Avance en el Estudio de la Gastrulación en Primates

La gastrulación, un proceso crucial en el desarrollo embrionario, se ha convertido en un tema de gran interés científico y debe formar parte del vocabulario común, opina el biólogo Alfonso Martínez-Arias. Este proceso se inicia cuando una única célula fecundada comienza a multiplicarse, y, a los 14 días, el embrión humano aún tiene una forma indefinida. Sin embargo, aproximadamente siete días después, comienza a delinearse un plan corporal y las bases para todos los órganos en una estructura del tamaño de la punta de un lápiz. Esto es la gastrulación.

Dificultades en la Observación del Proceso

Observar la gastrulación en humanos ha sido un reto debido a limitaciones técnicas y éticas. Este hecho ha mantenido a la gastrulación como uno de los mayores enigmas en el desarrollo embrionario. Este jueves, Martínez-Arias y su equipo publicarán un avance significativo al permitir la observación de la gastrulación de principio a fin en el primer modelo de embrión de primate que alcanza los 25 días de desarrollo, un hecho celebrado por el investigador. Este avance se encuentra en la revista Nature.

Importancia del Estudio

En humanos, solo uno de cada tres óvulos fecundados logra convertirse en un bebé, y muchas malformaciones congénitas, que afectan a varias personas durante toda la vida, se deben a fallos en la gastrulación que a menudo no se logran identificar. Según el investigador, los nuevos modelos de embrión de primate son claves para abordar estos problemas en el desarrollo humano.

Martínez-Arias, quien también es profesor emérito de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, ha trabajado en colaboración con el equipo dirigido por Zhen Liu, del Instituto de Neurociencia de la Academia de Ciencias de China en Shanghái.

Características del Proceso de Gastrulación

La gastrulación define el límite donde se establece un individuo, ya que más allá de los 14 días, el embrión no puede formar gemelos. Hasta la fecha, no se han llevado embriones humanos más allá de esta etapa, lo que ha dejado la observación de la gastrulación como un desafío. Hace dos años, el equipo de Liu alcanzó 17 días de desarrollo en modelos de embrión de macaca, pero esos embarazos fracasaron.

El nuevo estudio utilizó células madre embrionarias de macacos, que tienen la capacidad de transformarse en cualquier tejido del cuerpo. Tras llevarlas al estadio de blastocisto, se aplicó una técnica innovadora para cultivarlas en líquido, logrando que se desarrollaran durante 25 días. La comparación con embriones naturales de macaco permitió a los investigadores confirmar que estos embriones replican características esenciales, incluidos los tejidos de músculo, tubo digestivo, sangre y sistema nervioso, así como las células germinales responsables de la formación de óvulos y espermatozoides.

Avances en la Biología del Desarrollo

Hasta ahora, solo se habían cultivado embriones de ratón más allá de la gastrulación, pero los mamíferos son significativamente diferentes de los humanos en aspectos clave del desarrollo. Estos nuevos modelos representan un avance significativo hacia la comprensión de la gastrulación en primates, brindando una oportunidad única para estudiar este proceso en la especie humana. Además, evitan los dilemas éticos asociados con el uso de embriones naturales de primates.

Martínez-Arias señala que muchas mutaciones que presentan consecuencias más tarde en el desarrollo tienen su origen en la gastrulación. El descubrimiento de este inicio podría ser crucial para tratamientos futuros en el campo de la teratología y la toxicología de contaminantes ambientales.

Reacciones del ámbito científico

El biólogo Nicolas Rivron, que no participó en la investigación pero que ha trabajado en modelos de embrión humano previos, destaca la importancia del estudio, ya que representa la primera demostración de que estos modelos pueden desarrollarse más allá del momento crítico en el cual se establece el plano corporal. Sin embargo, advierte que estas estructuras aún son «imperfectas» y es incierto si realmente reflejan el desarrollo natural.

Los biólogos Xiangyu Kong y Thorold Theunissen, de la Universidad de Washington en San Luis, consideran que este trabajo proporciona un modelo que permite observar el desarrollo primate de forma continua y sugieren que se deberían explorar innovaciones similares para crear modelos de embrión humano que superen los 14 días.

El equipo de investigación continúa trabajando en esta dirección, aunque se enfrenta a desafíos biológicos en la maduración de los modelos embrionarios.