Crean un embrión de ratón sintético con cerebro y corazón que late

Investigadores de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, crean embriones modelo a partir de células madre de ratón que forman un cerebro, un corazón que late y los cimientos de todos los demás órganos del cuerpo, en lo que constituye una nueva vía para recrear las primeras etapas de la vida, según publican en la revista científica Nature.

El equipo, dirigido por la profesora Magdalena Zernicka-Goetz, ha desarrollado el modelo de embrión sin óvulos ni espermatozoides, y en su lugar utilizó células madre, las células maestras del cuerpo, que pueden convertirse en casi cualquier tipo de célula del organismo. Imitaron los procesos naturales en el laboratorio guiando los tres tipos de células madre que se encuentran en el desarrollo temprano de los mamíferos hasta el punto en que empiezan a interactuar. Al inducir la expresión de un conjunto concreto de genes y establecer un entorno único para sus interacciones, los investigadores consiguieron que las células madre “hablaran” entre sí.

Las células madre se autoorganizaron en estructuras que progresaron a través de las sucesivas etapas de desarrollo hasta tener corazones que latían y las bases del cerebro, así como el saco vitelino donde el embrión se desarrolla y obtiene los nutrientes en sus primeras semanas. A diferencia de otros embriones sintéticos, los modelos de embrión desarrollados por Cambridge alcanzaron el punto en el que todo el cerebro, incluida la parte anterior, comenzó a desarrollarse. Se trata de un punto de desarrollo más avanzado del que se ha alcanzado en cualquier otro modelo derivado de células madre.

El equipo afirma que sus resultados, fruto de más de una década de investigación que ha conducido progresivamente a estructuras embrionarias cada vez más complejas, podrían ayudar a los investigadores a entender por qué algunos embriones fracasan mientras que otros llegan a desarrollarse en un embarazo sano. Además, los resultados podrían utilizarse para guiar la reparación y el desarrollo de órganos humanos sintéticos para trasplantes.

La investigación abre la puerta a cultivar órganos humanos

Un gran avance del estudio es la capacidad de generar todo el cerebro, en particular la parte anterior, que ha sido un objetivo importante en el desarrollo de embriones sintéticos. Esto funciona en el sistema de Zernicka-Goetz porque esta parte del cerebro requiere señales de uno de los tejidos extraembrionarios para poder desarrollarse. El equipo pensó que esto podría tener lugar a partir de sus estudios de 2018 y 2021, que utilizaron las mismas células componentes para desarrollarse en embriones en una fase ligeramente anterior. Ahora, al llevar el desarrollo un día más allá, pueden afirmar definitivamente que su modelo es el primero que señala el desarrollo de la parte anterior, y de hecho de todo el cerebro.

Si en el futuro los métodos desarrollados por el equipo de Zernicka-Goetz dan buenos resultados con células madre humanas, también podrían utilizarse para guiar el desarrollo de órganos sintéticos para pacientes que esperan un trasplante. “Hay muchas personas en todo el mundo que esperan durante años un trasplante de órganos. Lo que hace que nuestro trabajo sea tan emocionante es que los conocimientos que surjan de él podrían utilizarse para cultivar órganos humanos sintéticos correctos para salvar vidas que actualmente se pierden. También debería ser posible afectar y curar órganos adultos utilizando los conocimientos que tenemos sobre cómo se fabrican”, afirma Zernicka-Goetz.