Los embriones sobrevivieron 8,5 días, lo que es casi la mitad de lo que dura el embarazo de la ratona. Durante este tiempo, los embriones desarrollaron sacos vitelinos, que sirven para suministrarles nutrientes. También surgieron tractos digestivos, tubos neuronales, corazones que latían y cerebros con subsecciones bien definidas, incluyendo el cerebro anterior y el cerebro medio. Esto último es un avance en comparación con el anterior experimento.
«Este ha sido el sueño de nuestra comunidad durante años y un objetivo principal de nuestro trabajo durante una década, y finalmente lo hemos conseguido», dijo en un comunicado la autora principal del estudio, Magdalena Zernicka-Goetz, bióloga del desarrollo y de las células madre con laboratorios en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena.
El nuevo estudio, que se ha publicado en la revista Nature, arroja resultados muy similares a los obtenidos en un estudio anterior que apareció en Cell el pasado 1 de agosto y que dirigió el biólogo del Instituto de Ciencias Weizmann de Israel, Jacob Hanna, quien también ha participado en el experimento más reciente. En el experimento de Cell, los científicos partieron de distintas células madre, pero emplearon la misma incubadora ideada por Hanna. Los embriones obtenidos desarrollaron tractos digestivos, corazones que latían y cerebros. Vivieron 8,5 días.
Aunque ambos estudios produjeron embriones similares, los experimentos se iniciaron de manera ligeramente distinta. En el primer estudio, el de Cell, los científicos indujeron a las células madre de ratón a un estado ingenuo, es decir, que podían convertirse en cualquier tipo de célula, como células cardíacas, cerebrales o intestinales. A partir de ahí, el equipo dividió estas células ingenuas en tres grupos. En un grupo, activaron los genes para formar la placenta, y en otro grupo, activaron los genes para crear el saco vitelino. El último grupo lo dejaron para que se convirtiera en embriones.
El experimento publicado en Nature comenzó con tres tipos de células madre de ratón, en vez de células ingenuas. Un tipo de célula madre dio lugar al embrión, mientras que las otras dos se transformaron en los tejidos de la placenta y el saco vitelino. A lo largo del experimento, observaron cómo estos tres tipos de células madre interactuaban, intercambiando mensajes químicos y chocando físicamente entre sí en los frascos de vidrio. Precisamente estudiar estos intercambios podría dar pistas sobre cómo avanzan las primeras etapas del desarrollo embrionario en los seres humanos, y qué ocurre cuando las cosas se tuercen.
«Este periodo de la vida humana es muy misterioso, así que poder ver cómo se desarrolla en una placa -tener acceso a estas células madre individuales, entender por qué fracasan tantos embarazos y cómo podríamos evitarlo- es muy especial», afirma Zernicka-Goetz. «Hemos estudiado el diálogo que tiene que producirse entre los distintos tipos de células madre en ese momento; hemos demostrado cómo se produce y cómo puede ir mal».
Tanto en el estudio publicado en Cell como en el de Nature, los embriones sintéticos se parecían mucho a los naturales, aunque con algunas ligeras diferencias y defectos en la forma en que se organizaban los tejidos. Sin embargo, en ambos experimentos, una proporción muy baja de las células madre dio lugar a embriones, lo que sugiere que la eficacia de ambos sistemas podría mejorarse. Además, ninguno de los dos conjuntos de embriones sintéticos sobrevivió hasta el noveno día de desarrollo, un obstáculo que habría que superar en posteriores estudios. Tampoco desarrollaron cordones umbilicales por lo que es imposible que se puedan implantar en un útero para que nazcan.
La investigación también plantea cuestiones éticas sobre si esta tecnología podría aplicarse a las células humanas en el futuro.
Referencia: Amadei, G., Handford, C.E., Qiu, C. et al. Synthetic embryos complete gastrulation to neurulation and organogenesis. Nature. 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05246-3
