Embrión artificial cultivado en una placa a partir de dos tipos de células madre
Los embriones artificiales de ratón cultivados a partir de células madre en una placa podrían ayudar a desvelar secretos del desarrollo precoz y la infertilidad que hasta ahora nos han eludido.
Magdalena Zernicka-Goetz, de la Universidad de Cambridge, y su equipo fabricaron los embriones utilizando células madre embrionarias, el tipo de células que se encuentran en los embriones y que pueden madurar hasta convertirse en cualquier tipo de tejido del cuerpo.
Uso de células madre pluripotentes inducidas para recrear la glándula suprarrenal en una placa de Petri
Crías de rata nacidas de esperma producido artificialmente a partir de células madre
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El truco consistía en cultivarlas junto con células madre trofoblásticas, que normalmente producen la placenta. Al cultivar estos dos tipos de células por separado y luego combinarlas en una matriz de gel especial, las dos se mezclaron y empezaron a desarrollarse juntas.
Al cabo de unos cuatro días y medio, los embriones parecían embriones de ratón normales que estaban a punto de empezar a diferenciarse en distintos tejidos y órganos corporales.
"Son muy similares a los embriones naturales de ratón", explica Zernicka-Goetz. "Juntamos los dos tipos de células madre -cosa que nunca se había hecho antes- para que pudieran hablar entre ellas. Vimos que las células podían autoorganizarse sin nuestra ayuda".
Es la primera vez que se fabrica algo parecido a un embrión a partir de células madre, sin utilizar de algún modo un óvulo. Técnicas como la clonación, como la de la oveja Dolly y otros animales, evitan la necesidad de esperma, pero siguen necesitando un óvulo.
Plan corporal
Los embriones artificiales aportan nuevos conocimientos sobre cómo se organizan y crecen los embriones, explica Zernicka-Goetz. El equipo diseñó los embriones artificiales de modo que los tipos celulares fluorescieran en distintos colores, para revelar sus movimientos y comportamiento a medida que los embriones experimentan cambios cruciales.
Ya se sabía que los embriones de mamíferos empezaban como una bola simétrica, luego se alargaban, formaban una cavidad central y empezaban a desarrollar un tipo de capa celular llamada mesodermo, que en última instancia pasa a formar hueso y músculo.
"Antes no sabíamos cómo forman los embriones esta cavidad, pero ahora hemos descubierto su mecanismo y los pasos secuenciales por los que se forma", afirma Zernicka-Goetz. "Está sentando las bases de todo el plan corporal".
"El trabajo es una gran aportación al campo de las células madre y podría extenderse a poblaciones de células madre humanas", afirma Leonard Zon, del Hospital Infantil de Boston (Massachusetts). "Utilizando el sistema, podrían estudiarse mejor los factores que participan en el desarrollo embrionario y esto podría ayudarnos a comprender los primeros acontecimientos de la embriogénesis".
Pero Robin Lovell-Badge, del Instituto Francis Crick de Londres, afirma que los embriones carecen de otros dos tipos de capas celulares necesarias para desarrollar los órganos del cuerpo: el ectodermo, que forma la piel y el sistema nervioso central, y el endodermo, que fabrica nuestros órganos internos.
Zernicka-Goetz espera ver cómo se desarrollan estos tipos de capas celulares en futuros experimentos añadiendo a la mezcla células madre que normalmente forman el saco vitelino, una tercera estructura implicada en el desarrollo embrionario.
Pasos ocultos
Si se consiguiera una hazaña similar con células madre humanas, podríamos saber mucho sobre las etapas más tempranas de nuestro desarrollo. La investigación actual está limitada por el número de embriones sobrantes que se donan en los procedimientos de FIV. Pero la nueva técnica podría producir un suministro ilimitado, facilitando la realización de investigaciones en profundidad. Estos embriones artificiales también podrían ser más fáciles de manipular, para ver qué efecto tienen los distintos factores en la embriogénesis temprana.
Interrumpir el desarrollo de este modo puede aportar nuevos conocimientos sobre las causas del desarrollo anormal del embrión y el aborto espontáneo. "Se podrían entender los principios que rigen cada fase del desarrollo. Normalmente no se puede acceder a ellos, porque ocurren dentro de la madre", afirma Zernicka-Goetz.
Pero es dudoso que este trabajo pueda dar lugar a bebés completamente desarrollados en el laboratorio. Lovell-Badge afirma que es improbable que los embriones artificiales se desarrollen in vitro mucho más de lo que muestra el estudio, ya que pronto necesitarían el suministro de nutrientes y oxígeno que una placenta normalmente canaliza desde la madre.
"No pensamos crear un ratón en el laboratorio con células madre", afirma Zernicka-Goetz. Pero confía en que la adición de células madre del saco vitelino permita a estos embriones artificiales sobrevivir el tiempo suficiente para estudiar el inicio de órganos como el corazón.
