Los investigadores han utilizado la tecnología de edición del genoma para revelar el papel de un gen clave en los embriones humanos en los primeros días de desarrollo. Esta es la primera vez que se ha utilizado la edición del genoma para estudiar la función genética en embriones humanos, lo que podría ayudar a los científicospara comprender mejor la biología de nuestro desarrollo temprano.
El equipo utilizó técnicas de edición del genoma para evitar que un gen clave produzca una proteína llamada OCT4, que normalmente se activa en los primeros días del desarrollo del embrión humano. Después de que el óvulo se fertiliza, se divide hasta que aproximadamente a los 7 días forma unabola de alrededor de 200 células llamada 'blastocisto'. El estudio encontró que los embriones humanos necesitan OCT4 para formar correctamente un blastocisto.
"Nos sorprendió ver cuán crucial es este gen para el desarrollo del embrión humano, pero debemos continuar nuestro trabajo para confirmar su función", dice la Dra. Norah Fogarty del Instituto Francis Crick, primera autora del estudio. "Otras investigacionesLos métodos, incluidos los estudios en ratones, sugirieron un papel posterior y más enfocado para OCT4, por lo que nuestros resultados resaltan la necesidad de investigación con embriones humanos ".
La Dra. Kathy Niakan del Instituto Francis Crick, quien dirigió la investigación, agrega: "Una forma de averiguar qué hace un gen en el embrión en desarrollo es ver qué sucede cuando no está funcionando. Ahora hemos demostrado una eficaciaPara lograrlo, esperamos que otros científicos lo utilicen para descubrir las funciones de otros genes. Si conociéramos los genes clave que los embriones necesitan para desarrollarse con éxito, podríamos mejorar los tratamientos de FIV y comprender algunas de las causas del fracaso del embarazo.tomar muchos años para lograr tal comprensión, nuestro estudio es solo el primer paso ".
La investigación fue publicada en Naturaleza y dirigido por científicos del Instituto Francis Crick, en colaboración con colegas de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Oxford, el Instituto Wellcome Trust Sanger, la Universidad Nacional de Seúl y la Clínica Bourn Hall. Fue financiado principalmente por el Consejo de Investigación Médica del Reino Unido, Wellcome yCancer Research UK.
El equipo pasó más de un año optimizando sus técnicas utilizando embriones de ratón y células madre embrionarias humanas antes de comenzar a trabajar en embriones humanos. Para inactivar OCT4, utilizaron una técnica de edición llamada CRISPR / Cas9 para cambiar el ADN de 41 embriones humanos. Después de sietedías, se detuvo el desarrollo embrionario y se analizaron los embriones.
Los embriones utilizados en el estudio fueron donados por parejas que se habían sometido a un tratamiento de FIV, y los embriones congelados permanecían almacenados; la mayoría fueron donados por parejas que habían completado su familia y querían que sus embriones sobrantes se usaran para la investigación. El estudiose realizó bajo una licencia de investigación y una estricta supervisión regulatoria de la Autoridad de Fertilización y Embriología Humana HFEA, el regulador independiente del gobierno del Reino Unido que supervisa el tratamiento y la investigación de la infertilidad.
Además del desarrollo de embriones humanos, se cree que OCT4 es importante en la biología de las células madre. Las células madre 'pluripotentes' pueden convertirse en cualquier otro tipo de célula y pueden derivarse de embriones o crearse a partir de células adultas, como las células de la piel.Las células madre embrionarias humanas se extraen de una parte del embrión en desarrollo que tiene altos niveles de OCT4.
"Tenemos la tecnología para crear y utilizar células madre pluripotentes, lo que sin duda es un logro fantástico, pero todavía no entendemos exactamente cómo funcionan estas células", explica el Dr. James Turner, coautor del estudio de FrancisCrick Institute. "Aprender más sobre cómo diferentes genes hacen que las células se vuelvan y sigan siendo pluripotentes nos ayudará a producir y utilizar células madre de forma más fiable".
Sir Paul Nurse, Director del Instituto Francis Crick, dice: "Esta es una investigación emocionante e importante. El estudio se ha llevado a cabo con una supervisión regulatoria completa y ofrece nuevos conocimientos sobre los procesos biológicos en funcionamiento en los primeros cinco o seis díasdel desarrollo saludable de un embrión humano. Kathy Niakan y sus colegas están proporcionando una nueva comprensión de los genes responsables de un cambio crucial cuando los grupos de células en el embrión muy temprano se organizan por primera vez y se colocan en diferentes caminos de desarrollo. Los procesos que operan en estos embriones embrionarioslas células serán de interés en muchas áreas de la biología y la medicina de células madre ".
El Dr. Kay Elder, coautor del estudio de la Clínica Bourn Hall, dice: "El éxito del tratamiento de FIV depende fundamentalmente de los sistemas de cultivo que proporcionan un entorno óptimo para el desarrollo de embriones sanos. Muchos embriones se detienen en cultivo o no continúan desarrollándosedespués de la implantación; esta investigación ayudará significativamente al tratamiento de parejas infértiles, ayudándonos a identificar los factores que son esenciales para asegurar que los embriones humanos puedan convertirse en bebés sanos ".
El Dr. Ludovic Vallier, coautor del estudio del Wellcome Trust Sanger Institute y el Wellcome - MRC Cambridge Stem Cell Institute, dice: "Este estudio representa un paso importante en la comprensión del desarrollo embrionario humano. La adquisición de este conocimiento será esencialpara desarrollar nuevos tratamientos contra los trastornos del desarrollo y también podría ayudar a comprender las enfermedades de los adultos como la diabetes que pueden originarse durante la etapa temprana de la vida. Por lo tanto, esta investigación abrirá nuevos campos de oportunidad para aplicaciones básicas y traslacionales ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Francis Crick . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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