Los científicos establecieron un nuevo récord en el cultivo de embriones de primates fuera del útero, como se informó en la edición de mayo de la revista Cell. Por primera vez, se cultivaron embriones de mono en un laboratorio durante 25 días después de la fertilización, logrando hitos de desarrollo clave nunca antes observados en cultivo, incluido el inicio del desarrollo de órganos. La capacidad de rastrear estos procesos en el laboratorio podría ser un paso importante hacia la comprensión de los defectos de nacimiento congénitos y el desarrollo de órganos en humanos.
Comprender el desarrollo
Las primeras etapas del desarrollo animal, a menudo denominadas embriogénesis, abarcan la transición de un grupo de células aparentemente anodino a un organismo complejo y compartimentado. Al final de la embriogénesis, las células han iniciado la marcha hacia la especialización y los sistemas de órganos han comenzado a formarse. En los mamíferos, este es un proceso que generalmente ocurre en la comodidad y privacidad del útero, lo que dificulta su observación, incluso con la llegada de imágenes avanzadas. Y es difícil experimentar con factores que puedan influir en el desarrollo.
Todo esto ha llevado a los biólogos del desarrollo a buscar formas de lograr que este proceso ocurra en una placa de cultivo, evitando estas limitaciones. El estudio de la embriogénesis humana está restringido debido a consideraciones éticas y legales. Si bien las pautas específicas pueden variar de un país a otro, el resultado es una prohibición casi global de los embriones humanos mantenidos en laboratorio durante los últimos 14 días, antes de que se forme el progenitor del sistema nervioso. Este detalle es de particular relevancia médica, ya que las irregularidades durante la formación del sistema nervioso pueden dar lugar a una variedad de afecciones que afectan la columna vertebral, la médula espinal y el cerebro, incluida la espina bífida.
La mayor parte de nuestra comprensión de este proceso proviene de estudios de embriones de ratón y pollo.
Pero incluso el ratón es más que un salto, un salto y un salto lejos de los humanos en el árbol de la vida; Si bien somos notablemente similares en algunos aspectos, existen diferencias notables en el momento del desarrollo y la actividad de los genes, e incluso la disposición física del embrión es diferente.
cinco dias mas
Dos grupos independientes de investigadores, que publican artículos consecutivos, han tratado de cerrar esta brecha mediante el desarrollo de un sistema de primates para estudiar la embriogénesis. Usando embriones fertilizados de una especie de macaco (macaca fascicularis), ambos grupos pudieron cultivar embriones de primates hasta 25 días después de la fecundación. Esto supera el récord anterior de 20 días, lo que permite a los investigadores presenciar etapas más avanzadas del desarrollo de órganos.
Cada grupo desarrolló una técnica distinta, pero ambos pudieron obtener embriones que se parecían más a sus en el útero contrapartes que nunca. Una de las claves para lograrlo fue promover el crecimiento tridimensional del embrión. Los esfuerzos anteriores se habían basado en condiciones de cultivo bidimensionales, que estaban plagadas de sobrecrecimiento de tejido y, en última instancia, colapso del embrión en el día 20. Para abordar esto, el equipo dirigido por Hongmei Wang optimizó las condiciones de cultivo en una suspensión líquida, mientras que el grupo de Tao Tan usó soportes mecánicos. . Ambos enfoques parecían facilitar un crecimiento tridimensional adecuado.
La supervivencia de los embriones hasta el día 25 osciló entre aproximadamente el 20 y el 40 por ciento, según el estudio y la métrica particular utilizada. Eso podría no ser exactamente un éxito eficiente y de alto rendimiento, pero representa una mejora significativa con respecto a las técnicas anteriores. Es importante destacar que los embriones que sobrevivieron hasta los 25 días tenían muchas de las características de un en el útero embrión, como las tres capas de tejido embrionario responsables en última instancia de la formación del feto (el endodermo o revestimiento del intestino, el ectodermo que forma la piel y los nervios, y el mesodermo, que es todo lo demás). Los investigadores también documentaron evidencia de mayor organogénesis y formación del tubo neural, que luego forma el cerebro y la médula espinal.
Todo esto lo convierte en un paso muy prometedor hacia un sistema manejable para estudiar la embriogénesis de primates, pero las técnicas están lejos de ser perfectas. Actualmente, los embriones no sobreviven más de 25 días en ninguna de las dos condiciones. Sin embargo, ambos grupos han sugerido que una combinación optimizada de moléculas de crecimiento y señalización, combinada con soportes mecánicos más avanzados, podría imitar mejor las condiciones en el útero y sostener a los embriones incluso en etapas posteriores de desarrollo.
Celúla2023. DOI: 10.1016/j.cell.2023.04.019, 10.1016/j.cell.2023.04.020
Lita Kacsoh tiene una maestría en salud pública de la Universidad de Emory y un doctorado en biología molecular de la Escuela de Medicina de Dartmouth. Cuando no está escribiendo, probablemente se la pueda encontrar leyendo o tomando café.