Científicos lograron crear una “imitación de embrión” a partir de células madre con la intención de observar y estudiar las diversas etapas del desarrollo de los seres humanos, debido a que una vez que un embrión humano se implanta en el útero materno, éste se vuelve invisible, lo que ha dificultado la comprensión de los procesos de desarrollo tempranos en los humanos, según un artículo publicado en la revista especializada Nature.
Desarrollo de embriones naturales parecidos a los humanos
Dadas las limitaciones que implica trabajar con embriones, los investigadores buscaron alternativas a los embriones humanos naturales en el laboratorio, dando origen a los blastoides.
- Los blastoides son estructuras similares a los blastocistos, es decir, un embrión en un estado de desarrollo avanzado, concretamente de cinco o seis días de desarrollo tras la fecundación.
Estos blastoides o imitaciones de embriones imitan las etapas antes de que el embrión se implante en el útero, y los gastruloides, que modelan la formación del plan corporal y los precursores de órganos.
Otros incluyen tejidos que rodean al embrión, como el saco vitelino y la cavidad amniótica (el saco lleno de líquido que encierra al embrión), y algunos recapitulan los primeros pasos de la formación del cerebro, la médula espinal y el corazón, que ocurre alrededor del día 22 de desarrollo humano.
¿Cómo crearon las imitaciones de embrión?
Los modelos de blastoide fueron traducidos por los expertos a células humanas mediante el cultivo de células madre en un sistema de pirámide invertida 3D llamado AggreWell, disponible en Stemcell Technologies en Vancouver, Canadá.
A partir de esto, el biólogo, Jun Wu del Centro Médico de la Universidad de Texas Southwestern en Dallas y su equipo, construyeron blastoides con células madre embrionarias humanas tratándolas con factores químicos que inducen la señalización necesaria para el desarrollo de blastocistos.
Wu descubrió que el mismo método funcionaba con células madre pluripotentes inducidas por humanos generadas a partir de células cutáneas reprogramadas.
Por otro lado, el biólogo de células madre Xiaodong Liu y sus colegas de la Universidad de Monash en Melbourne, Australia, idearon un método para formar blastoides humanos a partir de células de piel humana.
Y Nicolas Rivron, biólogo del desarrollo del Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia Austriaca de Ciencias en Viena y su equipo desarrollaron un modelo de blastoide humano
A diferencia de algunos modelos de desarrollo humano como el del bioingeniero Jianping Fu en 2017, los blastoides contienen los tres linajes celulares que se encuentran en los embriones humanos naturales, no solo las células que forman el embrión en sí, sino también las “extraembrionarias” que conducen al saco vitelino y la placenta.
“Los blastoides humanos representan los primeros modelos de embriones completos o integrados establecidos a partir de células madre cultivadas”, indicó Jun Wu.
Los investigadores continúan evaluando qué tan similares son estos modelos a los embriones humanos, ya que cuanto mayor es la similitud, mayores son los desafíos técnicos y éticos.
¿Para qué crear imitaciones de embriones?
Nicolas Rivron indicó que con el desarrollo de estos embriones, es posible por primera vez, hacer pruebas genéticas y de drogas en estructuras que son notablemente similares al embrión.
Estas pruebas de detección podrían ayudar a identificar tratamientos para los trastornos del desarrollo o la infertilidad. Los modelos también podrían ayudar a diferenciar cómo se forman los órganos, lo que podría conducir a avances en los trasplantes artificiales, por ejemplo.
Esto ha permitido a múltiples grupos, incluidos los de Magdalena Zernicka-Goetz, de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y el biólogo del desarrollo Yang Yu del Tercer Hospital de la Universidad de Pekín en Beijing, utilizar modelos de blastocistos humanos para observar las etapas de desarollo anteriores e inmediatamente después de la implantación, alrededor de 7 a 10 días después de la fertilización.
Estos modelos utilizan células madre pluripotentes extendidas o expandidas, que se derivan de la reprogramación de las células madre para que puedan generar linajes de células embrionarias y extraembrionarias.
¿Por qué es importante este desarrollo?
Los investigadores han buscado durante mucho tiempo observar y estudiar estas etapas de desarrollo. Pero trabajar con embriones humanos siempre ha sido técnica y éticamente complicado, ya que por un lado, los modelos animales sólo llegan hasta cierto punto a la hora de imitar a los humanos.
Y por otro lado, los embriones humanos naturales, donados por personas que se someten a un tratamiento de fertilidad, son difíciles de conseguir.
Además, hasta mayo de 2021, los científicos tenían prohibido cultivar tales embriones en el laboratorio durante más de dos semanas después de la fertilización, ahora después de que la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre (ISSCR) relajó esta regla de 14 días, se ha permitido a los grupos de investigación en países donde dicho trabajo es legal solicitar permiso para continuar los estudios más allá de los 14 días.
