{"id":1651,"date":"2021-03-19T08:03:53","date_gmt":"2021-03-19T12:03:53","guid":{"rendered":"http:\/\/revista.vps.co.ve\/?p=1651"},"modified":"2021-03-19T08:12:31","modified_gmt":"2021-03-19T12:12:31","slug":"se-obtiene-primer-modelo-de-embrion-humano-en-placas-de-cultivo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elvitraldelaciencia.org\/revista\/se-obtiene-primer-modelo-de-embrion-humano-en-placas-de-cultivo\/","title":{"rendered":"SE OBTIENE PRIMER MODELO DE EMBRI\u00d3N HUMANO EN PLACAS DE CULTIVO"},"content":{"rendered":"

\"\"Un grupo de cient\u00edficos ha creado\u00a0por primera vez modelos de embriones similares a los humanos<\/strong> en un laboratorio a partir de c\u00e9lulas madre y c\u00e9lulas extra\u00eddas de la piel. Se trata de un importante avance que resuelve un problema para los investigadores porque existen muy pocos embriones humanos para estudiarlos y facilita avanzar en la\u00a0embriolog\u00eda.<\/p>\n

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Estos embriones podr\u00edan usarse para estudiar las causas de la infertilidad, el aborto espont\u00e1neo,<\/strong>\u00a0los defectos de nacimiento y encontrar una respuesta a por qu\u00e9 los embriones a veces no se implantan en el \u00fatero. En el estudio\u00a0no se usaron \u00f3vulos ni espermatozoides,<\/strong>\u00a0sino c\u00e9lulas que se reprograman para reproducir los primeros d\u00edas de la vida humana.<\/p>\n

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Una comprensi\u00f3n adecuada del desarrollo humano temprano es crucial si queremos mejorar las tecnolog\u00edas de reproducci\u00f3n asistida y prevenir la p\u00e9rdida del embarazo y los defectos de nacimiento.\u00a0Sin embargo, estudiar el desarrollo temprano es un desaf\u00edo: hay pocos embriones humanos disponibles y la investigaci\u00f3n est\u00e1 sujeta a considerables limitaciones \u00e9ticas y legales.\u00a0Por tanto, la aparici\u00f3n de t\u00e9cnicas que utilizan c\u00e9lulas cultivadas\u00a0in vitro<\/i> para construir modelos de embriones de mam\u00edferos abre oportunidades interesantes [(Fu, J., Warmflash, A. y Lutolf, MP\u00a0Nature Mater.\u00a020<\/b> , 132-144 (2021)<\/em><\/span>].<\/p>\n

En este mes de marzo, se publican dos art\u00edculos de\u00a0Nature<\/i> que logran avances clave en este campo, que muestran que las c\u00e9lulas madre embrionarias humanas o las c\u00e9lulas reprogramadas a partir de tejidos adultos [(Yu, L.\u00a0y col.\u00a0Nature.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41586-021-03356-y (2021); Liu, X.\u00a0y col.\u00a0Nature. https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41586-021-03372-y (2021)<\/em><\/span>], puede inducirse a autoorganizarse en una placa de cultivo, formando estructuras que se asemejan a los primeros embriones humanos. Este es el primer modelo de embri\u00f3n humano integrado que contiene tipos de c\u00e9lulas relacionados con todos los linajes celulares fundadores del feto y sus tejidos de soporte.<\/div>\n
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En los mam\u00edferos, un \u00f3vulo fertilizado sufre una serie de divisiones celulares durante los primeros d\u00edas de desarrollo, lo que lleva a la formaci\u00f3n de una estructura llamada blastocisto.\u00a0El blastocisto contiene una capa celular externa llamada trofectodermo, que rodea una cavidad que contiene un grupo celular llamado masa celular interna (ICM).\u00a0A medida que se desarrolla el blastocisto, el ICM se segrega en dos poblaciones de c\u00e9lulas adyacentes: el epiblasto y el hipoblasto (conocido como endodermo primitivo en embriones de rat\u00f3n).\u00a0Luego, el blastocisto se implanta en el tejido uterino, preparando el escenario para un evento llamado gastrulaci\u00f3n, en el que las c\u00e9lulas del epiblasto dan lugar a las tres capas celulares b\u00e1sicas que formar\u00e1n el feto completo.\u00a0El trofectodermo pasa a formar la mayor parte de la placenta y el hipoblasto forma algunas capas de una estructura llamada saco vitelino.<\/div>\n
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Los primeros\u00a0modelos\u00a0in vitro<\/i> para recapitular la formaci\u00f3n de blastocistos utilizando c\u00e9lulas cultivadas (estructuras conocidas como blastoides) utilizaron c\u00e9lulas madre de rat\u00f3n correspondientes a las c\u00e9lulas madre encontradas en el epiblasto, trofoblasto y endodermo primitivo en el blastocisto de rat\u00f3n[(Rivron, NC\u00a0y col.\u00a0Nature\u00a0557<\/b> , 106-111 (2018); Sozen, B.\u00a0et al.\u00a0Nature Cell Biol.\u00a020<\/b> , 979\u2013989 (2018); Li, R.\u00a0y col.\u00a0Cell\u00a0179<\/b> , 687\u2013702 (2019)<\/em><\/span>]. Sin embargo, la generaci\u00f3n de blastoides similares a partir de c\u00e9lulas humanas no se ha logrado hasta ahora [(Yu, L.\u00a0y col.\u00a0Nature.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41586-021-03356-y (2021); Liu, X.\u00a0y col.\u00a0Nature. https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41586-021-03372-y (2021)<\/em><\/span>]. Los modelos anteriores de desarrollo humano temprano utilizaban c\u00e9lulas madre humanas en un desarrollo similar al de las c\u00e9lulas epiblastos post-implantaci\u00f3n y pre-gastrulaci\u00f3n [(Warmflash, A., Sorre, B., Etoc, F., Siggia, ED y Brivanlou, AH\u00a0Nature Methods\u00a0<\/i>11<\/b> , 847\u2013854 (2014); Zheng, Y.\u00a0et al.\u00a0<\/i>Nature\u00a0<\/i>573<\/b> , 421\u2013425 (2019); Moris, N.\u00a0et al.\u00a0<\/i>Nature\u00a0<\/i>582<\/b> , 410\u2013415 (2020)].\u00a0Como tal, aunque podr\u00edan recapitular algunas etapas del desarrollo humano posterior a la implantaci\u00f3n, carec\u00edan de linajes asociados con el trofectodermo, el hipoblasto o ambos.<\/div>\n
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En los mencionados art\u00edculos ( Yu\u00a0et al<\/i>\u00a0.\u00a0<\/a>2<\/a><\/sup>\u00a0y\u00a0Liu\u00a0et al<\/i>\u00a0.\u00a0<\/a>3<\/a><\/sup> ) describen blastoides humanos. La clave de estos avances tecnol\u00f3gicos parece haber sido doble: primero, el uso de c\u00e9lulas representativas de linajes en el blastocisto humano;\u00a0y segundo, optimizaci\u00f3n de protocolos de cultivo.<\/div>\n
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Figura 1 | Generando blastoides humanos. Los blastocistos son estructuras formadas temprano en el desarrollo de los mam\u00edferos que comprenden tres tipos de c\u00e9lulas que dar\u00e1n lugar al embri\u00f3n, la placenta y un tejido de soporte llamado saco vitelino. Dos grupos informan sobre m\u00e9todos in vitro para generar blastoides humanos, que modelan de cerca los blastocistos. a , Yu y col . 2 utilizaron c\u00e9lulas madre pluripotentes humanas (hPSC), que pueden dar lugar a linajes relacionados con todos los tipos de c\u00e9lulas en el blastocisto. Las hPSC se aislaron de blastocistos humanos o se generaron reprogramando c\u00e9lulas humanas adultas. Los autores colocaron hPSC en placas de cultivo 3D llamadas placas Aggrewell y utilizaron un proceso de cultivo de dos pasos para desencadenar la formaci\u00f3n de blastoides humanos. B, Por el contrario, Liu et al . 3 reprogramaron c\u00e9lulas humanas adultas en tipos de c\u00e9lulas que ten\u00edan perfiles de expresi\u00f3n g\u00e9nica que coincid\u00edan con los tres tipos de c\u00e9lulas que se encuentran en los blastocistos (tambi\u00e9n se generaron algunas c\u00e9lulas de tipos desconocidos, indicados por diferentes colores). Utilizaron un proceso de cultivo 3D de un solo paso para generar el blastoide. (En ambos protocolos, los blastoides conten\u00edan algunas c\u00e9lulas de tipo desconocido, no mostradas).<\/figcaption><\/figure>\n

Yu\u00a0y col<\/i>\u00a0.\u00a0comenz\u00f3 con c\u00e9lulas madre embrionarias humanas, que se derivan de blastocistos humanos, o c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas, que se generan a partir de c\u00e9lulas adultas.\u00a0Es importante destacar que ambos tipos de c\u00e9lulas madre tienen un desarrollo similar a las c\u00e9lulas del epiblasto en el blastocisto y tambi\u00e9n pueden dar lugar a linajes relacionados con el trofectodermo y el hipoblasto.\u00a0Por el contrario, Liu\u00a0et al<\/i>\u00a0.\u00a0reprogramaron c\u00e9lulas de piel adultas llamadas fibroblastos para formar una poblaci\u00f3n celular mixta que conten\u00eda c\u00e9lulas con perfiles de expresi\u00f3n g\u00e9nica similares a los de las c\u00e9lulas del epiblasto, trofectodermo e hipoblasto.\u00a0Como en los protocolos de blastoides de rat\u00f3n [(Rivron, NC\u00a0y col.\u00a0Nature\u00a0557<\/b> , 106-111 (2018); Sozen, B.\u00a0et al.\u00a0Nature Cell Biol.\u00a020<\/b> , 979\u2013989 (2018); Li, R.\u00a0y col.\u00a0Cell\u00a0179<\/b> , 687\u2013702 (2019)<\/em><\/span>], ambos enfoques implicaron sembrar las c\u00e9lulas en placas de cultivo 3D llamadas placas Aggrewell y tratarlas con medio de crecimiento l\u00edquido que conten\u00eda factores qu\u00edmicos para controlar las actividades de se\u00f1alizaci\u00f3n necesarias para el desarrollo de blastocisto (Fig. 1).\u00a0Yu y sus colegas trataron las c\u00e9lulas con dos tipos diferentes de medio de cultivo en secuencia, para promover la diferenciaci\u00f3n de las c\u00e9lulas en linajes representativos del trofectodermo y el hipoblasto.<\/p>\n

Ambos grupos encontraron que blastoideos humanos surgieron despu\u00e9s de 6-8 d\u00edas de cultivo, con una eficiencia de formaci\u00f3n de hasta casi un 20%, comparable a las eficiencias del rat\u00f3n protocolos blastoides [(Rivron, NC\u00a0y col.\u00a0Nature\u00a0557<\/b> , 106-111 (2018); Sozen, B.\u00a0et al.\u00a0Nature Cell Biol.\u00a020<\/b> , 979\u2013989 (2018); Li, R.\u00a0y col.\u00a0Cell\u00a0179<\/b> , 687\u2013702 (2019)<\/em><\/span>].\u00a0Los blastoides humanos eran de tama\u00f1o y forma similares a los blastocistos naturales, con un n\u00famero total de c\u00e9lulas similar.\u00a0Conten\u00edan una cavidad y un grupo similar a ICM.<\/p>\n

La caracterizaci\u00f3n detallada de los blastoides (incluido el an\u00e1lisis de expresi\u00f3n de todo el genoma y las comparaciones con datos de embriones humanos) mostr\u00f3 que sus linajes celulares comparten similitudes moleculares con los del blastocito humano antes de la implantaci\u00f3n.\u00a0La organizaci\u00f3n espacial de los linajes relacionados con epiblasto, trofectodermo e hipoblasto es coherente con la que se encuentra en los embriones humanos antes de la implantaci\u00f3n.\u00a0Los grupos tambi\u00e9n demostraron que las c\u00e9lulas blastoides tienen propiedades clave de los linajes de blastocistos: las c\u00e9lulas aisladas de los blastoides podr\u00edan usarse para generar varios tipos de c\u00e9lulas madre.\u00a0Yu\u00a0y col<\/i>\u00a0.\u00a0mostr\u00f3 que, si estas c\u00e9lulas madre se trasplantaban en blastocistos de rat\u00f3n, daban lugar a c\u00e9lulas que podr\u00edan integrarse con los linajes de rat\u00f3n correspondientes en el embri\u00f3n de rat\u00f3n.<\/p>\n<\/div>\n

A continuaci\u00f3n, los investigadores analizaron el desarrollo adicional de los blastoides utilizando un ensayo establecido que imita la implantaci\u00f3n en el \u00fatero en placas de cultivo.\u00a0Al igual que los blastocistos, cuando los blastoides se cultivaron en este ensayo durante cuatro a cinco d\u00edas, algunos se adhirieron a la placa de cultivo y continuaron desarroll\u00e1ndose.\u00a0En una parte de estos blastoides adheridos, el linaje celular representativo del epiblasto se reorganiz\u00f3 en una estructura que encierra una cavidad central, que recuerda a la cavidad pro-amni\u00f3tica, que se forma en el epiblasto de los blastocistos posteriores a la implantaci\u00f3n.\u00a0Y en algunos blastoides, el linaje celular relacionado con el trofectodermo se extendi\u00f3 y mostr\u00f3 signos de diferenciaci\u00f3n en tipos de c\u00e9lulas placentarias especializadas.\u00a0Yu\u00a0y col.<\/i>.\u00a0Tambi\u00e9n observ\u00f3 una segunda cavidad en el linaje celular relacionado con hipoblastos en algunos blastoides, similar a la cavidad del saco vitelino.<\/p>\n

Juntos, los datos de los grupos demuestran que los blastoides humanos son\u00a0modelos\u00a0in vitro<\/i>\u00a0prometedores de\u00a0desarrollo de blastocistos\u00a0preimplantacional y postimplantaci\u00f3n\u00a0temprano.\u00a0Sin embargo, existen limitaciones notables que superar.\u00a0Por ejemplo, el desarrollo de los blastoides es ineficaz y var\u00eda entre l\u00edneas celulares producidas de diferentes donantes y entre lotes experimentales.\u00a0Adem\u00e1s, los tres linajes parecen desarrollarse a ritmos ligeramente diferentes en blastoides individuales, y el desarrollo de blastoides en el mismo plato parece desincronizado.\u00a0La organizaci\u00f3n espacial del linaje relacionado con hipoblasto en blastoides a\u00fan no se ha mejorado.\u00a0Adem\u00e1s, los blastoides contienen poblaciones de c\u00e9lulas no identificadas que no tienen contrapartes en los blastocistos humanos naturales.<\/p>\n

Otro desaf\u00edo es que el desarrollo de los blastoides est\u00e1 limitado en las etapas posteriores a la implantaci\u00f3n, a diferencia de los blastoides de rat\u00f3n.\u00a0Se necesitar\u00e1 una mayor optimizaci\u00f3n del cultivo y las condiciones experimentales para mejorar el cultivo de blastoides humanos\u00a0in vitro en la<\/i>\u00a0etapa posterior a la implantaci\u00f3n\u00a0, hasta el equivalente a 14 d\u00edas\u00a0in vivo<\/i> .\u00a0Las estrictas reglas \u00e9ticas impiden el cultivo de embriones humanos m\u00e1s all\u00e1 de esta etapa, cuando comienzan a aparecer las estructuras asociadas con la gastrulaci\u00f3n.\u00a0Sistemas tridimensionales para el cultivo de blastocistos humanos, que promueve eficazmente el desarrollo posterior a la implantaci\u00f3n, podr\u00eda ayudar a mejorar nuestra capacidad para cultivar blastoides hasta este l\u00edmite, manteniendo la arquitectura de tejido 3D normal y las relaciones espaciales entre los diferentes linajes celulares en los blastoides.<\/p>\n

Los cient\u00edficos que realizaron tanto la investigaci\u00f3n en la Universidad de Monash en Australia como en la Universidad de Texas en los EE UU han querido tranquilizar y justificar que\u00a0estas creaciones no son r\u00e9plicas reales\u00a0<\/strong>y rechazan que se tilden de \u00abembriones artificiales\u00bb. \u00abNo siento que haya creado la vida\u00bb, ha explicado en la presentaci\u00f3n del estudio uno de los investigadores Jos\u00e9 Polo de la Universidad de Monash. \u00abB\u00e1sicamente, acabamos de crear un buen modelo\u00bb, a\u00f1ade.<\/p>\n

El bioqu\u00edmico argentino sostiene que \u00e9l est\u00e1 \u00abcien por cien seguro, bas\u00e1ndose en toda la evidencia cient\u00edfica, que solo pueden modelar las primeras etapas de desarrollo\u00a0y, por lo tanto, no pueden convertirse en humanos\u00bb<\/strong>. Adem\u00e1s, varios expertos coinciden en que es necesario tener una conversaci\u00f3n comunitaria sobre el estado de estas nuevas creaciones. \u00bfQu\u00e9 investigaci\u00f3n se puede realizar \u00e9ticamente sobre ellas? \u00bfhasta d\u00f3nde se puede permitir que se desarrollen?: son algunas de las cuestiones que plantean.<\/p>\n

Los blastoides humanos son los primeros modelos de embriones humanos que se derivan de c\u00e9lulas cultivadas\u00a0in vitro.<\/i>y que tienen todos los linajes celulares fundadores del feto y sus tejidos de soporte.\u00a0A medida que se optimizan los protocolos, estos blastoides imitar\u00e1n m\u00e1s de cerca los blastocistos humanos.\u00a0Esto conducir\u00e1 inevitablemente a cuestiones bio\u00e9ticas.\u00a0\u00bfCu\u00e1l deber\u00eda ser el estado \u00e9tico de los blastoides humanos y c\u00f3mo deber\u00edan regularse?\u00a0\u00bfDeber\u00eda aplicarse la regla de los 14 d\u00edas?\u00a0Estas preguntas deber\u00e1n responderse antes de que la investigaci\u00f3n sobre blastoides humanos pueda proceder con la debida precauci\u00f3n.\u00a0Para muchas personas, el estudio de los blastoides humanos ser\u00e1 menos desafiante \u00e9ticamente que el estudio de los blastocistos humanos naturales.\u00a0Sin embargo, otros podr\u00edan ver la investigaci\u00f3n sobre blastoides humanos como un camino hacia la ingenier\u00eda de embriones humanos.\u00a0Por lo tanto, el desarrollo continuo de modelos de embriones humanos, incluidos los blastoides humanos, exige conversaciones p\u00fablicas sobre la importancia cient\u00edfica de dicha investigaci\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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