Desarrollan un principio de embrión animal fuera del cuerpo

Una nueva técnica para crear partes de un embrión animal a partir de células madre, desarrollada por investigadores del Instituto Max Planck de Genética Molecular en Berlín, Alemania, podría iniciar una nueva era en la investigación científica. El avance hará posible estudiar los efectos de los agentes farmacológicos con mayor eficiencia, sin experimentar directamente con animales y en una escala imposible de replicar en los organismos vivos.

Según se explica en un comunicado, a partir de grupos celulares y en un período de cinco días las estructuras en forma de tronco muestran las características iniciales de los tejidos neurales, óseos, cartilaginosos y musculares. Los científicos pudieron hacer crecer la porción central del tronco, a partir de la actividad de células madre embrionarias de ratón. Las mencionadas estructuras disponen aproximadamente de un milímetro de tamaño y cuentan con un tubo neural, desde el cual se desarrollaría la médula espinal.

En el estudio, publicado en la revista Science, se destaca también que un gel específico utilizado junto a las células madre aporta soporte y orientación espacial a la estructura en desarrollo. Hasta el momento solamente se había concretado el cultivo de grupos de células a partir de células madre embrionarias, o sea los llamados gastruloides. Pero aunque los ensambles celulares en los gastruloides son similares a los logrados en este nuevo desarrollo, en los mismos no se registra la apariencia típica de un embrión.

Observación directa

La biología marca que el desarrollo de los mamíferos elude la mirada del observador desde el momento en que el embrión se implanta en el útero. Precisamente es en esa etapa cuando se pueden apreciar profundos cambios de forma y comienzan a desarrollarse varios órganos. Se trata de un proceso muy complejo que, a diferencia de aquello que sucede en aves o peces, en los mamíferos resulta imposible de observar directamente.

Entre las ventajas de esta nueva técnica, los especialistas resaltan que permite observar la embriogénesis del ratón de forma directa y continuada en el tiempo, algo que sería imposible estudiándola desde el vientre materno. Los científicos indicaron que aislar los primeros embriones del útero y cultivarlos es relativamente sencillo, pero desde el momento en el cual el embrión se ha implantado en el endometrio el aislamiento se hace casi imposible. Ahora, con la nueva técnica los expertos pueden obtener resultados más detallados y con mayor rapidez.

Un gel “mágico”

Vale destacar que el gel utilizado en el nuevo enfoque es uno de los elementos que marca la diferencia de esta innovación con relación a otras. Imitando las propiedades de la matriz extracelular, se trata de una sustancia gelatinosa compuesta de una mezcla de moléculas proteicas. Brinda soporte a las células cultivadas, pero al mismo tiempo las orienta en el espacio para que sean capaces de distinguir, por ejemplo, entre interior y exterior. Además, con el gel las células pueden establecer una mejor comunicación y logran autoorganizarse.

En el experimento, el equipo de especialistas disolvió las estructuras en células individuales luego de cinco días, con el propósito de analizarlas por separado. Hallaron que aunque no todos los tipos de células estaban presentes en las estructuras en forma de tronco, las mismas son sorprendentemente similares en cuanto al estado que presenta un embrión de la misma edad desarrollado en el vientre materno.

Usados con un criterio ético, estos nuevos enfoques de la ciencia prometen responder un gran número de incógnitas relacionadas con el eterno misterio de la vida y su desarrollo. ¿Cuál será su límite?

Referencia

Mouse embryonic stem cells self-organize into trunk-like structures with neural tube and somites. Jesse V Veenvliet, Adriano Bolondi et al. Science (2020).DOI:https://doi.org/10.1126/science.aba4937

Video: Max Planck Society.

Imagen:

Comparación de un embrión de ratón de nueve días crecido en el útero (izquierda) y una estructura similar a un tronco (derecha). Mientras que la generación de embriones de ratón requiere experimentación con animales, la estructura similar al tronco se genera únicamente a partir de células madre, evitando la necesidad de experimentos con animales. Crédito: Jesse Veenvliet, Adriano Bolondi – MPI f. Mol. Genet.