Estas estructuras parecidas a embriones basadas en células madre, denominadas SEM, se desarrollaron naturalmente fuera del útero durante ocho días, equivalente al día 14 en el desarrollo embrionario humano.
Los científicos del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel han creado con éxito modelos sintéticos completos de embriones humanos utilizando células madre cultivadas en laboratorio, según un comunicado oficial del Instituto.
Los embriones sintéticos fueron criados fuera del útero y sobrevivieron hasta 14 días de desarrollo con todos los rasgos característicos de su etapa, aunque no se utilizaron espermatozoides ni óvulos.
Los hallazgos, publicados en la revista Nature, revisada por pares, son muy prometedores para diversos campos como la investigación de la infertilidad, las pruebas de fármacos y el trasplante de tejidos, y ofrecen una comprensión más profunda del desarrollo embrionario temprano.
Dirigidos por el profesor Jacob Hanna, los embriones del equipo de investigación de Weizmann fueron los primeros en presentar estructuras y compartimentos vitales, incluida la placenta, el saco vitelino, el saco coriónico y otros tejidos externos esenciales para el desarrollo y crecimiento embrionario.
“Nuestro modelo de embrión humano derivado de células madre ofrece una forma ética y accesible de mirar dentro de esta caja. Imita fielmente el desarrollo de un embrión humano real, en particular el surgimiento de su arquitectura exquisitamente fina”, dijo Hanna.
La investigación se basa en la experiencia previa de Hanna en la creación de modelos sintéticos de embriones de ratón sin utilizar óvulos fertilizados ni útero. En cambio, comenzaron con células madre pluripotentes, que son capaces de diferenciarse en varios tipos de células. Algunas de estas células se derivaron de células cutáneas adultas reprogramadas, mientras que otras provinieron de líneas de células madre humanas cultivadas durante mucho tiempo.
El equipo de Hanna reprogramó estas células madre pluripotentes para volver a un estado anterior, «ingenuo», similar al día siete del desarrollo natural del embrión humano. Los investigadores dividieron estas células en tres grupos, dirigiendo su diferenciación hacia la placenta, el saco vitelino o la membrana del mesodermo extraembrionario necesaria para el saco coriónico.
Cuando se mezclaron en condiciones optimizadas, las células se autoorganizaron en estructuras completas similares a embriones.
“Un embrión es autónomo por definición; no necesitamos decirle qué hacer; sólo debemos liberar su potencial codificado internamente”, explicó Hanna. “Es fundamental mezclar los tipos correctos de células desde el principio, que sólo pueden derivarse de células madre ingenuas que no tienen restricciones de desarrollo. Una vez que haces eso, el modelo similar a un embrión dice: ‘¡Vamos!’
Estas estructuras similares a embriones basadas en células madre (denominadas SEM) se desarrollaron naturalmente fuera del útero durante ocho días, equivalente al día 14 en el desarrollo embrionario humano. En este punto, los embriones naturales adquieren las estructuras internas necesarias para avanzar a la siguiente etapa de desarrollo, incluida la formación de órganos corporales.
Sorprendentemente, en comparación con los atlas de embriología clásicos de la década de 1960, la organización interna de los modelos de embriones derivados de células madre exhibía un asombroso parecido estructural con los embriones humanos naturales en la etapa correspondiente. Cada compartimento, estructura de soporte e incluso las células responsables de producir las hormonas del embarazo se replicaron con precisión, dijeron los investigadores.
«Nuestros modelos se pueden utilizar para revelar las señales bioquímicas y mecánicas que garantizan un desarrollo adecuado en esta etapa temprana, y las formas en que ese desarrollo puede salir mal», dijo Hanna.
Un hallazgo de particular importancia es la posibilidad de investigar el fracaso temprano del embarazo. Los investigadores descubrieron que la envoltura inadecuada del embrión por células formadoras de placenta en un punto específico del proceso de desarrollo provocaba que estructuras internas como el saco vitelino no se desarrollaran correctamente.
“Un embrión no es estático. Debe tener las células adecuadas en la organización adecuada y debe poder progresar; se trata de ser y llegar a ser”, enfatizó Hanna. «Nuestros modelos completos de embriones ayudarán a los investigadores a abordar las preguntas más básicas sobre qué determina su crecimiento adecuado».
Los hallazgos abren nuevas vías de investigación, incluida la identificación de causas de defectos de nacimiento e infertilidad, el desarrollo de tecnologías innovadoras para el crecimiento de tejidos y órganos para trasplantes y la provisión de una alternativa a los experimentos que no se pueden realizar con embriones vivos, como el estudio de los efectos de la exposición a medicamentos en el desarrollo fetal.
Fuente: JNS- Traducido por UnidosxIsrael
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