Un grupo de científicos logró crear una entidad muy parecida a un embrión humano temprano, sin utilizar esperma, óvulos o un útero.
El equipo del Instituto Weizmann, en Israel, afirma que su “embrión modelo”, fabricado con células madre, comparte las características de un embrión real de 14 días.
Incluso liberó hormonas que dieron positivo en una prueba de embarazo en el laboratorio.
El objetivo de los modelos de embrión es ofrecer una forma ética de comprender los primeros momentos de la vida.
Las primeras semanas desde que un espermatozoide fecunda un óvulo son un periodo de cambio dramático: se pasa de un conjunto de células indistintas a algo que termina siendo reconocible en una ecografía.
Este periodo crucial es una de las principales fuentes de abortos espontáneos y defectos congénitos, pero no se conoce bien.
“Es una caja negra: nuestros conocimientos son muy limitados”, dice el profesor Jacob Hanna, del Instituto Weizmann de Ciencias.
La materia prima
La investigación con embriones es delicada desde el punto de vista legal, ético y técnico. Pero ahora existe un campo en rápido desarrollo que imita el desarrollo embrionario natural.
Esta investigación, publicada en la revista Nature, es descrita por el equipo israelí como el primer modelo embrionario “completo” porque imita todas las estructuras clave que surgen en el embrión temprano.
Es algo que “no se había hecho antes”, dice el profesor Hanna.
En lugar de un espermatozoide y un óvulo, el material de partida fueron células madre reprogramadas para adquirir el potencial de convertirse en cualquier tipo de tejido del cuerpo.
Luego se utilizaron sustancias químicas para inducir a estas células madre a convertirse en cuatro tipos de células que se encuentran en las fases más tempranas del embrión humano:
- células de epiblasto, que se convierten en el embrión propiamente dicho (o feto)
- células de trofoblasto, que se convierten en la placenta
- células de hipoblasto, que se convierten en el saco vitelino
- células de mesodermo extraembrionario
- Un total de 120 de estas células se mezclaron en una proporción precisa.
Alrededor del 1% de la mezcla comenzó el viaje de ensamblarse espontáneamente en una estructura que se asemeja, pero no es idéntica, a un embrión humano.
“El mérito es de las células: con la mezcla adecuada y el entorno adecuado simplemente funciona”, afirma el profesor Hanna. “Es un fenómeno asombroso”.
Los modelos embrionarios se dejaron crecer y desarrollar hasta que fueron comparables a un embrión de 14 días. En muchos países, este es el límite legal para la investigación con embriones normales.
A pesar de ser una videollamada tarde en la noche, puedo oír la pasión con la que el profesor Hanna me muestra en 3D la “exquisita arquitectura” del modelo embrionario.
Puedo ver el trofoblasto, que normalmente se convertiría en la placenta, envolviendo al embrión. E incluye las cavidades que se llenan con la sangre de la madre para transferir nutrientes al bebé.
Hay un saco vitelino, que desempeña algunas de las funciones del hígado y los riñones, y un disco embrionario bilaminar, una de las principales características de esta fase del desarrollo embrionario.
Para qué sirven estos modelos
La esperanza es que los modelos de embrión puedan ayudar a los científicos a explicar cómo surgen los distintos tipos de células, ser testigos de los primeros pasos en la construcción de los órganos del cuerpo o comprender las enfermedades hereditarias o genéticas.
Este estudio ya demuestra que otras partes del embrión no se formarán a menos que las primeras células de la placenta puedan rodearlo.
Se habla incluso de una posible mejora de los índices de éxito de la fecundación in vitro si se logra entender por qué fallan algunos embriones o si se utilizan los modelos para comprobar si los medicamentos son seguros durante el embarazo.
El profesor Robin Lovell Badge, que investiga el desarrollo embrionario en el Instituto Francis Crick, me dice que estos modelos de embriones “tienen muy buena pinta” y “parecen bastante normales”.
“Creo que está bien, está muy bien hecho, todo tiene sentido y estoy bastante impresionado”, afirma.
Pero habría que mejorar el actual índice de fracaso del 99%, añade. Sería difícil entender qué está fallando en un aborto espontáneo o en la infertilidad si el modelo no consigue formarse la mayoría de las veces.
Una ventana legal
La investigación también plantea la pregunta de si se podría imitar el desarrollo embrionario más allá de los 14 días.
Esto no sería ilegal, ya que los modelos de embrión son jurídicamente distintos de los embriones.
“Algunos acogerán esto, pero a otros no les gustará”, afirma el profesor Lovell Badge.
El profesor Alfonso Martínez Arias, del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, afirma que se trata de “un trabajo de investigación muy importante”.
“El trabajo ha logrado, por primera vez, una construcción fiel de la estructura completa (de un embrión humano) a partir de células madre” en el laboratorio, dijo, “abriendo así la puerta al estudio de los acontecimientos que conducen a la formación del plano del cuerpo humano”.
Los investigadores subrayan que sería poco ético, ilegal y, de hecho, imposible lograr un embarazo utilizando estos modelos: ensamblar las 120 células juntas va más allá del punto en el que un embrión podría implantarse con éxito en el revestimiento del útero.