Científicos de Israel han creado un modelo de embrión humano a partir de células madre en el laboratorio, sin utilizar espermatozoides, óvulos ni útero, ofreciendo una visión única de las primeras etapas del desarrollo embrionario, informó la BBC.
El modelo se asemeja a un embrión en el día 14, cuando adquiere estructuras internas pero antes de sentar las bases de los órganos del cuerpo, según el equipo del Instituto de Ciencias Weizmann de Israel.
El trabajo de los científicos fue publicado en la revista Nature el miércoles tras una preimpresión que apareció en junio, durante la reunión anual de la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre (ISSCR) en Boston.
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Incluso liberó hormonas que dieron positivo en una prueba de embarazo en el laboratorio.
La ambición de los modelos de embriones es proporcionar una forma ética de comprender los primeros momentos de nuestras vidas.
Las primeras semanas después de que un espermatozoide fertiliza un óvulo son un período de cambios drásticos: de una colección de células indistintas a algo que eventualmente se vuelve reconocible en una exploración del bebé.
Este momento crucial es una fuente importante de abortos espontáneos y defectos de nacimiento, pero no se comprende bien.
“Es una caja negra y no es un cliché: nuestro conocimiento es muy limitado”, dice el profesor Jacob Hanna, del Instituto Weizmann de Ciencias.
Material de partida
La investigación de embriones es complicada desde el punto de vista legal, ético y técnico. Pero ahora existe un campo en rápido desarrollo que imita el desarrollo natural de los embriones.
Esta investigación, publicada en la revista Nature, es descrita por el equipo israelí como el primer modelo de embrión “completo” que imita todas las estructuras clave que emergen en las primeras etapas del embrión.
“Esta es realmente una imagen de libro de texto de un embrión humano de día 14”, dice el profesor Hanna, que “no se ha hecho antes”.
En lugar de un espermatozoide y un óvulo, el material de partida fueron células madre ingenuas que fueron reprogramadas para obtener el potencial de convertirse en cualquier tipo de tejido del cuerpo.
Luego se utilizaron productos químicos para convencer a estas células madre de que se convirtieran en cuatro tipos de células que se encuentran en las primeras etapas del embrión humano:
- Células epiblásticas, que se convierten en el embrión propiamente dicho (o feto)
- Células del trofoblasto, que se convierten en la placenta.
- Células hipoblásticas, que se convierten en el saco vitelino de soporte
- Células del mesodermo extraembrionario
Se mezclaron un total de 120 de estas células en una proporción precisa y luego los científicos dan un paso atrás y observan.
Cómo se hizo el embrión
Aproximadamente el 1% de la mezcla comenzó el viaje de ensamblarse espontáneamente en una estructura que se parece, pero no es idéntica, a un embrión humano.
“Le doy gran crédito a las células: hay que aportar la combinación adecuada y el entorno adecuado y todo despega”, afirma el profesor Hanna. “Es un fenómeno asombroso”.
Se permitió que los modelos de embriones crecieran y se desarrollaran hasta que fueran comparables a un embrión 14 días después de la fertilización. En muchos países, este es el límite legal para la investigación normal con embriones.
A pesar de la videollamada nocturna, puedo escuchar la pasión con la que el profesor Hanna me ofrece un recorrido en 3D por la “arquitectura exquisitamente fina” del modelo de embrión.
Puedo ver el trofoblasto, que normalmente se convertiría en placenta, envolviendo al embrión. E incluye las cavidades -llamadas lagunas- que se llenan con la sangre de la madre para transferir nutrientes al bebé.
Hay un saco vitelino, que desempeña algunas de las funciones del hígado y los riñones, y un disco embrionario bilaminar, una de las características clave de esta etapa del desarrollo embrionario.
‘Tiene sentido’
La esperanza es que los modelos de embriones puedan ayudar a los científicos a explicar cómo surgen los diferentes tipos de células, presenciar los primeros pasos en la construcción de los órganos del cuerpo o comprender enfermedades hereditarias o genéticas.
Este estudio ya muestra que otras partes del embrión no se formarán a menos que las primeras células de la placenta puedan rodearlo.
Incluso se habla de mejorar las tasas de éxito de la fertilización in vitro (FIV) ayudando a comprender por qué fallan algunos embriones o utilizando modelos para probar si los medicamentos son seguros durante el embarazo.
El profesor Robin Lovell Badge, que investiga el desarrollo de embriones en el Instituto Francis Crick, dice que estos modelos de embriones “lucen bastante bien” y “parecen bastante normales”.
“Creo que es bueno, creo que está muy bien hecho, todo tiene sentido y estoy bastante impresionado con ello”, dice.
Pero sería necesario mejorar la actual tasa de fracaso del 99%, añade. Sería difícil entender qué está fallando en un aborto espontáneo o en una infertilidad si el modelo no lograra ensamblarse por sí solo la mayor parte del tiempo.
Legalmente distinto
El trabajo también plantea la cuestión de si el desarrollo embrionario podría imitarse después de la etapa de 14 días.
No sería ilegal, ni siquiera en el Reino Unido, ya que los modelos de embriones son legalmente distintos de los embriones.
“Algunos lo agradecerán, pero a otros no les gustará”, afirma el profesor Lovell-Badge.
Y cuanto más se acercan estos modelos a un embrión real, más cuestiones éticas plantean.
No son embriones humanos normales, son modelos de embriones, pero se parecen mucho a ellos.
“La pregunta es: ¿cuándo un modelo de embrión se considera embrión? Cuando eso sucede, conocemos las regulaciones. En este momento estamos muy, muy lejos de ese punto”, dijo el líder del equipo, Jacob Hanna.
Sin embargo, el trabajo podría abrir la puerta a nuevas formas de probar el efecto de los medicamentos en los embarazos, comprender mejor los abortos espontáneos y las enfermedades genéticas, y tal vez incluso cultivar tejidos y órganos para trasplantes, dijeron.
“No son idénticos. Hay diferencias con los embriones humanos, pero aún así, esta es la primera vez, si abres un atlas o un libro de texto, puedes decir: sí, realmente puedo ver la similitud entre ellos”, dijo Hanna.
Dijo que su equipo tomó células madre derivadas de células de piel humana adulta, así como otras cultivadas en el laboratorio, y luego revirtió las células a un estado temprano con el potencial de desarrollarse en diferentes tipos de células.
Luego los manipularon para formar la base de algo estructuralmente parecido a un embrión. No se trata de un embrión real o sintético -término criticado por la ISSCR y otros científicos- sino más bien un modelo que muestra cómo funciona uno.
“En aproximadamente el 1 por ciento de los agregados podemos ver que las células comienzan a diferenciarse correctamente, a migrar y clasificarse en la estructura correcta, y lo más lejos que pudimos llegar es el día 14 en el desarrollo del embrión humano”, dijo, según Reuters.
Su próximo objetivo, dijo Hanna, es avanzar hasta el día 21 y también alcanzar un umbral de tasa de éxito del 50%.
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