Científicos cultivan un modelo completo de embrión humano, sin usar esperma ni óvulo

Científicos del instituto Weizmann han desarrollado una entidad que se parece mucho a un embrión humano temprano, sin utilizar espermatozoides, óvulos ni útero.

Noticias relacionadas

Logran crear estructuras similares a embriones tempranos con células humanas

hace 3 años

Creación de embriones humanos sintéticos sin necesidad de óvulos o esperma plantea problemas éticos y legales

Nacieron en Estados Unidos gemelos con ‘embriones añejos’ que habían estado conservados durante 30 años en nitrógeno líquido

Las primeras etapas del embrión son cruciales para su desarrollo, pero difíciles de estudiar por razones éticas y técnicas. Científicos han logrado ahora crear modelos completos de embriones humanos a partir de células madre cultivadas en el laboratorio y hacerlos crecer fuera del útero hasta el día 14 de vida.

Detrás de esta investigación está el científico palestino Jacob Hanna, del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel), quien el pasado junio ya dio a conocer esta investigación en un artículo publicado en un repositorio científico (bioRxiv), sin la revisión de otros investigadores. Este miércoles sus resultados aparecen en la revista científica Nature.

El anuncio de la creación de embriones humanos sintéticos a partir de células madre fue presentado el pasado junio en un congreso científico en Boston.

El equipo israelí dice que su “modelo de embrión”, elaborado con células madre, parece un ejemplo de libro de texto de un embrión real de 14 días. Incluso liberó hormonas que dieron positivo en una prueba de embarazo en el laboratorio.

Las primeras semanas después de que un espermatozoide fertiliza un óvulo son un período de cambios dramáticos: de una colección de células indistintas a algo que eventualmente se vuelve reconocible en una exploración del bebé. Este momento crucial es una fuente importante de abortos espontáneos y defectos de nacimiento, pero no se comprende bien. “Es una caja negra y no es un cliché: nuestro conocimiento es muy limitado”, explica el profesor Jacob Hanna, del Instituto Weizmann de Ciencias.

Cómo se realizó la investigación

El equipo se apoyó en su experiencia previa en la creación de modelos sintéticos de embriones de ratón basados en células madre.

Los embriones sintéticos tenían todas las estructuras y compartimentos característicos de las primeras semanas, incluida la placenta, el saco vitelino, el saco coriónico y otros tejidos externos que aseguraron el crecimiento dinámico y adecuado de los modelos.

Se parecen estructuralmente a los embriones naturales, aunque no son idénticos, resumen los autores en su artículo.

“Dada su auténtica complejidad, los modelos de embrión humano obtenidos pueden brindar una oportunidad sin precedentes para arrojar nueva luz sobre los misteriosos inicios del embrión”, señala un comunicado del Weizmann.

En esas primeras etapas, el cúmulo de células que se implantan en el útero al séptimo día se convierte, en tres o cuatro semanas, en un embrión bien estructurado con órganos. “El drama está en el primer mes (...). Este sigue siendo en gran medida una caja negra”, dice Hanna.

Muchos fallos del embarazo se producen en las primeras semanas y también defectos congénitos.

A continuación, utilizó el método recientemente desarrollado por Hanna para reprogramar las células madre pluripotentes con el fin de retrasar aún más el reloj: revertir estas células a un estado aún más temprano, conocido como “naive”, en el que son capaces de especializarse en cualquier tipo de célula.

Este estado corresponde al día 7 del embrión humano natural, alrededor del momento en que se implanta en el útero.

Los científicos dividieron las células en tres grupos; las destinadas a convertirse en embriones se dejaron tal cual.

Las de los otros grupos se trataron únicamente con sustancias químicas, sin necesidad de modificación genética, para activar determinados genes, con el fin de que se diferenciaran hacia uno de los tres tipos de tejido necesarios para el embrión: placenta, saco vitelino o la membrana del mesodermo extraembrionario que acaba creando el saco coriónico.

Poco después de mezclarlas en condiciones optimizadas y desarrolladas específicamente, las células formaron grupos, de los cuales alrededor del 1 % se autoorganizaron en estructuras completas similares a embriones.

“Un embrión es autodirigido por definición, no necesitamos decirle lo que tiene que hacer, solo debemos liberar su potencial codificado internamente”, afirma Hanna, para quien “es fundamental mezclar los tipos de células adecuados al principio, que solo pueden derivarse de células madre naive (...). Una vez hecho esto, el propio modelo embrionario dice: ¡adelante!”.

El estudio ya ha dado lugar a un hallazgo que puede abrir una nueva vía de investigación sobre los fallos tempranos del embarazo, según el Weizmann.

Si el embrión no es envuelto por células formadoras de placenta de la forma adecuada en el día 3 del protocolo (correspondiente al día 10 en el desarrollo embrionario natural), sus estructuras internas, como el saco vitelino, no logran desarrollarse correctamente.

Equipos tras embriones artificiales

Además de Hanna hay otros equipos trabajando en este campo en una “competición científica” con polémica incluida sobre quién se ha adelantado a quién y sobre si los resultados se han anunciado o no siguiendo el protocolo científico -publicación en una revista-.

Los otros grupos son los de Magdalena Zernicka-Goetz, del Instituto de Tecnología de California, y Berna Sozen, de la Universidad de Yale.

Más allá de la polémica que saltó en junio y como dijo a Science Media Centre Lluís Montoliu, investigador en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), es preferible quedarse con lo sustancial, que varios laboratorios han conseguido generar embriones humanos artificiales. (I)