Crean embriones de ratón artificiales sin óvulos, ni espermatozoides.

Un equipo de investigadores de células madre en Israel han creado embriones de ratón artificiales sin usar esperma u óvulo; luego los cultivaron en un útero artificial durante ocho días, un desarrollo que abre una ventana a un reino de la ciencia fascinante que algún día podría usarse para crear órganos de reemplazo para los seres humanos.

El descubrimiento de las células madre y su capacidad para tomar la forma de cualquier tipo de célula en el cuerpo ha abierto muchas puertas en el campo de la medicina. Desde curar la calvicie hasta curar el VIH, las células madre se pueden usar en todas partes. Los estudios han demostrado que las células madre también están presentes en pequeñas cantidades en órganos como la piel, que se renueva constantemente a lo largo de nuestra vida. El proceso requiere células de diferentes tipos, y ahí es donde la potencia múltiple de las células madre resulta útil.

El objetivo, dijeron los científicos involucrados en la investigación, no es crear ratones o bebés fuera del útero, sino impulsar la comprensión de cómo se desarrollan los órganos en los embriones y utilizar ese conocimiento para desarrollar nuevas formas de curar a las personas.

Hito médico

“El embrión es la mejor máquina para fabricar órganos y la mejor bioimpresora 3D; tratamos de emular lo que hace”, explica Jacob Hanna del Departamento de Genética Molecular de Weizmann, quien dirigió el equipo de investigación. Hanna explica que los científicos ya saben cómo restaurar la "troncalidad" de las células maduras. De hecho, los pioneros de esta reprogramación celular ganaron un Premio Nobel en 2012. Sin embargo, ir en la dirección opuesta, es decir, hacer que las células madre se diferencien en células corporales especializadas, sin mencionar que formen órganos completos, ha resultado mucho más complicado.

“Hasta ahora, en la mayoría de los estudios, las células especializadas a menudo eran difíciles de producir o aberrantes, y tendían a formar una mezcla en lugar de un tejido bien estructurado adecuado para el trasplante. Logramos superar estos obstáculos liberando el potencial de autoorganización codificado en las células madre”.

Embriones a partir de células madre
Los investigadores utilizaron células madre que se habían cultivado durante años en una placa de Petri en el laboratorio. Antes de colocarlas en una incubadora especial, estas células se dividieron en tres grupos. Mientras que uno no se trató para que se convirtiera en células madre embrionarias, los otros dos fueron pretratados durante un período de 48 horas para expresar genes que eran reguladores maestros de la placenta o el saco vitelino. Las células se mezclaron una vez más en la incubadora y se dejaron crecer. Si bien la mayoría no se desarrolló correctamente, el 0,5 por ciento, o 50 de 10.000 células, se convirtieron en esferas, que luego tomaron la forma alargada de embriones.

Estos modelos sintéticos se desarrollaron normalmente hasta el día 8,5 (casi la mitad de los 20 días de gestación del ratón), etapa en la que se habían formado todos los progenitores de órganos tempranos, incluido un corazón que late, circulación de células madre sanguíneas, un cerebro con pliegues bien formados, un nervio tubo y un tracto intestinal. Los modelos sintéticos mostraron una similitud del 95 por ciento tanto en la forma de las estructuras internas como en los patrones de expresión génica de diferentes tipos de células.

"Nuestro próximo desafío es entender cómo las células madre saben qué hacer, cómo se autoensamblan en órganos y encuentran el camino hacia los lugares asignados dentro de un embrión. Y debido a que nuestro sistema, a diferencia de un útero, es transparente, puede resultar útil para modelar defectos de nacimiento e implantación de embriones humanos”, comentan los expertos, en su estudio publicado en la revista Cell.

Además de ayudar a reducir el uso de animales en la investigación, los modelos de embriones sintéticos podrían convertirse en el futuro en una fuente confiable de células, tejidos y órganos para trasplantes.