Recrean en laboratorio las primeras etapas de la vida

Un grupo de investigadores de los Institutos Gladstone de Estados Unidos y de centros académicos japoneses han logrado desarrollar embriones de ratón sintéticos que disponen de las tres variedades de células fundamentales en el origen de la vida: aquellas que forman la placenta, el saco amniótico y el feto. El descubrimiento permitirá estudiar en profundidad las causas de la pérdida temprana del embarazo.

De acuerdo a un comunicado, el avance hará posible que los científicos desentrañen los detalles relativos a los eventos moleculares que se desarrollan durante estas primeras etapas, como así también las señales que las diferentes células embrionarias se envían entre sí. Hasta hoy, uno de los desafíos más difíciles de superar en la creación de estos embriones sintéticos era generar todos los tipos de células que normalmente se encuentran en un embrión joven antes de ser implantado en la pared del útero.

Sin embargo, los investigadores lograron reprogramar a un determinado grupo de células para que adquieran totipotencia, que es la potencia máxima que le confiere a una célula la capacidad de dirigir el desarrollo total de un organismo. Una célula totipotente es capaz de desarrollar todas las células necesarias para que un organismo adquiera su forma definitiva.

Con este nuevo modelo, los científicos podrán estudiar cada uno de los aspectos relativos a los defectos en los componentes básicos del embrión, que son las principales causas de la pérdida temprana del embarazo. ¿Será, además, el camino para crear organismos humanos completos de forma sintética?

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Las células totipotentes

Con el objetivo de comprender las etapas primarias de la vida, los investigadores deben enfrentar múltiples dilemas éticos. En principio, el posible uso de embriones humanos es la alternativa que genera el mayor número e intensidad de polémicas. Sin embargo, los embriones animales también disparan controversias y fuertes críticas desde diversos sectores. La salida, entonces, sería desarrollar embriones sintéticos.

Recrear embriones tempranos utilizando células madre parece ser la mejor opción, pero producir estos embriones sintéticos no es para nada sencillo: la mayor dificultad suele ser generar todas las clases de células que naturalmente se hallan en un embrión joven antes de su implantación en la pared uterina.

Algunas de estas células tienen la función de crear la placenta, otras se convierten en el saco amniótico y un tercer grupo está involucrado en el desarrollo del feto. Vale destacar que la placenta, a través de su aporte de nutrientes, y el saco amniótico como estructura protectora, son cruciales para la supervivencia del feto. Precisamente, los defectos en estos componentes del embrión son las principales causas de los abortos espontáneos.

El gran avance de esta investigación, publicada en la revista Stem Cell Reports, es la reprogramación en laboratorio de un grupo de células primarias para que vuelvan al estado de totipotencia, una propiedad única y de corta duración de las células embrionarias tempranas.

¿Es la totipotencia el camino hacia los clones humanos?

Como se aclaró previamente, esta condición les permite desarrollar todas las células que se requieren para el crecimiento completo de un organismo. Hasta el momento, los científicos habían logrado reproducir con cierta facilidad la pluripotencia, una facultad que posibilita a ciertas células la producción de múltiples variedades celulares, por ejemplo aquellas ligadas a un órgano o proceso vital en concreto, pero que no les permite generar la totalidad de las células que componen a un ser vivo.

Según Cody Kime, autor principal del estudio, «una perspectiva muy interesante de nuestro trabajo es la capacidad de comprender cómo podemos reprogramar las células en el laboratorio para lograr la totipotencia», indicó. Alcanzaron este avance empleando secuenciación de ARN unicelular, una técnica que facilita estudiar células individuales de acuerdo a los genes que activan o desactivan.

Luego de analizar miles de células reprogramadas a partir de células madre e interpretar los datos con tecnologías informáticas, pudieron confirmar que, al transcurrir los 5 días de reprogramación, algunas células se asemejaban a los tres precursores del feto, la placenta y el saco amniótico.

Junto a las posibilidades que brinda para estudiar los defectos del embrión y las pérdidas tempranas de embarazos, el hallazgo abre otra gran incógnita: si ahora es posible desarrollar células totipotentes para un embrión sintético, ¿cuánto faltará para que sea factible crear un organismo humano sintético en su totalidad?

Referencia

Reprogramming epiblast stem cells into pre-implantation blastocyst cell-like cells. Kiichiro Tomoda, Haiming Hu, Yoshiki Sahara, Hashimita Sanyal, Minoru Takasato and Cody Kime. Stem Cell Reports (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.03.016

Foto: Raman Oza en Pixabay.