La gastrulación se considera la caja negra del desarrollo humano porque no ha sido posible estudiarla en embriones.
En 1978, el año en que nació el primer “bebé probeta” del mundo, los expertos en reproducción humana acordaron una regla que perduró en todo el mundo: prohibieron el cultivo de embriones humanos. in vitro más allá de 14 días.
El objetivo era poner un límite ético al creciente campo de la investigación con embriones y, en algunos países, ese umbral de dos semanas incluso estaba consagrado en la ley.
Pero ¿Por qué 14 días?
El motivo es que al final de la segunda semana de embarazo comienza un complicado proceso que muchos consideran el más fundamental de nuestra creación: gastrulacióndurante el cual se sientan las bases que formarán todos los órganos y tejidos de nuestro cuerpo.
Esta etapa es lo que define cómo seremos físicamente y lo que nos convierte en seres individuales e irrepetibles, ya que cuando se forma la llamada racha primitiva -iniciando el proceso de gastrulación- el embrión ya no puede dividirse para formar gemelos.
Este período, entre la tercera y cuarta semana de embarazo, no sólo es el más importante para haznos ser nosotros, al transformarnos de un grupo de células a un organismo individual, pero también es la parte más delicada del embarazo.
Muchos abortos espontáneos ocurren en este momento y también muchos de los Malformaciones congénitas que nos va a causar problemas de salud de por vida.
Por eso, uno de los embriólogos más destacados de la historia, el británico Lewis Wolpert, fallecido en 2021, aseguró que “no es el nacimiento, el matrimonio o la muerte, sino la gastrulación lo que verdaderamente es el momento mas importante de tu vida“.
un acertijo
A pesar de su relevancia, esta etapa entre la 14 y 28 días de gestación todavía se considera la caja negra del desarrollo humanoporque es el único que los científicos no han podido estudiar en sus laboratorios.
Los avances tecnológicos han hecho posible observar embriones creados in vitro durante las dos primeras semanas de gestación.
Y los expertos también han conseguido reconstruir lo que sucede a los 28 días, gracias al análisis de tejidos de embriones que fueron abortados, ya sea de forma natural o voluntaria, y donados a la ciencia.
Los científicos han estudiado embriones humanos antes y después de la gastrulación, pero casi no hay acceso a saber qué sucede durante este enigmático pero vital proceso.
Pero, como explica el embriólogo argentino felicidades azpirozinvestigadora del grupo español Eugin, dedicado a las ciencias de la reproducción, casi no ha habido acceso a embriones de menos de un mes.
Por ello, hasta ahora no ha sido posible investigar el misterioso mecanismo de la gastrulación humana, que se produce cuando el pequeño grupo de células que forman el embrión de dos semanas se reagrupan para formar tres capas germinales que contienen las células madre que formarán nuestro cuerpo, desde nuestro corazón y sistema nervioso hasta nuestras uñas y cabello.
Los científicos no solo se han visto limitados por la regla de los 14 días, que no les permite ver qué sucede con el embrión cuando entra en la tercera semana de gestación.
También sucede que, hasta hace poco, las capacidades tecnológicas no les permitían desarrollar un embrión humano durante tanto tiempo. Pero los avances científicos, especialmente en el campo de la investigación con células madre, han hecho que esta última limitación ya no sea insalvable.
Por ello, en mayo de 2021, un panel internacional de expertos decidió que era hora de ampliar ese plazo, abriendo las puertas a la posibilidad de poder estudiar qué ocurre durante la enigmática gastrulación.
La Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre (ISSCR) definió que, bajo ciertas condiciones estrictas, se puede justificar el desarrollo de un embrión más allá de las dos semanas, pero recomendó que cada país realice su propia discusión. sobre si se debe permitir este tipo de experimento.
Cuando se definió la regla de los 14 días, en 1978, los embriones no sobrevivían más de 5 o 6 días en un laboratorio (y tenían la forma que ves en esta imagen).
“Esta no es una luz verde para que los grupos sigan adelante con la extensión de las culturas humanas más allá de los 14 días”, dijo la bióloga de la Universidad de Cambridge Kathy Niakan, una de las expertas que trabajó en las nuevas directrices.
“Sería irresponsable y en muchas jurisdicciones sería ilegal. hazlo. En cambio, estas pautas son un llamado a participar de manera proactiva en un diálogo bidireccional con el público para revisar el límite de 14 días para el cultivo de embriones humanos”, señaló.
Por su parte, el biólogo del desarrollo Robin Lovell-Badge del Instituto Francis Crick, quien presidió el panel de científicos de ISSCR, dijo que si se pudiera estudiar el proceso de gastrulación, se podría entender por qué uno de cada cuatro embarazos no prospera.
“Si pudiéramos entender lo que está mal, podríamos prevenir abortos espontáneos y malformaciones”, dijo.
en animales
Hasta hace poco, los científicos solo podían estudiar la gastrulación analizando tejido de embriones animales.
En 2019 el científico español Juan Carlos Izpisúa llevó a cabo un polémico experimento en un laboratorio chino en el que inyectó células madre humanas en 132 embriones de mono.
Tres monos macacos mostraron signos iniciales de estar embarazadas después de que se les implantaran pseudoembriones desarrollados a partir de células madre (imagen de archivo).
Tres de los embriones híbridos lograron crecer durante 19 días. in vitro antes de ser destruida, según los detalles del estudio que se publicó en 2021 en la revista científica Cell.
El supuesto objetivo de Izpisúa y su equipo era explorar si en el futuro será posible cultivar órganos humanos en huéspedes animales, pero también sirvió para demostrar que la barrera de los 14 días es superable.
Así quedó finalmente demostrado en agosto de 2022 cuando dos grupos diferentes de científicos, uno en Israel y otro en Reino Unido, consiguieron por fin el objetivo que llevaban años persiguiendo y consiguieron desarrollar embriones artificiales de ratón, creados a partir de células madre, que completaban la gastrulación. escenario.
Jacob Hanna, del Instituto de Ciencias Weizmann, y Magdalena Zernicka-Goetz, de la Universidad de Cambridge, dirigieron ambos estudios, que se publicaron en Cell y Nature, respectivamente.
En ambos casos, los pseudoembriones se desarrollaron durante unos ocho días, lo que representa un tercio del período de gestación de un ratón, y finalmente formaron corazones latentes y las bases de un cerebro.
En abril de este año, científicos chinos del Instituto de Neurociencias de Shanghái publicaron otro hito en la revista Cell Stem Cell: generaron pseudoembriones pero a partir de monos -cuyo desarrollo se parece más a los humanos que a los ratones- y consiguieron hacer algunos de estos blastoides de macacos (cuando el el embrión tiene más de 200 células) durará 18 días in vitro, sufriendo gastrulación.
pseudoembriones
En los últimos tres años, algunos han encontrado formas novedosas de estudiar el fenómeno en humanos, sin entrar en los dilemas morales que implica desarrollar embriones viables en un laboratorio.
Los más avanzados implican la creación de lo que se conoce como pseudoembriones o embrioidesque son conjuntos de células embrionarias humanas desarrolladas a partir de células madre.
Aunque son creados sin un ovulo y un espermatozoidecrecen de forma similar a los embriones humanos, siguiendo las reglas generales de desarrollo de nuestra especie.
En 2020, investigadores de la Universidad de Cambridge en Reino Unido, liderados por el español Alfonso Martínez Arias, lograron desarrollar pseudoembriones a partir de células madre embrionarias que imitaban las características esenciales de un embrión entre 18 y 21 días.
Fueron apodados “gastruloides”, ya que replicaron un embrión en la etapa de gastrulación.
Estos gastruloides no tenían el potencial para convertirse en un embrión completamente formado porque no tenían células cerebrales ni ninguno de los tejidos necesarios para la implantación en el útero pero, aunque solo se desarrollaron durante unos días, abrieron una ventana para observar un fenómeno que hasta ese momento el tiempo había permanecido oculto.
“Nuestro trabajo permite estudiar éticamente esta importante fase del desarrollo humanoMartínez Arias señaló sobre la investigación que fue publicada en la revista científica Nature.
El experto agregó que este avance científico abrió por primera vez “la posibilidad de analizar el momento en que se originan muchas patologías”.
Un paso adelante
Desde entonces, se han encontrado formas aún más avanzadas de crear embriones sintéticos que algún día podrían usarse para ver la gastrulación sigilosa en acción.
En 2021, un equipo de la Universidad de Monash en Australia, dirigido por el bioquímico argentino José Polo, logró crear pseudoembriones humanos ya no a partir de células madre embrionarias sino a partir de usando células madre de piel adulta que fueron reprogramados para volver a un estado embrionario.
Sin embargo, otros científicos han ido más allá y se han preguntado dónde termina el límite que separa un pseudoembrión de un embrión real.
Un equipo dirigido por el biólogo francés Nicolas Rivron del Instituto de Biotecnología Molecular de Viena creó blastocistos sintéticos (llamados “blastoides”) a partir de células madre adultas.
A finales de 2021 lograron implementarlos con éxito en células endometriales también cultivadas in vitro.
La embrióloga Felicitas Azpiroz dice que a pesar de sus limitaciones, los embrioides podrían ayudarnos a comprender el misterioso mecanismo de la gastrulación.
Pero, aunque por ahora los embrioides humanos no han completado la gastrulación, Azpiroz apunta que, si se ampliaran los plazos actualmente permitidos para su desarrollo, “en el futuro podrían ser un paso más para desenredar este complejo proceso“.
Azpiroz advierte que en todos estos experimentos -tanto en humanos como en animales- los pseudoembriones que se crearon no tenían las mismas características y capacidades que un embrión real, y no lograban desarrollarse más que unos pocos días. Pero él señala que el potencial es enorme.
“Todo nos abre un poco más la puerta para que mañana esto se pueda hacer con humanos”, dice.
Aunque hoy todavía estamos lejos, si la ciencia sigue avanzando -dice- no sólo podríamos…
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