LA JOLLA, CA (EE. UU.), Octubre de 2019: aunque graduarse de la escuela, un primer trabajo y un matrimonio pueden ser eventos importantes en la vida, algunos de los eventos más importantes ocurren mucho antes: en los primeros días después que un espermatozoide fertiliza un óvulo y la célula comienza a dividirse.
La forma en que se organizan las primeras 100 células (denominadas colectivamente blastocisto) tiene profundas implicaciones para determinar si un embarazo es exitoso, cómo se forman los órganos y potencialmente incluso para enfermedades posteriores en la vida, como el Alzheimer. Sin embargo, los científicos no han tenido una buena manera de modelar cómo se forma un blastocisto, hasta ahora.
Por primera vez, los investigadores del Instituto Salk y el Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas han creado estructuras similares a blastocistos de ratón, o «blastoides», a partir de una sola célula cultivada, evitando la necesidad de embriones naturales. Como informaron en Cell, estos blastoides cultivados tienen la misma estructura que los blastocistos naturales e incluso pueden implantarse en el útero, y podrían ayudar a avanzar en la investigación sobre el desarrollo, así como informar sobre problemas relacionados con el embarazo, infertilidad o problemas de salud más adelante en la vida de la descendencia.
«Estos estudios nos ayudarán a comprender mejor los comienzos de la vida; qué tan temprano en la vida una sola célula puede dar lugar a millones de células y cómo se ensamblan en el espacio y el tiempo para dar lugar a un organismo completamente desarrollado. Es importante destacar que, Este trabajo evita el uso de embriones naturales y es escalable «, dijo Juan Carlos Izpisua Belmonte, Ph.D., profesor en el Laboratorio de Expresión Génica de Salk.
Los blastocistos naturales, que pueden convertirse en un embrión una vez que se implantan en el útero, han resultado difíciles de estudiar. El problema es que los modelos animales, como los ratones, solo producen estas estructuras en pequeñas cantidades, y los científicos no pueden evaluar fácilmente los efectos de la desnutrición o la exposición a toxinas o una variedad de mutaciones genéticas en el desarrollo a un nivel suficiente para el estudio.
«Somos optimistas de que este trabajo permitirá realizar importantes investigaciones sobre los defectos de desarrollo tempranos», dijo Jun Wu, Ph.D., de UT Southwestern, quien codirigió el estudio.
Los equipos de Salk y UT Southwestern desarrollaron los blastoides utilizando células embrionarias y, lo que es más importante, células de ratón adultas. Las células adultas se colocaron en una solución química que las llevó a convertirse en células madre pluripotentes inducidas, o iPSC.
Para alentar a los iPSC a formar blastoides, los investigadores los colocaron en pequeños grupos en un medio de cultivo especial donde pronto formaron conexiones entre ellos. Esto era exactamente lo que los investigadores esperaban ver: las células comenzaban a formar estructuras similares a la etapa de desarrollo antes de que un óvulo fertilizado se convirtiera en un blastocisto.
Con el tiempo, las células conectadas comenzaron a formar una bola con una capa interna y externa. Las células que se enfrentan a las proteínas acumuladas hacia adentro las diferencian de las células externas. Las células que miran hacia afuera también comenzaron a activar una proteína llamada YAP, que ingresó al núcleo celular y comenzó el proceso de inducir la expresión de proteínas para construir lo que eventualmente podría convertirse en una placenta.
«La formación de blastoides imita el proceso de desarrollo natural», dijo Ronghui Li, coautor del estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Izpisua Belmonte.
Los blastoides contenían los mismos tres tipos de células primordiales (de donde provienen todas las células de un organismo adulto) que se encuentran en los blastocistos naturales. También tenían un tamaño similar al de los blastocistos naturales y mostraban una firma genética similar. Otros experimentos indicaron que los blastoides podrían desarrollarse aún más en estructuras que se asemejan a los embriones tempranos posteriores a la implantación.
«Creo que este tipo de recurso será muy poderoso para estudiar el desarrollo temprano en los mamíferos», dijo Cuiqing Zhong, coautor del estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Izpisua Belmonte.
Luego, el equipo planea usar herramientas de edición de genes para comprender cómo los cambios genéticos en los blastoides afectan los tres tipos diferentes de células. Los blastoides también proporcionan un nuevo modelo para probar medicamentos y productos químicos para futuras terapias.
Los blastoides aún no pueden convertirse en embriones funcionales; en cambio, las células crecen en tejido desorganizado. Pero los científicos creen que los blastoides pueden revelar detalles sobre etapas posteriores del desarrollo embrionario.
«Con una mayor optimización, esta tecnología podría conducir a la generación de blastoides completamente funcionales capaces de desarrollarse hasta las etapas en que se forman diferentes órganos primordiales y, por lo tanto, ser las semillas de organoides que podrían usarse como fuentes invaluables para el trasplante de órganos». Añadió el Dr. Belmonte.
Fuente: https://www.stemcellsportal.com/news/stem-cell-study-offers-new-way-study-early-development-and-pregnancy
Fecha: 24-10-2019