Los científicos han creado embriones artificiales de ratón usando solo células madre
Los científicos han creado embriones de ratón “artificiales” a partir de células madre que no contienen el esperma del padre, el óvulo o el útero de la madre.
Los embriones creados en el laboratorio reflejan un embrión de ratón normal hasta 8 días después de la fertilización y contienen las mismas estructuras, incluida una estructura similar a un corazón que late.
A corto plazo, los investigadores esperan utilizar estos supuestos embriones para comprender mejor las primeras etapas de desarrollo y los mecanismos de estudio detrás de la enfermedad sin la necesidad de muchos animales de laboratorio. Esta hazaña también podría sentar las bases para crear embriones humanos artificiales para futuras investigaciones.
“Sin duda estamos ante una nueva revolución tecnológica, todavía somos muy ineficientes… pero con un enorme potencial”, dijo Lluís Montoliu, profesor investigador del Centro Nacional de Biotecnología de España que no participó en la investigación. “Nos recuerda avances científicos sorprendentes, como el nacimiento de la oveja Dolly”.
Un estudio publicado el jueves en Nature, por Magdalena Zernicka-Goetz en Caltech y sus colegas, es el último estudio para describir embriones artificiales de ratón. Un estudio similar realizado por Jacob Hanna y sus colegas en el Instituto de Ciencias Weizmann en Israel, al corriente a principios de este mes en la revista Cell. Hanna también fue coautora del artículo de Nature.
Hanna, cuyo equipo de investigadores incluye judíos y árabes israelíes, así como un estudiante de doctorado palestino, dijo que los intentos anteriores solo habían dado como resultado blastocistos, es decir, estructuras formadas en el desarrollo temprano de los mamíferos. El blastocisto contiene una pequeña porción de las células que se encuentran en los más de 1 millón de embriones.
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“Es muy probable que el próximo hito en este campo sea un embrión humano basado en células madre sintéticas”.Eric Topol (@EricTopol) 25 de agosto de 2022
“Es un lindo,” Le dijo a The Times of Israel a principios de este mes. “No había espermatozoides, ni óvulos, ni útero, pero pudimos crear embriones solo a partir de células madre hasta ocho días, un tercio del embarazo de un ratón, con un corazón palpitante”.
Dijo que la investigación podría usarse algún día para hacer crecer estructuras similares a embriones humanos para generar células para futuras soluciones médicas.
Una razón para estudiar las primeras etapas del desarrollo es obtener más información sobre por qué la mayoría de los embarazos humanos se pierden en una etapa temprana y los embriones se crean en el laboratorio, dijo Zernica Goetz, experta en biología de células madre. La fertilización no se implanta ni se desarrolla hasta en un 70% de los casos. Dijo que estudiar el desarrollo normal es difícil por muchas razones, incluido el hecho de que se donan muy pocos embriones humanos para la investigación y que los científicos enfrentan limitaciones éticas.
La construcción de modelos de embriones es una forma alternativa de estudiar estos problemas.
Para crear los embriones artificiales, o “embriones” descritos en el artículo de Nature, los científicos combinaron células madre embrionarias y otros dos tipos de células madre, todas de ratones. Hicieron esto en el laboratorio, usando un tipo específico de plato que permitió que los tres tipos de células se agruparan. Zernicka Goetz dijo que aunque no todos los embriones que crearon eran perfectos, los mejores eran “indistinguibles” de los embriones de ratón normales. Además de la estructura en forma de corazón, también desarrollan estructuras en forma de cabeza.
“Este es el primer modelo que nos permite estudiar completamente el desarrollo del cerebro en el contexto del desarrollo embrionario del ratón”, dijo.
Las raíces de este trabajo se remontan a décadas, y Zernicka-Goetz y Hanna dijeron que su grupo había estado trabajando en este tipo de investigación durante muchos años. Zernicka-Goetz dijo que su grupo envió su estudio a Nature en noviembre.
Los científicos dijeron que los próximos pasos incluyen tratar de convencer a los embriones artificiales de ratón para que se desarrollen en los últimos ocho días y medio, con el objetivo final de lograr que maduren, que es de 20 días para un ratón.
Un embrión de ratón artificial crece en el Instituto de Ciencias Weizmann el día 8, completo con un corazón que late. (Cortesía del Instituto de Ciencias Weizmann)
En este punto, están “luchando por superar” la marca de los 8 días y medio, dijo Gianluca Amadei, coautor del artículo de Nature con sede en Cambridge. “Creemos que podremos superarlos, por así decirlo, para que puedan seguir evolucionando”.
Los científicos esperan que después de aproximadamente 11 días de desarrollo, un feto sin placenta falle, pero esperan que algún día los investigadores puedan encontrar una manera de crear una placenta artificial. En este punto, no saben si podrán obtener los embriones artificiales sin el útero de un ratón.
Los investigadores dijeron que no ven pronto la creación de versiones humanas de estos embriones artificiales, pero sí ven que sucederá a tiempo. Hanna lo llamó “la próxima cosa obvia”.
Otros científicos ya han utilizado células madre humanas para crear un “blastoide”, una estructura que imita al preembrión, que podría servir como alternativa de investigación a una real.
Dr. Jacob Hanna en su laboratorio en el Instituto Weizmann. (Cortesía)
Tal trabajo está sujeto a preocupaciones éticas. Durante décadas, los investigadores han guiado la “regla de los 14 días” sobre el cultivo de embriones humanos en el laboratorio. El año pasado, la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre recomendó relajar la regla en circunstancias limitadas.
Los científicos confirman que criar un niño a partir de un embrión humano artificial no es posible ni está bajo estudio.
“La perspectiva de este informe es importante porque sin él, el título de que se creó un embrión de mamífero en un laboratorio podría dar lugar a la idea de que pronto se podría hacer lo mismo con los humanos”, dijo el biólogo del desarrollo Alfonso Martínez Arias de la Universidad Pompeu Fabra. En España, cuyo grupo ha desarrollado modelos alternativos basados en células madre para el desarrollo animal.
“En el futuro, se realizarán experimentos similares en células humanas y eso, en algún momento, producirá resultados similares”, dijo. “Esto debería fomentar la consideración de la ética y el impacto social de estas experiencias antes de que ocurran”.
Nathan Jivay contribuyó a este informe.
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