Crean embrión con células madre de ratón con cerebro y corazón

En la primera semana tras la fecundación se desarrollan tres tipos de células madre: una acabará convirtiéndose en los tejidos del cuerpo, y las otras dos apoyan el desarrollo del embrión.

Uno de estos tipos de células madre extraembrionarias se convertirá en la placenta, que conecta al feto con la madre y le proporciona oxígeno y nutrientes, y el segundo es el saco vitelino, donde crece el embrión y obtiene sus nutrientes en las primeras etapas del desarrollo.

Muchos embarazos fracasan en el momento en que los tres tipos de células madre comienzan a enviar señales mecánicas y químicas entre sí, para indicar al embrión cómo desarrollarse correctamente.

Durante la última década, el grupo de la profesora Zernicka-Goetz en Cambridge estudió  estas primeras etapas del embarazo, con ánimo de entender por qué algunos embarazos fracasan y otros tienen éxito.

“El modelo de embrión de células madre es importante porque nos da accesibilidad a la estructura en desarrollo en una etapa que normalmente se nos oculta debido a la implantación del diminuto embrión en el útero de la madre”, explica Zernicka-Goetz.

Para guiar el desarrollo de su embrión de laboratorio, los investigadores juntaron células madre cultivadas de cada uno de los tres tipos de tejido en las proporciones y en el entorno adecuado para promover su crecimiento y comunicación entre sí.

Descubrieron que las células extraembrionarias envían señales químicas a las células embrionarias, pero también mecánicas, o a través del tacto, guiando el desarrollo del embrión.

Un gran avance del estudio es la capacidad de generar todo el cerebro, en particular la parte anterior, que hasta ahora es uno de los principales escollos en el desarrollo de embriones sintéticos.

En el sistema de Zernicka-Goetz, esto funciona porque esta parte del cerebro requiere señales de uno de los tejidos extraembrionarios para poder desarrollarse.

“Esto abre nuevas posibilidades para estudiar los mecanismos del neurodesarrollo en un modelo experimental”, defiende Zernicka-Goetz.

Aunque la investigación actual se hizo en modelos de ratón, los investigadores están desarrollando modelos humanos similares con el potencial de dirigirse a la generación de tipos de órganos específicos para comprender los mecanismos que subyacen a procesos cruciales que no se pueden estudiar en embriones reales.

En la actualidad, la legislación británica solo permite estudiar embriones humanos en el laboratorio hasta el 14.º día de desarrollo.

Si en el futuro los métodos desarrollados por este equipo funcionan con células madre humanas, también podrían utilizarse para guiar el desarrollo de órganos de laboratorio para pacientes que esperan trasplantes.

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