Los primeros días de cómo se desarrolla un embrión están envueltos en un misterio, porque provoca una especie de acto de fuga. Una vez que un espermatozoide encuentra un óvulo, comienza un viaje de aproximadamente una semana hacia el útero, convirtiéndose en una pequeña bola de células en el camino. Cuando llega a su destino, se adhiere a la pared del útero, desapareciendo de la vista.
Para arrojar luz sobre el proceso, los investigadores están tratando de crear estructuras parecidas a embriones derivadas de células madre, en lugar de espermatozoides y óvulos, para poder observar el desarrollo temprano en el laboratorio. Estas bolas tridimensionales de células podrían ofrecer pistas sobre cómo surgen las enfermedades, los defectos de nacimiento y los abortos espontáneos, sin las preocupaciones prácticas y éticas que plantea el uso de embriones reales. En el último esfuerzo, los investigadores en China crearon estas estructuras utilizando células madre de macacos y trataron de establecer embarazos con ellas en monos hembra. El experimento se describe en la revista Cell Stem Cell . Aunque otros investigadores han creado embriones "sintéticos" antes, es la primera vez que alguien lo ha hecho con monos, animales estrechamente relacionados con los humanos, y trató de que se implantaran en el útero.
Los autores comenzaron con células madre aisladas de embriones de mono que tenían solo unos pocos días. Las células madre tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula corporal y, en teoría, pueden usarse para reconstituir algo que se asemeja a un embrión. Después de colocar estas células en placas de laboratorio, los investigadores las expusieron a un cóctel de nutrientes y moléculas para convertirlas en diferentes tipos de células que se encuentran en un embrión.
Bajo un microscopio, las estructuras se parecían a los blastocistos, la etapa temprana de un embrión, en los días 8 y 9 de desarrollo. También comenzaron a formar arreglos que parecían un saco vitelino, que aparece al principio del embarazo y nutre al embrión.
“Parecen muy convincentes”, dice Kotaro Sasaki, profesor asistente de ciencias biomédicas en la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania, que estudia embriología de primates y desarrollo humano y no participó en el estudio. “Parece que tienen todos los tipos de células que normalmente están presentes en los embriones”.
Luego, los científicos tomaron algunas de estas bolas de células similares a embriones y las transfirieron a los úteros de ocho monos hembra. En tres, las estructuras se implantaron en el revestimiento del útero, el primer paso del embarazo. Los autores confirmaron los embarazos con ultrasonido y también detectaron las hormonas progesterona y gonadotropina coriónica, que surgen durante el embarazo. Las estructuras trasplantadas también formaron sacos gestacionales tempranos, cavidades llenas de líquido que rodean a un embrión en desarrollo. Pero los embarazos duraron poco. Estos sacos desaparecieron después de aproximadamente una semana. No se formaron fetos.
Las estructuras similares a embriones restantes se cultivaron en un plato para imitar cómo podrían continuar desarrollándose después de la implantación en el útero. Pero en esta etapa posterior, dice Sasaki, los embriones creados en el laboratorio se volvieron "un poco desorganizados y no se parecen a los embriones normales". Probablemente fallaron debido a anomalías estructurales o genéticas, dice.
El hecho de que las estructuras no se hayan desarrollado normalmente indica que no son lo mismo que los embriones naturales, dice Nicolas Rivron, embriólogo de la Academia de Ciencias de Austria. “Es fácil formar una estructura que se parece a un blastocisto”, dice. "Pero las apariencias pueden ser engañosas."
El laboratorio de Rivron fue el primero en crear estas estructuras similares a embriones en 2018. Su equipo demostró que las células madre de ratón pueden autoorganizarse en estructuras que se asemejan a un blastocisto, que se forma cinco o seis días después de que el esperma fertiliza un óvulo. Llamaron a las bolas de células "blastoides".
Luego, en 2021, varios laboratorios demostraron que podían crear blastoides humanos utilizando células madre. Y el año pasado, investigadores de la Universidad de Cambridge y el Instituto de Tecnología de California informaron que habían creado estructuras de ratón que imitaban embriones naturales a los 8,5 días de desarrollo que tenían corazones latiendo y pliegues neurales, los cimientos del cerebro.
Los científicos detrás de estos experimentos insisten en que estas bolas de células son solo modelos, no embriones reales. La Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre (ISSCR), un grupo científico que establece pautas para la investigación con células madre, prohíbe que estas estructuras se transfieran a humanos con el propósito de intentar iniciar embarazos.
Por ahora, los científicos quieren usarlos para comprender mejor el embarazo temprano. "Debido a que los monos están estrechamente relacionados con los humanos desde el punto de vista evolutivo, esperamos que el estudio de estos modelos profundice nuestra comprensión del desarrollo embrionario humano, lo que incluye arrojar luz sobre algunas de las causas de los abortos espontáneos tempranos", dijo Zhen Liu, de la Academia de Ciencias de China en Shanghái. , uno de los autores del estudio, en un comunicado de prensa. (El equipo de Liu no respondió a una solicitud de comentarios enviada por correo electrónico al cierre de esta edición).
Aún así, probar esto en un mono es la aproximación más cercana a lo que podría suceder en un ser humano. "Esto demuestra que se puede iniciar un embarazo o al menos activar el sistema hormonal del macaco para que piense que está embarazada", dice Hank Greely, director del Centro de Derecho y Biociencias de la Escuela de Medicina de Stanford. “Dice que hay alguna evidencia de que tal vez podría dar lugar a un mono bebé”.
La investigación con embriones es especialmente controvertida en los EE. UU., donde ha enfrentado objeciones religiosas durante décadas. Si bien la mayoría de los estados permiten la investigación con embriones humanos, la ley nacional prohíbe que se utilicen fondos federales para crearlos o destruirlos.
Varios países, incluidos el Reino Unido, Canadá y Corea del Sur, tienen restricciones legales contra el cultivo de embriones humanos en un laboratorio pasados 14 días después de la fertilización, cuando aparecen los primeros signos del sistema nervioso central. En otros países, la regla de los 14 días es solo una pauta, inicialmente establecida por la ISSCR. En 2021, la ISSCR relajó la regla de los 14 días para considerar los experimentos que involucran el crecimiento de embriones humanos más allá de esa marca caso por caso.
Los modelos de embriones brindan a los investigadores una alternativa sin tener que depender de lo real. Pero a medida que se vuelven más sofisticados, plantean sus propias preocupaciones. “Creo que lo que realmente nos gustaría saber es si un modelo de embrión puede dar lugar a un organismo vivo”. Greely dice. “Si puede, entonces debería ser tratado como un embrión. Si no puede, entonces no necesita ser tratado como un embrión”.
Para responder a esa pregunta, Greely está a favor de que los científicos realicen el tipo de experimentos que describe el nuevo artículo. Siente que no sería ético hacerlo en personas, porque los bebés resultantes podrían terminar con defectos de nacimiento o trastornos genéticos.
Rivron cree que los científicos deberían moverse lentamente al tratar de establecer embarazos animales con blastoides, porque es muy probable que estas estructuras no se desarrollen correctamente. Pero al ritmo actual de investigación en el campo, cree que el primer ratón vivo nacido de un blastoide podría ser una realidad dentro de cinco años. “Creo que deberíamos hacer las cosas gradualmente para asegurarnos de hacerlo bien”.
En su comunicado de prensa, el equipo detrás del nuevo documento reconoce que el trabajo puede ser controvertido. “Los investigadores dijeron que reconocen las preocupaciones éticas que rodean este tipo de investigación, pero enfatizan que todavía hay muchas diferencias entre estas estructuras similares a embriones y los blastocistos naturales”, se lee en el comunicado. “Es importante destacar que las estructuras similares a embriones no tienen un potencial de desarrollo completo. Señalan que para que este campo avance es importante tener discusiones entre la comunidad científica y el público”.
