La creación de embriones artificiales ha avanzado un paso después de que un equipo internacional de investigadores usó células madre de ratón para producir estructuras similares a embriones artificiales capaces de 'gastrulación', un paso clave en la vida de cualquier embrión.
El equipo, dirigido por la profesora Magdalena Zernicka-Goetz de la Universidad de Cambridge, creó previamente una estructura mucho más simple que se asemeja a un embrión de ratón en cultivo, utilizando dos tipos de células madre, las 'células maestras' del cuerpo, y un 3Dandamio en el que pueden crecer.
Ahora, en un estudio publicado hoy en Biología celular natural , el profesor Zernicka-Goetz y sus colegas han desarrollado aún más las estructuras de tipo embrionario, utilizando no solo dos sino tres tipos de células madre que les permiten reconstruir un proceso conocido como gastrulación, un paso esencial en el que las células embrionarias se autoorganizanen la estructura correcta para que se forme un embrión.
Una vez que un óvulo de mamífero ha sido fertilizado por un espermatozoide, se divide varias veces para generar una pequeña bola flotante que comprende tres tipos de células madre. En la etapa de desarrollo conocida como la etapa de 'blastocisto', las células madre particulareseso eventualmente hará que el cuerpo futuro, las células madre embrionarias ESC, se agrupen dentro del embrión hacia un extremo. Los otros dos tipos de células madre en el blastocisto son las células madre extra-embrionarias del trofoblasto TSC, queformará la placenta y las células madre del endodermo primitivo PESC que formarán el saco vitelino, asegurando que los órganos del feto se desarrollen adecuadamente y proporcionen nutrientes esenciales.
En marzo de 2017, el profesor Zernicka-Goetz y sus colegas publicaron un estudio que describía cómo, usando una combinación de ESC y TSC de ratón genéticamente modificados, junto con un andamio de gelatina 3D conocido como matriz extracelular, podían creceruna estructura capaz de ensamblarse a sí misma y cuyo desarrollo y arquitectura se parecía mucho al embrión natural. Hubo un notable grado de comunicación entre los dos tipos de células madre: en cierto sentido, las células se decían entre sí en qué lugar del embrión se colocaban..
Sin embargo, faltaba un paso clave en la vida del embrión: la gastrulación, descrita por el eminente biólogo Lewis Wolpert como "verdaderamente el momento más importante en su vida". La gastrulación es el punto en el que el embrión se transformasiendo una sola capa de tres capas: una capa interna endodermo, capa media mesodermo y capa externa endodermo, que determina en qué tejidos u órganos se desarrollarán las células.
"La gastrulación adecuada en el desarrollo normal solo es posible si tienes los tres tipos de células madre. Para reconstruir esta danza compleja, tuvimos que agregar la tercera célula madre faltante", dice el profesor Zernicka-Goetz. "Al reemplazar elgelatina que utilizamos en experimentos anteriores con este tercer tipo de células madre, pudimos generar estructuras cuyo desarrollo fue asombrosamente exitoso ".
Al agregar los PESC, el equipo pudo ver cómo su 'embrión' se somete a la gastrulación, organizándose en las tres capas corporales que tienen todos los animales. El momento, la arquitectura y los patrones de actividad génica reflejan el del desarrollo embrionario natural.
"Nuestros embriones artificiales experimentaron el evento más importante en la vida en el plato de cultivo", agrega el profesor Zernicka-Goetz. "Ahora están extremadamente cerca de los embriones reales. Para desarrollarse más, tendrían que implantarse en el cuerpo de la madreo una placenta artificial "
Los investigadores dicen que ahora deberían estar en condiciones de comprender mejor cómo interactúan los tres tipos de células madre para permitir que el embrión se desarrolle, alterando experimentalmente las vías biológicas en un tipo de célula y viendo cómo esto afecta el comportamiento de uno o ambos, de los otros tipos de células.
"Ahora también podemos tratar de aplicar esto a los tipos de células madre humanas equivalentes y estudiar los primeros eventos en el desarrollo de embriones humanos sin tener que usar embriones humanos naturales", dice el profesor Zernicka-Goetz.
Al aplicar estos estudios uno al lado del otro, debería ser posible aprender mucho sobre los aspectos fundamentales de las primeras etapas del desarrollo de los mamíferos. De hecho, tales comparaciones deberían permitir a los científicos estudiar eventos que suceden más allá del día 14 enembarazos humanos, pero sin usar embriones humanos de 14 días; la ley del Reino Unido permite que los embriones se estudien en el laboratorio solo hasta este período.
"Las primeras etapas del desarrollo embrionario son cuando se pierde una gran proporción de embarazos y, sin embargo, es una etapa de la que sabemos muy poco", dice el profesor Zernicka-Goetz. "Ahora tenemos una forma de simular el desarrollo embrionario en elplato de cultivo, por lo que debería ser posible comprender exactamente lo que está sucediendo durante este período notable en la vida de un embrión, y por qué a veces este proceso falla ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :