Crean un embrión artificial, sin óvulos ni espermatozoides, a partir de la célula de una oreja de ratón

El hallazgo, liderado por el español Juan Carlos Izpisua, es clave para investigar las primeras fases de la vida, los abortos espontáneos y ciertas enfermedades. También abre la puerta a crear todo tipo de órganos


Juan Carlos Izpisua Belmonte, investigador del Instituto Salk de California y catedrático extraordinario de la Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM), vuelve a protagonizar un hito científico de primera línea internacional con la creación de los primeros embriones sintéticos de ratón obtenidos de células adultas. El trabajo, detallado en la revista científica Cell, permitirá avanzar, sin necesidad de utilizar embriones naturales ni gametos, en el estudio del desarrollo de los primeros estadios embrionarios, las causas de los abortos espontáneos y el origen de determinadas enfermedades, aportando también datos críticos para la futura creación de órganos para trasplantes.

Algunos de los acontecimientos más importantes en la vida del ser humano ocurren en los primeros días tras la fertilización del óvulo por el espermatozoide. La forma en que se organizan las primeras 100 células, tras la división del zigoto para formar el blastocisto, tiene profundas implicaciones para determinar si un embarazo será exitoso o no, cómo se formarán los órganos e incluso influirá en la aparición de enfermedades, como el Alzheimer, en etapas posteriores de la vida. Sin embargo, hasta ahora, los científicos no han podido estudiar en detalle cómo se forma un blastocisto por no disponer de modelos adecuados para ello.

El pasado año, un grupo de investigadores holandeses del Instituto Marlin anunciaron en la revista Nature que habían logrado crear embriones sintéticos de ratón en su fase de blastocisto. Esas estructuras biológicas, denominadas blastoides, fueron obtenidas de células madre de ratón. El avance que ahora detalla Izpisua Belmonte es más relevante aún porque ha logrado crear blastoides, a partir de una única célula adulta extraída de la oreja de un ratón, a partir de la cual se lograron células madre pluripotentes inducidas (iPS), un tipo de células con las mismas características que las células madre embrionarias.

Para inducir a las células iPS a formar blastoides se pusieron en una solución química que aumentaba su capacidad de desarrollo y, posteriormente, se cultivaron en pequeños grupos en un medio de cultivo especial donde pronto formaron conexiones entre sí. A continuación, las células conectadas comenzaron a formar una esfera con una capa interna y otra externa. Las células orientadas hacia el interior acumularon proteínas que las diferenciaban de las células orientadas hacia el exterior, que comenzaron a activar una proteína clave para el ensamblaje del blastocisto natural, llamada YAP, que migró al núcleo celular e indujo la expresión de proteínas para construir lo que, eventualmente, podría convertirse en una placenta.

Los blastoides obtenidos tienen la misma estructura que los blastocistos naturales, de los que se sabe muy poco ya que los modelos animales, como ratones, producen estas estructuras en pequeñas cantidades y, por lo tanto, no se pueden evaluar fácilmente los efectos en su desarrollo por la falta de nutrientes, la exposición a toxinas o una variedad de mutaciones genéticas o epigenéticas. «Este trabajo permitirá realizar importantes investigaciones sobre defectos tempranos en el desarrollo embrionario», dice el profesor Jun Wu, uno de los autores del estudio. Según el profesor Izpisua, «estos estudios nos ayudarán a comprender mejor el comienzo de la vida, cómo a partir de una sola célula se pueden generar millones de ellas y cómo se ensamblan en el espacio y el tiempo para dar lugar a un organismo completamente desarrollado. Es importante destacar que este trabajo evita el uso de embriones naturales». Ahora, el equipo dirigido por Izpisua trabaja en combinar las herramientas de edición génica de vanguardia, como CRISPR-Cas9, con su nuevo modelo 'blastoide', para estudiar cómo cambios genéticos, que llevan a la pérdida del embarazo, afectan a la composición y el desarrollo de los tres tipos de células diferentes del 'blastoide'.

Los 'blastoides', que no pueden convertirse en embriones funcionales, también sirven como modelo para probar medicamentos y productos químicos para futuras terapias. «La generación de estos 'blastoides', que evita no solo el uso de embriones naturales sino también el uso de gametos, nos va a permitir estudiar las etapas más importantes del desarrollo embrionario de un organismo y, por consiguiente, estamos convencidos de que tendrá grandes implicaciones para mejorar la salud humana», apunta Estrella Núñez, coautora del trabajo y vicerrectora de Investigación de la UCAM, entidad además promotora de la investigación.

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