células similar a un embrión” esto “ofrece una forma de estudiar el embarazo y sus complicaciones sin los típicos dilemas éticos”.

El texto indica que “los científicos han creado bolas de células que se asemejan a embriones y desencadenan signos de embarazo temprano en los macacos. Los ‘blastoides’ derivados de células madre podrían ayudar a los investigadores a comprender el desarrollo del embrión humano sin los dilemas éticos de usar células embrionarias reales, según un estudio publicado recientemente en Cell Stem Cell”, publicación que reproduce la revista especializada Nature.

Según Naomi Moris, bióloga del desarrollo del Instituto Francis Crick en Londres, “el trabajo destaca el asombroso potencial de los modelos embrionarios basados en células madre como un medio para explorar etapas embrionarias a las que normalmente es difícil acceder ‘in vivo’”.

“Los mecanismos del desarrollo del embrión humano aún no se han estudiado en gran medida, debido a las dificultades éticas de obtener y experimentar con embriones humanos. En el laboratorio, los investigadores generaron previamente blastoides, bolas de células que se asemejan a blastocitos, los grupos de células en división que se forman entre cinco y seis días después de la fertilización. En marzo de 2021, por ejemplo, un equipo dirigido por Leqian Yu, biólogo del desarrollo del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas, produjo con éxito blastoides a partir de células madre humanas y los desarrolló durante diez días en una placa de cultivo”, señala el texto en Nature.

Modelos de mono

Zhen Liu, biólogo del desarrollo del Instituto de Neurociencia de la Academia de Ciencias de China en Shanghái, y sus colegas recurrieron a los monos cynomolgus (Macaca fascicularis), también conocidos como macacos cangrejeros, que se usan comúnmente como animales de laboratorio porque tienen algunas similitudes biológicas con los humanos. Según la publicación “en el cultivo celular, los investigadores expusieron células madre embrionarias de mono a varios factores de crecimiento para que se diferenciaran en los tipos de células que se encuentran en los blastocitos naturales. Después de aproximadamente una semana, las células madre habían formado la estructura esférica característica de un blastocito y se habían diferenciado en los tres linajes celulares que sientan las bases para la formación de tejidos y órganos”.

"Esto ni siquiera se ha logrado en el estudio de cultivo prolongado in vitro de blastocitos naturales de mono", dicen los autores.

Cuando los investigadores perfilaron aproximadamente 6000 células individuales utilizando la secuenciación de ARN de una sola célula, encontraron características genéticas similares a las observadas en los blastocitos naturales. Algunas células expresaron genes asociados con el endodermo, la capa más interna que eventualmente forma el revestimiento de los tractos respiratorio y gastrointestinal, mientras que otras se enriquecieron con genes involucrados en el desarrollo de la placenta. Pero los blastoides no eran un reflejo perfecto de los blastocitos naturales: algunas células no se pudieron clasificar y otras no expresaron tanta proteína como se esperaba.

El trabajo señala que “para el día 15, los investigadores pudieron ver lo que parecía un contorno del saco vitelino, que proporciona nutrición antes de que se forme la placenta, y el amnios, la membrana externa que rodea al embrión en desarrollo. De los 41 blastoides, 5 también desarrollaron características que se asemejaban a la racha primitiva, una estructura que marca el comienzo de la reorganización de las células para formar el diseño del cuerpo, incluida su configuración de izquierda a derecha, de arriba abajo”.

Luego, Liu y su equipo transfirieron los blastoides al útero de ocho monos cynomolgus mediante cirugía laparoscópica. “Durante siete a diez días después del trasplante, tres de los monos tenían sacos gestacionales, cavidades llenas de líquido que son las primeras características que se ven por ultrasonido durante el embarazo. La implantación también resultó en la liberación de las hormonas del embarazo progesterona y gonadotropina coriónica (hormona que se encuentra en la sangre y la orina durante el embarazo). Pero estos fueron de corta duración, y los blastoides y los signos de embarazos desaparecieron después de 20 días”.

Perspectivas en el útero

“Aunque las estructuras similares a embriones no fueron diseñadas para convertirse en fetos completos, su falta de poder de permanencia ‘in vivo’ indica que el desarrollo embrionario es más que tener las células, la estructura y la expresión genética correctas”, dice Alfonso Martínez Arias, biólogo del desarrollo en la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, España.

Además, “los modelos de embriones que se desmoronan en el útero podrían ofrecer información sobre los factores que conducen a abortos espontáneos y fallas en la implantación después de los tratamientos de fertilización in vitro”, dice Alexandra Harvey, bióloga del desarrollo de la Universidad de Melbourne en Australia. “Si estos modelos realmente están fallando en esa etapa, tenemos que averiguar qué otros marcadores debemos buscar en etapas anteriores”, dice ella.

La publicación destaca que “los modelos de embriones basados en células madre también podrían ser útiles para desmenuzar los fundamentos de la embriogénesis”, dice Moris. Y agrega: “al manipular la expresión génica o ajustar las vías de señalización en los blastoides, los investigadores podrían investigar qué características son necesarias para el desarrollo del embrión. Los modelos de embriones hechos en laboratorio también podrían usarse en experimentos que requieren muestras grandes, porque se pueden generar a escala”.

A medida que los modelos de embriones se vuelvan más sofisticados, los marcos regulatorios y de gobernanza deberán seguirle el ritmo, junto con las discusiones sobre cómo deben usarse. El siguiente paso para Liu y sus colegas es mejorar sus métodos para producir blastoides de mono. "Esto ayudará a lograr una mayor embriogénesis", dicen los autores.