Investigadores de la
Universidad de Cambridge, en Reino Unido, crean
embriones modelo 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, en lo que constituye una nueva vía para
recrear las primeras etapas de la vida, según publican en la revista científica
Nature.
El equipo, dirigido por la profesora
Magdalena Zernicka-Goetz, ha desarrollado el modelo de embrión
sin óvulos ni espermatozoides, y en su lugar utilizó células madre, las células maestras del cuerpo, que pueden convertirse en casi
cualquier tipo de célula del organismo. Imitaron los procesos naturales en el laboratorio guiando los tres tipos de células madre que se encuentran en el desarrollo temprano de los mamíferos hasta el punto en que empiezan a
interactuar. Al inducir la expresión de un conjunto concreto de genes y establecer un entorno único para sus interacciones, los investigadores consiguieron que las células madre “hablaran” entre sí.
Las células madre se autoorganizaron en estructuras que progresaron a través de las
sucesivas etapas de
desarrollo hasta tener corazones que latían y las bases del cerebro, así como el saco vitelino donde el embrión se desarrolla y obtiene los nutrientes en sus primeras semanas. A diferencia de otros embriones sintéticos,
los modelos de embrión desarrollados por Cambridge alcanzaron el punto en el que todo el cerebro, incluida la parte anterior, comenzó a desarrollarse. Se trata de un punto de desarrollo más avanzado del que se ha alcanzado en cualquier otro modelo derivado de células madre.
El equipo afirma que sus resultados, fruto de
más de una década de investigación que ha conducido progresivamente a estructuras embrionarias cada vez más complejas, podrían ayudar a los investigadores a entender por qué algunos embriones fracasan mientras que otros llegan a desarrollarse en un embarazo sano. Además, los resultados podrían utilizarse para
guiar la reparación y el desarrollo de
órganos humanos sintéticos para trasplantes.
La investigación abre la puerta a cultivar órganos humanos
Un gran avance del estudio es la
capacidad de generar todo el cerebro, en particular la parte anterior, que ha sido un objetivo importante en el desarrollo de embriones sintéticos. Esto funciona en el sistema de Zernicka-Goetz porque esta parte del cerebro requiere señales de uno de los tejidos extraembrionarios para poder desarrollarse. El equipo pensó que esto podría tener lugar a partir de sus estudios de 2018 y 2021, que utilizaron las mismas células componentes para desarrollarse en embriones en una fase ligeramente anterior. Ahora, al llevar el desarrollo un día más allá, pueden afirmar definitivamente que su modelo es el primero que señala el desarrollo de la parte anterior, y de hecho de todo el cerebro.
Si en el futuro los métodos desarrollados por el equipo de Zernicka-Goetz dan
buenos resultados con células madre humanas, también podrían utilizarse para guiar el desarrollo de órganos sintéticos para pacientes que esperan un trasplante. “Hay muchas personas en todo el mundo que esperan durante años un trasplante de órganos. Lo que hace que nuestro trabajo sea tan emocionante es que los conocimientos que surjan de él podrían utilizarse para
cultivar órganos humanos sintéticos correctos para salvar vidas que actualmente se pierden. También debería ser posible
afectar y curar órganos adultos utilizando los conocimientos que tenemos sobre cómo se fabrican”, afirma Zernicka-Goetz.
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