Crean los primeros «embriones sintéticos» sin esperma ni óvulos.

Investigadores de la Universidad de Cambridge han creado modelos de embriones a partir de células madre de ratón que forman un cerebro, un corazón que late y los cimientos de todos los demás órganos del cuerpo.

El equipo, dirigido por la profesora Magdalena Zernicka-Goetz, desarrolló el modelo de embrión sin óvulos ni espermatozoides y, en su lugar, utilizó células madre, que pueden convertirse en casi cualquier tipo de célula del cuerpo.

Los autores afirman que sus resultados, publicados en Nature, son fruto de más de una década de investigación que ha conducido progresivamente a estructuras embrionarias cada vez más complejas.

Los investigadores ensamblaron en laboratorio embriones de ratón derivados de células madre utilizando una combinación de células madre embrionarias, células madre de trofoblastos y células madre de endodermo extraembrionario inducible, todas ellas procedentes de ratones.

El modelo embrionario resultante fue capaz de desarrollarse más allá de la neurulación, estableció todas las regiones del cerebro, un tubo neural, un corazón que late, un tubo intestino, así como el saco vitelino donde el embrión se desarrolla y obtiene los nutrientes en sus primeras semanas.

Fase de desarrollo avanzada

“A diferencia de otros embriones sintéticos, los modelos desarrollados por Cambridge llegaron al punto en que todo el cerebro, incluida la parte anterior, comenzó a desarrollarse. Se trata de un punto de desarrollo más avanzado que el que se ha alcanzado en cualquier otro modelo derivado de células madre”, destaca la universidad británica en un comunicado.

El trabajo podría ayudar a entender las primeras etapas de la vida sin recurrir a animales de experimentación. Además, los resultados podrían servir para orientar la reparación y el desarrollo de órganos humanos sintéticos para trasplantes.

Para guiar el desarrollo del embrión sintético, los científicos unieron células madre cultivadas que representaban a cada uno de los tres tipos de tejido en las proporciones y el entorno adecuados con el fin de promover su crecimiento y comunicación entre sí, para finalmente autoensamblarse en un embrión.

Descubrieron que las células extraembrionarias envían señales químicas a las células embrionarias, pero también mecánicas, o a través del tacto, guiando el desarrollo del embrión.

Un gran avance del estudio es la capacidad de generar todo el cerebro, en particular la parte anterior, que ha sido uno de los principales objetivos en el desarrollo de embriones sintéticos.

Esto funciona en el nuevo sistema porque esta parte del cerebro requiere señales de uno de los tejidos extraembrionarios para poder desarrollarse. Esto abre nuevas posibilidades para el estudio de los mecanismos del neurodesarrollo en un modelo experimental.

Aunque la investigación actual se llevó a cabo en modelos de ratón, los investigadores están desarrollando modelos humanos similares, con el potencial de dirigirse a la generación de tipos de órganos específicos para comprender los mecanismos que subyacen a procesos cruciales que, de otro modo, serían imposibles de estudiar en embriones reales.

Referencia: Amadei, G., Handford, C.E., Qiu, C. et al. «Synthetic embryos complete gastrulation to neurulation and organogénesis». Nature, 25 August 2022. DOI: 10.1038/s41586-022-05246-3

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