Crean estructuras similares a embriones from clulas madre embrionarias de mono

El desarrollo de embriones humanos y la formación temprana de órganos siguen sin explorarse en gran medida debido a los problemas relacionados con el uso de embriones para investigación, así como a la disponibilidad limitada de materiales para estudiar. Ahora, un equipo de investigadores de China ha logrado crear estructuras similares a embriones de clulas madre embrionarias de mono. Los investigadores también transfirieron estas estructuras similares a embriones en los teros de monos hembra y determinaron que las estructuras podan implantarse y provocar una respuesta hormonal similar al embarazo. Los resultados del trabajo se publican en la revista Célula Célula Madre.

«Los mecanismos moleculares de la embriognesis y la organognesis humana no están muy claros», dice el coautor Zhen Liu, de la Academia de Ciencias de China (CAS, por sus siglas en inglés) en Shanghi. «Debido a que los monos están estrechamente relacionados con los humanos desde el punto de vista evolutivo, esperamos que el estudio de estos modelos contribuya a profundizar en nuestra comprensión del desarrollo embrionario humano, lo que incluye arrojar luz sobre algunas de las causas de los abortos espontáneos tempranos“, dijo Zhen Liu.

“Esta investigación ha creado un sistema similar a un embrión que puede ser inducido y cultivado indefinidamente”, dijo el coautor correspondiente Quian Sun, también del CAS. Apunta, además, que el trabajo desarrollado”Proporciona nuevas herramientas y perspectivas para la exploración posterior de embriones de primates y la salud médica reproductiva«.

Los investigadores comenzaron con clulas madre embrionarias de macacos alas que expusieron una serie de factores de crecimiento en cultivo celular. Estos factores indujeron a las clulas madre a formar estructuras similares a embriones, utilizando por primera vez clulas de primates no humanos.

Cuando se estudiaron bajo un microscopio, se encontr que las estructuras similares a embriones, tambin llamadas blastoides, tenan una morfologa similar a los blastocistos naturales. A medida que se desarrollaron más in vitro , formaron estructuras que se parecan al amnios (saco membranoso más interno que rodea y protege al embrión en desarrollo) et al saco vitelino (anexo embrionario, que produce y transporta nutrientes y oxígeno hacia el embrión). Los blastoides tambin comenzaron a formar los tipos de clulas que eventualmente forman las tres capas germinales del cuerpo. La secuencia de ARN de una sola clula revela que los diferentes tipos de clulas que se encuentran dentro de las estructuras tienen patrones de expresión gnica similares a las clulas que se encuentran en blastocistos naturales o embriones posteriores a la implantación.

A continuación, los blastoides transfirieron a los teros de ocho monas hembras; Además, se implantarán en las estructuras Y esta implantación dio lugar a la liberación de progesterona y gonadotropina corinica, hormonas normalmente asociadas con el embarazo. Los blastoides también formaron temprano sacos de gestación, estructuras llenas de líquido que desarrollaron al principio del embarazo para albergar un embrión, y líquido amnitico. Sin embargo, no se formaron fetos y las estructuras desaparecieron aproximadamente al cabo de una semana.

En trabajos futuros, los investigadores planearán desarrollar más el sistema de cultivo de estructuras similares a embriones de clulas de mono. «Esto nos proporciona un modelo para estudios futuros», del coautor correspondiente Fan Zhou de la Universidad de Tsinghua. «Una mayor aplicación de blastoides de mono puede ayudar a diseccionar los mecanismos moleculares del desarrollo embrionario de los primates».

Los investigadores reconocen los problemas ticos que rodean a este tipo de investigación, pero subrayan que sigue habiendo muchas diferencias entre estas estructuras similares a embriones y los blastocistos naturales. Y lo que es más importante, las estructuras embrionarias no tienen pleno potencial de desarrollo. Sealan que para que este campo avance es importante qu’haya debates entre la comunidad cientfica y el pblico.

Alfonso Martínez Arias, catedrático de investigación ICREA e investigador en Sistemas de Bioingeniería-MELIS de la Universidad Pompeu Fabra, ha explicado, en declaraciones a Science Media Center España (SMC), que el estudio «es un paso más en la caracterización de modelos del desarrollo embrionario basado en clulas madre embrionarias Este trabajo est basado en los estudios pioneros de Nicolas Rivron, que fue el primero en construir blastocistos con clulas madre. El blastocisto es el primer hito en el desarrollo de un mamfero y, por supuesto, de un ser humano. Rivron fue capaz de construir estructuras similares a blastocistos de ratn y humano que llama blastoides».

Martnez Arias aade que, «desde el punto de vista estructural (genes que expresan sus clulas), los blastoides son casi idnticos a sus homlogos naturales, los blastocistos. Sin embargo, la prueba de lo que son es funcional. Lo que hace el blastocisto es implantarse en el tero y, una vez bien asentado, comenzar la construcción de las organizaciones con el proceso de gastrulación: la generación de las semillas de cada tejido y órgano a la vez que se ordenan en el espacio». , este investigador reconoce que «Hasta ahora no había evidencia de que los blastoides pudieran implantarse correctamente e iniciar el desarrollo del embrión. En el caso de los humanos, por razones ticas obvias».

en aviso de Martínez Ariaslos datos del trabajo de los investigadores chinos «parecen de buena calidad, y aunque la frecuencia de xito es baja, la demostración de que estos blastoides implantan parece segura. Menos claro es si gastrulan (el proceso por el que el embrin adquiere tres capas germinales » y aade: «Mi impresin es que el proceso de gastrulacin es defectuoso. Los pocos embriones que inician esta fase crucial del desarrollo colapsan al poco de iniciar el proceso.

Un modelo para estudiar las fases del desarrollo

Segn dice, el trabajo es un paso ms en la caracterizacin de estos modelos de desarrollo basado en clulas madre embrionarias y habr otros, pero «su valor depende de dos cosas: la reproducibilidad y la demostración de su valor científico en aportar conocimiento nuevo. Lo ltimo est, por el momento, lejos. Los macacos y los humanos son diferentes, incluso en la manera en la que los blastocistos implantan». -, pero claramente es una evidencia de que los blastoides sern, son, una herramienta para estudiar los primeros pasos de la implantación uterina, que surge a muchos aspectos de la infertilidad«.

Antonio Urries, director de la Unidad de Reproducción Asistida del Hospital Quirnsalud de Zaragoza y presidente de la Asociación para el Estudio de la Biología de la Reproducción (Asebir), declaró en SMC que lo que han desarrollado estos investigadores “no son embriones propiamente dichos, estructuras sino Embrioides capaz de comportarse como un embrión en sus primeros das de desarrollo». no est permitido su cultivo ms all del da 14 ni su implantacin en el tero de una mujer debido a cuestiones ticas«. Por ello, cree que «poder hacer este tipo de investigaciones en una especie tan relacionada con la nuestra asume un modelo ideal para el estudio en detalle de las primeras fases de desarrollo de rganos tan vitales de los mamferos como son el corazon, cerebro o tubo neural. El comenzo de la organogénesis».

Urries también defiende que este trabajo «puede ayudar a profundizar en determinados mecanismos de implantación y entender por qué fallan los embarazos, detectando aquellas anomalías que pueden generar abortos. Igualmente, nos puede guiar en el desarrollo de órganos y tejidos sintéticos para trasplantes y conocer el origen de algunas enfermedades». muy complicado e ineficiente (alrededor del 25%), pero con un gran potencial a futuro y una aplicabilidad en humanos muy esperanzadora» .

Por último, Llus Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y del CIBERER-ISCIII, en declaraciones recogidas por SMC, sella que el estudio «no reporta el nacimiento de ningn beb macaco por el momento. Este es un experimento que no puede realizarse en humanos, por las limitaciones técnicas, legales y ticas asociadas, pero estudios como este, realizados en macacos, nos acercan paulatinamente a dicha posibilidad. Cada vez est ms cerca del nacimiento de primates no humanos derivados ntegramente de clulas truncal pluripotent embriones cultivados en el laboratorio (el siguiente trabajo que intentarn sin duda llevar a cabo los autores de este estudio), sin necesidad de pasar por la fecundacin de un volo para un espermatozoide, como es posible, inmediatamente, en ratones».

Montoliu aade: «Queda por ver cuntos de estos avances llegarn a ser testados en clulas trunkales pluripotentes embrionarias humanas. Y quiz Sera lcito tambin preguntarnos si debemos acometer estos experimentos, cmo debemos regularlos y con qu fines debemos permitir abordarlos«.