Se cultiva por primera vez un embrión sintético con cerebro y corazón latente a partir de células de ratón

Los investigadores han creado embriones modelo a partir de células madre de ratón que forman un cerebro, un corazón que late y las bases de todos los demás órganos del cuerpo.

El desarrollo podría ayudar a los investigadores a entender por qué algunos embriones fracasan mientras que otros se convierten en un embarazo saludable.

Además, los expertos sugieren que los resultados podrían utilizarse para guiar la reparación y el desarrollo de órganos humanos sintéticos o artificiales para trasplantes.

Magdalena Zernicka-Goetz, catedrática de desarrollo de mamíferos y biología de células madre en el Departamento de Fisiología, Desarrollo y Neurociencia de la Universidad de Cambridge, dijo: “Nuestro modelo de embrión de ratón no sólo desarrolla un cerebro, sino también un corazón que late, todos los componentes que van a formar el cuerpo.

“Es increíble que hayamos llegado tan lejos.

“Este ha sido el sueño de nuestra comunidad durante años, y uno de los principales objetivos de nuestro trabajo durante una década, y por fin lo hemos conseguido”.

Aunque la investigación actual se llevó a cabo en modelos de ratón, los investigadores están desarrollando modelos humanos similares que podrían ayudar a comprender los mecanismos que subyacen a procesos cruciales que, de otro modo, serían imposibles de estudiar en embriones reales.

Actualmente, la legislación británica sólo permite estudiar embriones humanos en el laboratorio hasta el 14º día de desarrollo.

Si en el futuro se demuestra que los métodos desarrollados tienen éxito con células madre humanas, también podrían utilizarse para guiar el desarrollo de órganos sintéticos para pacientes que esperan un trasplante.

El profesor Zernicka-Goetz dijo: “Lo que hace que nuestro trabajo sea tan emocionante es que los conocimientos que se deriven 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.

“Este es un increíble paso adelante y ha supuesto 10 años de duro trabajo de muchos de los miembros de mi equipo; nunca pensé que llegaríamos a este punto”.

“Nunca piensas que tus sueños se harán realidad, pero lo han hecho”.

Los científicos de la Universidad de Cambridge, dirigidos por la profesora Zernicka-Goetz, desarrollaron el modelo de embrión sin óvulos ni esperma.

En su lugar, utilizaron células madre, las células maestras del cuerpo que pueden convertirse en casi cualquier tipo de célula del organismo.

Para que un embrión humano se desarrolle con éxito, es necesario que haya un diálogo entre los tejidos que se convertirán en el embrión y los tejidos que conectarán el embrión con la madre.

En la primera semana después de la fecundación, se desarrollan tres tipos de células madre.

Una de ellas acabará convirtiéndose en los tejidos del cuerpo, otra se convertirá en la placenta y la otra es el saco vitelino, donde crece el embrión y de donde obtiene sus nutrientes en los primeros momentos del desarrollo.

Muchos embarazos fracasan en el momento en que los tres tipos de células madre comienzan a enviar señales mecánicas y químicas entre sí, que indican al embrión cómo desarrollarse correctamente.

La profesora Zernicka-Goetz explicó: “Muchos embarazos fracasan en esta época, antes de que la mayoría de las mujeres se den cuenta de que están embarazadas.

“Este periodo es la base de todo lo que sigue en el embarazo. Si va mal, el embarazo fracasará”.

Durante la última década, el grupo de la profesora Zernicka-Goetz, en Cambridge, ha estudiado estas primeras etapas del embarazo para entender por qué algunos embarazos fracasan y otros tienen éxito.

Dijo: “El modelo de embrión con células madre es importante porque nos permite acceder a la estructura en desarrollo en una fase que normalmente se nos oculta debido a la implantación del diminuto embrión en el útero de la madre.

“Esta accesibilidad nos permite manipular los genes para comprender sus funciones en el desarrollo en un sistema experimental modelo”.

Para guiar el desarrollo de su embrión sintético, los investigadores juntaron células madre cultivadas que representaban cada uno de los tres tipos de tejido en las proporciones y el entorno adecuados para promover su crecimiento y comunicación entre sí, para finalmente autoensamblarse en un embrión.

“Este periodo de la vida humana es tan misterioso, así que poder ver cómo sucede en una placa – tener acceso a estas células madre individuales,Entender por qué fracasan tantos embarazos y cómo podemos evitarlo es algo muy especial”, dijo la profesora Zernicka-Goetz.

Los investigadores afirman que un gran avance del estudio es la capacidad de generar el cerebro completo, que ha sido uno de los principales objetivos en el desarrollo de embriones sintéticos.

Los resultados se publican en la revista Nature.