Científicos del Instituto Hubrecht KNAW y la Universidad de Cambridge Reino Unido han logrado generar estructuras embrionarias complejas a partir de células madre embrionarias de ratón. Estas estructuras, llamadas gastruloides, pueden ahora por primera vez desarrollar somitas, los bloquesde tejido que luego se desarrolla en las vértebras y músculos del embrión. Es la primera vez que los científicos logran generar estructuras embrionarias tan avanzadas que representan esta etapa del desarrollo embrionario, que ocurre después de la implantación en el útero. Este sistema modelo permiteestas últimas etapas del desarrollo embrionario para ser estudiadas en un plato. Los resultados de su estudio se publicaron en Naturaleza el 19 de febrero.
Durante la embriogénesis, un óvulo fertilizado se convierte en un organismo completo. Sin embargo, todavía se desconoce mucho sobre los procesos que dirigen el desarrollo embrionario en los mamíferos. Por ejemplo, ¿cómo regulan los mamíferos el número de vértebras que forman sus espinas, o en qué¿Cómo sucede esto? ¿Y podemos evitar que esto suceda? ¿Qué compuestos son beneficiosos para el desarrollo embrionario y cuáles son malos? Estudios queAbordar estas cuestiones a menudo requiere el uso de embriones de ratón. Sin embargo, estos embriones se desarrollan dentro del útero y es difícil obtenerlos en grandes cantidades. Científicos de los laboratorios de Alexander van Oudenaarden y Katharina Sonnen Instituto Hubrecht y del laboratorio de Alfonso MartínezPor lo tanto, Arias Universidad de Cambridge está desarrollando una alternativa: gastruloides, estructuras similares a embriones generadas a partir de células madre en el laboratorio.
somitas
En 2014, estos científicos desarrollaron por primera vez estructuras similares a embriones, llamadas gastruloides, a partir de células madre de ratón. Ahora, han mejorado aún más las condiciones de cultivo para aumentar las similitudes entre los gastruloides y los embriones, lo que ha resultado en gastruloides que crecensomitas. Las somitas son pequeños "bloques" de tejido que recubren la parte posterior del embrión, y luego formarán las vértebras y los músculos esqueléticos. Por lo tanto, los gastruloides actuales son más complejos y se parecen a los embriones de ratón con más detalle que los modelos anteriores. Susanne van den BrinkInstituto Hubrecht: "Es la primera vez que logramos generar estructuras embrionarias tan complejas que recapitulan las etapas embrionarias de desarrollo que normalmente ocurren después de la implantación en el útero". Vincent van Batenburg Instituto Hubrecht agrega: "Es fascinante ver que un grupo homogéneo de células puede organizarse en una estructura similar a un embrión que genera somitas en un plato ".
Gastruloides y embriones
Los científicos hicieron una comparación detallada entre gastruloides y embriones al investigar qué tipos de células y tejidos están presentes en estas estructuras. Además, investigaron dónde se encuentran estos tipos de células y tejidos a lo largo del eje del cuerpo de la cabeza a la cola, en ambosgastruloides y embriones.Como la combinación de genes activos determina el tipo de célula, podrían investigar estos tipos de células midiendo qué genes están activos en qué ubicación, tanto en embriones como en gastruloides.
estado de la técnica
Con este fin, los científicos utilizaron tecnologías de vanguardia, como la secuenciación unicelular y la secuenciación de tomografía. La secuenciación unicelular se puede utilizar para medir el conjunto total de genes activos en cada célula individual, perono proporciona información sobre la ubicación de estas células. Por el contrario, la secuenciación por tomografía es un método en el que el embrión o gastruloide se secciona en rodajas finas, en este caso de la cabeza a la cola, después de lo cual se mide la actividad de los genes en cadade estas secciones.
Un modelo de sistema adecuado
La combinación de secuenciación unicelular y secuenciación de tomografía permitió a los científicos medir exactamente qué tipos de células están presentes en los gastruloides y dónde se colocaron estos tipos de células a lo largo del eje de la cabeza a la cola de los gastruloides y embriones. Susanne van denBrink Instituto Hubrecht: "Descubrimos que los gastruloides son muy similares a los embriones, lo que los convierte en un sistema modelo muy adecuado para estudiar el desarrollo embrionario". Anna Alemany: "Sin embargo, una diferencia importante entre los embriones y los gastruloides es que los gastruloides no tienenun cerebro o placenta. Por lo tanto, estas estructuras no son viables ".
Estudio de procesos de desarrollo
Con este estudio, los científicos muestran que los gastruloides ahora se pueden utilizar para estudiar procesos más complejos que ocurren en los embriones, como los procesos que regulan la formación de somitas. Alexander van Oudenaarden: "Una ventaja principal de este sistema modelo es que los gastruloides puedencultivarse en grandes cantidades. Esto significa que podemos usarlos para probar nuevos medicamentos para detectar defectos del desarrollo, o para probar qué compuestos son tóxicos para los embriones en desarrollo ". Los científicos también pueden usar gastruloides para estudiar cómo aparecen los defectos embrionarios, comodefectos durante la formación del corazón y los músculos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Hubrecht . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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