Los científicos lograron crear embriones de ratón en una placa, y esto podría ayudar algún día a las familias que esperan embarazarse, según un nuevo estudio.
Después de 10 años de investigación, los científicos crearon un embrión sintético de ratón que comenzó a formar órganos sin un esperma o un óvulo, según el estudio publicado el jueves en la revista académica Nature. Solo se necesitaron células madre.
Las células madre son células no especializadas que pueden ser manipuladas para convertirse en células maduras con funciones especializadas.
“Nuestro modelo de embrión de ratón no solo desarrolla un cerebro, sino también un corazón que late, todos los componentes que formarán el cuerpo”, dijo la autora principal del estudio, Magdalena Zernicka-Goetz, profesora de Desarrollo de Mamíferos y Biología de Células Madre en la Universidad de Cambridge, Reino Unido.
“Es increíble que hayamos llegado tan lejos. Este ha sido el sueño de nuestra comunidad durante años, y uno de los principales objetivos de nuestro trabajo durante una década, y por fin lo logramos”.
El trabajo es un avance emocionante y aborda un reto al que se enfrentan los científicos al estudiar los embriones de mamíferos en el útero, dijo Marianne Bronner, profesora de Biología del Instituto Tecnológico de California en Pasadena, Caltech. Bronner no participó en el estudio.
“Estos se desarrollan fuera de la madre y, por tanto, pueden visualizarse fácilmente a través de etapas de desarrollo críticas a las que antes era difícil acceder”, añadió Bronner.
Los investigadores esperan pasar de los embriones de ratón a la creación de modelos de embarazos humanos naturales, muchos de los cuales fracasan en las primeras etapas, dijo Zernicka-Goetz.
Al observar los embriones en un laboratorio en lugar de en un útero, los científicos tienen una mejor visión del proceso para saber por qué pueden fallar algunos embarazos y cómo prevenirlo, añadió.
Por ahora, los investigadores solo han podido seguir unos ocho días de desarrollo en los embriones sintéticos de ratón, pero el proceso está mejorando y ya están aprendiendo mucho, dijo el autor del estudio Gianluca Amadei, investigador postdoctoral de la Universidad de Cambridge.
“Revela los requisitos fundamentales que hay que cumplir para hacer la estructura correcta del embrión con sus órganos”, dijo Zernicka-Goetz.
En su estado actual, la investigación no es aplicable a los humanos y “es necesario un alto grado de mejora para que esto sea realmente útil”, dijo Benoit Bruneau, director del Instituto Gladstone de Enfermedades Cardiovasculares e investigador principal de los Institutos Gladstone. Bruneau no participó en el estudio.
Pero los investigadores le ven un uso importante en el futuro. El proceso puede utilizarse inmediatamente para probar nuevos fármacos, dijo Zernicka-Goetz. Pero a largo plazo, a medida que los científicos pasen de los embriones sintéticos de ratón a un modelo de embrión humano, también podría ayudar a construir órganos sintéticos para personas que necesitan trasplantes, añadió Zernicka-Goetz.
“Considero que este trabajo es el primer ejemplo de un trabajo de este tipo”, dijo el autor del estudio, David Glover, profesor de Investigación de Biología e Ingeniería Biológica en Caltech.
¿Cómo lo hicieron?
En el útero, un embrión necesita tres tipos de células madre para formarse: una se convierte en el tejido corporal, otra en el saco donde se desarrolla el embrión y la tercera en la placenta que conecta a las madres con el feto, según el estudio.
En el laboratorio de Zernicka-Goetz, los investigadores aislaron los tres tipos de células madre de los embriones y los cultivaron en un recipiente inclinado para juntar las células y fomentar la interacción entre ellas.
Día a día, pudieron ver cómo el grupo de células se formaba en una estructura cada vez más compleja, dijo.
Hay consideraciones éticas y legales que hay que ponderar antes de pasar a los embriones sintéticos humanos, dijo Zernicka-Goetz. Y con la diferencia de complejidad entre los embriones de ratón y los humanos, podrían pasar décadas antes de que los investigadores sean capaces de realizar un proceso similar para modelos humanos, dijo Bronner.
Pero mientras tanto, la información obtenida de los modelos de ratón podría ayudar a “corregir los tejidos y órganos defectuosos”, dijo Zernicka-Goetz.
El misterio de la vida humana
Las primeras semanas tras la fecundación están formadas por estas tres células madre diferentes que se comunican entre sí –química y mecánicamente– para que el embrión pueda crecer adecuadamente, según el estudio.
“Muchos embarazos fracasan en esta época, antes de que la mayoría de las mujeres [se den cuenta] de que están embarazadas”, dijo Zernicka-Goetz, que también es profesora de Biología e Ingeniería Biológica en Caltech. “Este periodo es la base de todo lo que sigue en el embarazo. Si va mal, el embarazo fracasará”.
Pero en esta fase, un embrión creado mediante fecundación in vitro ya está implantado en la madre, por lo que los científicos tienen una visibilidad limitada de los procesos por los que pasa, dijo Zernicka-Goetz.
Pudieron desarrollar las bases de un cerebro, una primicia en este tipo de modelos y un “santo grial para este campo”, dijo Glover.
“Este periodo de la vida humana es muy misterioso, por lo que poder ver cómo ocurre en una placa, tener acceso a estas células madre individuales, entender por qué fallan tantos embarazos y cómo podríamos evitar que eso ocurra, es muy especial”, dijo Zernicka-Goetz en un comunicado de prensa. “Observamos el diálogo que tiene que producirse entre los distintos tipos de células madre en ese momento: hemos demostrado cómo se produce y cómo puede ir mal”.
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