Sin embargo, para la mejor comprensión del artículo creo conveniente algunas definiciones previas que allanen el camino para lograrlo.
Comencemos diciendo que, como era dable esperar, no todas las células del cuerpo humano son iguales. Esto es así porque no todas cumplen la misma función. Por ejemplo, una célula hepática no es igual a una célula cardíaca pues ambas tienen funciones diferentes. Una célula del páncreas que produce insulina no puede ser igual a una de las glándulas suprarrenales que produce adrenalina.
Sin embargo, hay células, llamada células madre, que tienen la fantástica propiedad de transformarse en cualquiera de los tipos especializados de células, una hepática, una cardíaca, una tiroidea, etc.
Las células madre o células troncales son células que se encuentran en todos los organismos pluricelulares y, como queda dicho, tienen la capacidad de dividirse y diferenciarse en diversos tipos de células especializadas, además de autorrenovarse para producir más células madre. En los organismos adultos, las células madre actúan en la regeneración o reparación de los tejidos del organismo.
Bien, encontrarán también en esta nota la mención al saco vitelino. Se trata de un anexo membranoso adosado al embrión que provee a este de nutrientes y oxígeno, a la vez que elimina desechos metabólicos. Esto ocurre en peces, reptiles, aves y mamíferos primitivos. En el embrión humano funciona como sistema circulatorio en las primeras etapas de desarrollo, antes de que comience la circulación interna.
Luego tenemos el saco amniótico, o amnios, que es el saco en el que el feto se desarrolla en los amniotas. Es un par delgado pero resistente de membranas transparentes que sostienen un embrión en desarrollo (y más tarde un feto) hasta poco antes del nacimiento.
Bien, vamos a ello.
La noticia es impactante, queridos amigos: Por primera vez se ha logrado crear modelos completos de embriones humanos, sin óvulos ni espermatozoides, a partir de células madre cultivadas en el laboratorio, fuera del útero hasta el día 14. Algo que por un lado abre puertas al conocimiento y por otro plantea nuevos dilemas éticos.
El extraordinario logro se debe al Instituo Weizmann, de Israel, que explicó que los embriones que ha logrado desarrollar “presentaban todas las estructuras y compartimentos característicos de esta etapa, incluyendo placenta, saco vitelino, saco coriónico y otros tejidos externos que aseguran el crecimiento dinámico y adecuado de los modelos”.
El instituto israelí explica, con la difusión de su trabajo en Nature, que “los agregados celulares derivados de células madre humanas en estudios anteriores no podían considerarse modelos de embriones humanos genuinamente precisos, porque carecían de casi todas las características definitorias de un embrión postimplantación. En particular, no contenían varios tipos de células que son esenciales para el desarrollo del embrión, como las que forman la placenta y el saco coriónico. Además, no tenían la organización estructural característica del embrión y no revelaban capacidad dinámica para avanzar a la siguiente etapa de desarrollo”.
Dada su complejidad, los modelos de embriones humanos obtenidos por el grupo de Hanna parecen poder brindar una oportunidad inédita al arrojar luz sobre los misteriosos comienzos del embrión. Se sabe poco sobre el embrión temprano porque es muy difícil de estudiar, tanto por razones éticas como técnicas, pero sus etapas iniciales son cruciales para su desarrollo futuro.
“Durante estas etapas, el conjunto de células que se implanta en el útero al séptimo día de su existencia se convierte, al cabo de tres o cuatro semanas, en un embrión bien estructurado que ya contiene todos los órganos del cuerpo. El drama ocurre en el primer mes, los ocho meses restantes del embarazo son principalmente de mucho crecimiento”, dice Hanna.
Y agrega: “Ese primer mes sigue siendo en gran medida una caja negra. Nuestro modelo de embrión humano derivado de células madre ofrece una forma ética y accesible de mirar dentro de esta caja. Imita fielmente el desarrollo de un embrión humano real, en particular el surgimiento de su arquitectura exquisitamente fina”.
Un modelo de embrión humano en una etapa de
desarrollo equivalente a la de un embrión humano en el día 14, bajo el
microscopio. La imagen revela la hormona utilizada en las pruebas de embarazo
(verde) y la capa externa que se convertirá en la placenta (rosa), que contiene
cavidades características, llamadas lagunas. Durante el embarazo normal, las
lagunas permiten el intercambio de nutrientes y productos de desecho entre la
sangre materna y el feto. Foto: Instituto Weizmann
La
investigación, paso a paso
Como
se dijo más arriba, el equipo de Hanna se basó en su experiencia previa en la
creación de modelos de embriones de ratón basados en células madre
sintéticas. Al igual que en esa investigación, los científicos no utilizaron
óvulos fertilizados ni útero.
Comenzaron
con células humanas conocidas como células madre pluripotentes, que tienen
el potencial de diferenciarse en muchos, pero no todos, tipos de células.
Luego, los investigadores utilizaron el método desarrollado recientemente por
Hanna para reprogramar células madre pluripotentes para retroceder aún más el
reloj: revertir estas células a un estado aún anterior en el que son capaces
de convertirse en cualquier tipo de célula.
Esta
etapa corresponde al día 7 del embrión humano natural, aproximadamente el
momento en que se implanta en el útero. La comunicación del Weizmann dice
que “de hecho, el equipo de Hanna fue el primero en comenzar a describir
métodos para generar células madre humanas vírgenes, allá por 2013; Continuaron
mejorando estos métodos, que son el núcleo del proyecto actual, a lo largo de
los años”.
La
explicación del método es bastante técnica pero es importante describirla para
tener una mayor dimensión del trabajo: los científicos dividieron las
células en tres grupos. Las destinadas a convertirse en embrión se dejaron tal
cual. Las células de cada uno de los otros grupos fueron tratadas únicamente
con productos químicos, sin necesidad de modificación genética, para activar
ciertos genes, cuyo objetivo era hacer que estas células se diferenciaran hacia
uno de los tres tipos de tejido necesarios para sustentar el embrión: placenta,
saco vitelino o la membrana del mesodermo extraembrionario que finalmente crea
el saco coriónico.
“Poco
después de mezclarse en condiciones optimizadas y específicamente
desarrolladas, las células formaron grupos, aproximadamente el uno por ciento
de los cuales se autoorganizaron en estructuras completas similares a
embriones. “Un embrión es autónomo por definición; no necesitamos decirle qué
hacer; sólo debemos liberar su potencial codificado internamente”, dice Hanna.
“Es fundamental mezclar los tipos correctos de células desde el principio, que sólo pueden derivarse de células madre ingenuas que no tienen restricciones de desarrollo. Una vez que hacés eso, el modelo similar a un embrión dice: '¡Vamos!'”, agrega el científico.
Las estructuras similares a embriones basadas en células madre se desarrollaron entonces normalmente fuera del útero durante 8 días, alcanzando una etapa de desarrollo equivalente al día 14 en el desarrollo embrionario humano. Ese es el punto en el que los embriones naturales adquieren las estructuras internas que les permiten pasar a una siguiente etapa.
“Cuando los investigadores compararon la organización interna de sus modelos de embriones derivados de células madre con ilustraciones y secciones de anatomía microscópica en atlas de embriología clásica de la década de 1960, encontraron una semejanza estructural entre los modelos y los embriones humanos naturales en la etapa correspondiente”, dice la comunicación del Weizmann.
Valor práctico
El trabajo tiene un valor clave para echar luz sobre los primeros días de desarrollo de un embrión, en los que tienen lugar los pasos más sofisticados del crecimiento humano. Entre esas posibles iluminaciones aparecen una mayor comprensión de la fertilidad y la fecundidad.
"Muchos fracasos del embarazo ocurren en las primeras semanas, a menudo antes de que la mujer sepa que está embarazada. Ahí también se originan muchos defectos congénitos, aunque tienden a descubrirse mucho más tarde. Nuestros modelos se pueden utilizar para revelar las señales bioquímicas y mecánicas que garantizan un desarrollo adecuado en esta etapa temprana, y las formas en que ese desarrollo puede salir mal”, dice Hanna.
De hecho, el estudio ya ha producido un hallazgo que puede abrir una nueva dirección en la investigación sobre el fracaso temprano del embarazo. Los investigadores descubrieron que si el embrión no está envuelto por células formadoras de placenta de la manera correcta en el día 3 del protocolo (correspondiente al día 10 en el desarrollo embrionario natural), sus estructuras internas, como el saco vitelino, no logran desarrollarse adecuadamente.
Volviendo a la compulsa entre investigadores, la diferencia entre un estudio y otro (lo que uno tiene que al otro le faltaría) podría ser clave a los fines prácticos. Según Hanna, “un embrión no es estático. Debe tener las células adecuadas en la organización adecuada y debe poder progresar; se trata de ser y llegar a ser. Nuestros modelos completos de embriones ayudarán a los investigadores a abordar las preguntas más básicas sobre qué determina su crecimiento adecuado".
Según el Weizmann, “este enfoque ético para descubrir los misterios de las primeras etapas del desarrollo embrionario podría abrir numerosos caminos de investigación. Podría ayudar a revelar las causas de muchos defectos congénitos y tipos de infertilidad. También podría conducir a nuevas tecnologías para el cultivo de tejidos y órganos para trasplantes. Y podría ofrecer una solución para experimentos que no se pueden realizar con embriones vivos (por ejemplo, determinar los efectos de la exposición a drogas u otras sustancias en el desarrollo fetal)”.
Hasta aquí, entonces la noticia y algunas de sus implicancias consignadas por el Weizmann. Pero, seguro que no escapa a su aguda comprensión de ustedes que hay más de lo que dicen los israelíes. Claramente, podríamos estar en la antesala de lo que dice el título de la nota, o sea, bebés “on demand”.
Si a esta potente técnica elaborada por el Weizmann le unimos la ya conocida técnica CRISPR de edición celular podría desembocar en unos años en que las parejas vayan a un laboratorio a “encargar” un bebé con determinados atributos de altura, color de ojos, sexo, etc.
Recordemos que la edición genética CRISPR (pronunciado /ˈkrɪspər/ «crisper»), es una técnica de ingeniería genética en biología molecular mediante la cual se pueden modificar los genomas de organismos vivos. Es como el “cortar y pegar” en un procesador de textos, pero en el genoma.
En una nota futura hablaremos del mundo que nos depararán este tipo de avances.
Por ahora, lo dejamos aquí.
Espero que la nota haya sido del interés de todos ustedes.
Me despedido, pero, no sin antes recordarles que: Si tienen un hijo, sobrino, nieto, o ustedes mismos a quien tienen que agasajar, qué mejor que regalarle mi libro de El Ajedrez de la B a la Q, Tomo I, que podrán encontrar en Mi Librería:
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Ahora si, queridos amigos, llegados a este punto, me despido con un sonoro:
¡Hasta la próxima!
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