Tecnociencia

Embriones sintéticos de ratón a partir de células madre

Investigadores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) han desarrollado un modelo que copia las etapas del desarrollo del embrión natural del roedor que tienen lugar hasta el día 8,5 después de la fecundación. Incluye regiones del cerebro, un tubo neural y una estructura similar a un corazón. El avance servirá para estudiar las primeras etapas de la vida sin recurrir a animales de experimentación.

Un equipo  del Grupo de Desarrollo de Mamíferos y Células Madre en la Universidad de Cambridge (Reino Unido), ha creado embriones sintéticos 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.

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 ETiX resultante fue capaz de desarrollarse más allá de la neurulación, hasta el equivalente a 8,5 días después de la fecundación en un embrión natural de ratón y 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.

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.

Este modelo de embrión de ratón no solo desarrolla un cerebro, sino también un corazón que late, y todos los componentes que conforman el cuerpo. Es importante porque da acceso a la estructura en desarrollo en una etapa que normalmente se oculta debido a la implantación del diminuto embrión en el útero de la madre. Esta accesibilidad permite manipular los genes para comprender sus funciones de desarrollo en un sistema experimental.

Para guiar el desarrollo de su 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 estudiar 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. En la actualidad, la legislación británica sólo permite estudiar embriones humanos en el laboratorio hasta el 14 día de desarrollo.

Fuente: SINC

Imagen de cabecera: Embriones naturales y sintéticos, uno al lado del otro, para mostrar la formación comparable del cerebro y el corazón. / Amadei and Handford