CIENCIA | 11-06-2020 18:05

A partir de células madre, científicos crean un modelo de embrión humano

Desarrollaron un gastruloide. Permitirá estudiar por qué ocurren trastornos del desarrollo como la espina bífida y las enfermedades cardíacas congénitas.

Estructuras embrionarias fueron creadas a partir de células madre por un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge (Gran Bretaña) y el Instituto Hubrecht (Holanda). Las estructuras, cuyo nombre técnico es gastruloides, son las primeras en formar un ensamblaje en 3D que establece cómo tomará forma el cuerpo del futuro feto. Los gastruloides creados en el laboratorio desarrollaron componentes rudimentarios del corazón y el sistema nervioso, pero carecen de los componentes necesarios para formar un cerebro y otros tipos de células que los harían capaces de convertirse en un feto viable.

De todos modos, las estructuras made in laboratorio podrían ayudar a explicar cuáles son las causas de pérdidas del embarazo y también el por qué de algunos trastornos del desarrollo temprano, como por ejemplo las afecciones cardíacas congénitas y la espina bífida.

¿Pero qué son los gastruloides, dentro del proceso de desarrollo de los embriones? Cada embrión comienza como como un cigoto, una única célula que es resultado de la fusión de dos gametos (el óvulo y el espermatozoide). Durante las primeras etapas del desarrollo embrionario, ese cigoto experimenta numerosas divisiones celulares que dan lugar a una blástula, similar a una bola de células. Pero algo ocurre luego del día 14: la pelota casi homogénea comienza a diferenciarse y a desarrollar características específicas de las partes del cuerpo en las que se convertirá. A ese proceso, a lo largo del cual el embrión se alarga y establece un eje cabeza-cola, un diagrama general de lo que será el feto, se lo conoce como gastrulación. 

El punto es que, hasta ahora, los científicos no habían podido ver este proceso en vivo y directo, debido a las regulaciones existentes. Y así lo explican los investigadores Naomi Moris y Alfonso Martínes Arias, entre otros, en su paper dado a conocer en Nature: “Aunque los organismos modelo han proporcionado mucha información sobre el proceso de la gastrulación, sabemos muy poco acerca de cómo se desarrolla en seres humanos, debido a la dificultad de obtener embriones en etapas tan tempranas de desarrollo y las restricciones éticas y técnicas”. Son muchos los países que prohíben el crecimiento de embriones dentro de laboratorios de investigación luego del día 14 a partir de la concepción. 

El modelo desarrollado por Moris y Martínez Arias permitirá comprender cómo son los mecanismos críticos de la planificación del cuerpo humano entre los días 18 a 21 de desarrollo del embrión, sin utilizar embriones humanos naturales. Muchas enfermedades son causadas por errores que ocurren durante este proceso, incluida la escoliosis, que causa la curvatura de la columna vertebral. 

El equipo de Cambridge llevaba ya cinco años creando gastruloides a partir de células madre embrionarias de ratón para desarrollar estructuras utilizando células madre embrionarias humanas. Y para llegar a desarrollo actual comenzaron a trabajar con una colonia compacta de entre 300 y 500 células. Una sustancia química agregada acelera el desarrollo, a partir del cual los científicos separan las células y las colocan en una especie de “pozo”.

Tal y como explica a la revista Nature la bióloga Naomi Moris, las células se convierten en estructuras 3D por sí mismas, y luego imitan el proceso de gastrulación de manera espontánea. La investigadora asegura haber fabricado cientos de gastruloides humanos con un 60% de éxito. 

Según Moris, los gastruloides sobreviven apenas cuatro días antes de colapsar por sí, aún cuando cuando muestran ciertas características clave de un embrión de 21 días: se forma la parte superior del cuerpo, más abultada, y una parte inferior, más pequeña. El modelo ya tiene los tres grandes tipos de tejido que son capaces de generar todos los órganos del cuerpo. El hecho de que sean creaciones de laboratorio y que no desarrollen nada similar a un cerebro o a un feto viable, mantiene a los modelos de Moria dentro de los límites actualmente impuestos por la bioética. 

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Andrea Gentil

Andrea Gentil

Editora de Ciencia, Medicina y Tecnología. Coordinadora carrera de Comunicación Digital, UNaB.

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