Se ha cultivado un embrión de ratón en un útero artificial: los humanos podrían ser los próximos

Las fotografías por sí solas cuentan una historia fantástica: un embrión de ratón, completo con células cardíacas latiendo, una cabeza y el comienzo de las extremidades, vivo y creciendo en un frasco de vidrio.

Según un grupo científico de Israel, que tomó la fotografía, los investigadores han criado ratones en un útero artificial durante 11 o 12 días, aproximadamente la mitad del período de gestación natural del animal.

Es un récord para el desarrollo de un mamífero fuera del útero y, según el equipo de investigación, los embriones humanos podrían ser los siguientes, lo que plantea nuevas y enormes preguntas éticas.

Esto prepara el escenario para otras especies, dice Jacob Hanna, biólogo del desarrollo del Instituto de Ciencias Weizmann, quien dirigió el equipo de investigación. Espero que permita a los científicos cultivar embriones humanos hasta la semana cinco.

Hacer crecer embriones humanos en el laboratorio durante tanto tiempo, hasta bien entrado el primer trimestre, pondría a la ciencia en curso de colisión con el debate sobre el aborto. Hanna cree que los embriones cultivados en laboratorio podrían ser un sustituto de investigación para el tejido derivado de abortos y posiblemente también una fuente de tejido para tratamientos médicos.

como lo hicieron

El equipo de Hanna hizo crecer los embriones de ratón añadiendo suero sanguíneo de cordones umbilicales humanos, agitándolos en frascos de vidrio y bombeándolos con una mezcla de oxígeno presurizado. Hanna compara el proceso con poner a un paciente con covid-19 en una máquina de ventilación.

Eso obliga al oxígeno a entrar en las células, dice. Entonces el paciente es mucho más feliz. Puede ver que tiene un sistema sanguíneo y todos los sistemas de órganos principales están funcionando.

Un video realizado por investigadores del Instituto de Ciencias Weizmann muestra embriones de ratón con corazones latiendo. El laboratorio está presionando hasta dónde se pueden cultivar embriones en el laboratorio.

Los embriones de ratón solo murieron después de que se volvieron demasiado grandes para que el oxígeno se difundiera a través de ellos, ya que carecen del suministro de sangre natural que podría proporcionar una placenta.

El trabajo crea una ventana científica al embrión temprano, que normalmente está oculto dentro del útero. En una publicación hoy en la revista Nature, el equipo israelí describe una serie de experimentos en los que agregaron toxinas, tintes, virus y células humanas a los ratones embrionarios en desarrollo, todo para estudiar lo que ocurriría.

Es un tour de force, muy, muy impresionante, dice Alfonso Martínez Arias, biólogo del desarrollo e investigador de células madre de la Universidad Pompeu Fabra en España, que no participó en la investigación.

Siguiente: humanos

Hanna dice que los científicos también querrán desarrollar embriones humanos de esta manera. Él reconoce que las imágenes de embriones humanos cultivados en laboratorio con una forma más o menos reconocible (cabeza, cola y brotes de extremidades) podrían ser impactantes. El equivalente humano de los ratones de 12 días de Hanna sería un embrión de primer trimestre.

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A medida que se acelera la tecnología para manipular la vida embrionaria, los investigadores quieren deshacerse de su mayor señal de alto.

Yo entiendo las dificultades. Entiendo. Estás entrando en el dominio de los abortos, dice Hanna. Sin embargo, dice que puede racionalizar tales experimentos porque los investigadores ya estudian embriones humanos de cinco días de edad de las clínicas de FIV, que también se destruyen en ese proceso.

Por lo tanto, recomendaría cultivarlo hasta el día 40 y luego desecharlo, dice Hanna. En lugar de obtener tejido de abortos, tomemos un blastocisto y cultivemos.

La investigación es parte de una explosión de nuevas técnicas e ideas para estudiar el desarrollo temprano. Hoy, en el mismo número de Nature, otros dos grupos de investigación informan de un gran avance en la creación de embriones humanos artificiales.

Esos equipos lograron persuadir a las células ordinarias de la piel y las células madre para autoensamblarse en embriones humanos primitivos similares a los que llaman blastoides, que crecieron durante unos 10 días en el laboratorio. varios tipos de modelos artificiales de embriones se han descrito antes, pero los descritos hoy se encuentran entre los más completos, porque poseen las células necesarias para formar una placenta. Eso significa que están un paso más cerca de ser embriones humanos viables que podrían desarrollarse aún más, incluso hasta el nacimiento.

Los científicos dicen que nunca intentarían establecer un embarazo con embriones artificiales, un acto que hoy en día estaría prohibido en la mayoría de los países.

En cambio, dice Hanna, un próximo paso obvio sería agregar estos modelos de embriones a su sistema de frascos giratorios y ver cuánto más pueden desarrollarse. Fueron necesarios seis años de trabajo muy intenso para llevar este sistema a donde está, dice Hanna. Tenemos el objetivo de hacerlo también con embriones sintéticos.

Primeros días

Por ahora, la tecnología del útero artificial sigue siendo compleja y costosa, dice Martínez Arias. No cree que muchos otros laboratorios puedan usarlo, lo que limita su impacto a corto plazo, y no está a favor de cultivar embriones humanos de esta manera: es costoso y complicado, así que habrá que ver qué tan útil es. .

La tecnología de mouse-in-a-jar también necesita otras mejoras, dice Hanna. No pudo hacer crecer a los ratones a partir de un óvulo fertilizado hasta el día 12. En cambio, recolectó embriones de 5 días de edad de ratones preñados y los trasladó al sistema de incubación, donde vivieron otra semana.

El problema es que, actualmente, los embriones de ratón se desarrollan correctamente solo si se pueden unir a un útero de ratón real, al menos por un breve tiempo. El equipo de Hanna está trabajando para adaptar el procedimiento para que puedan desarrollar los ratones completamente in vitro.

Hanna dice que no está interesado en llevar ratones a término dentro del laboratorio. Su objetivo es observar y manipular el desarrollo temprano. Quiero ver cómo se desarrolla el programa, dice. Tengo mucho que estudiar.

¿Prohibido?

Los estudios a largo plazo de embriones humanos vivos que se desarrollan en el laboratorio están actualmente prohibidos bajo el llamado regla de los 14 días, una directriz (y una ley en algunos países) según la cual a los embriólogos se les ha prohibido cultivar embriones humanos durante más de dos semanas.

Sin embargo, una organización científica clave, la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre, o ISSCR, tiene planes de Recomendar la rescisión de la prohibición. y permitir que algunos embriones crezcan por más tiempo.

Hanna dice que eso significa que podría hacer crecer embriones humanos en su incubadora, siempre que las juntas de ética israelíes aprueben, algo que él cree que harían.

Una vez que se actualicen las pautas, puedo aplicar y será aprobado. Es un experimento muy importante, dice Hanna. Necesitamos ver embriones humanos gastrular y formar órganos y empezar a perturbarlos. El beneficio de cultivar embriones humanos hasta la semana tres, la semana cuatro y la semana cinco es invaluable. Creo que esos experimentos deberían al menos ser considerados. Si podemos llegar a un embrión humano avanzado, podemos aprender mucho.

Un sistema de botellas giratorias desarrollado en Israel puede mantener vivos a los embriones de ratón fuera del útero. Los embriones se exponen a oxígeno presurizado durante varios días.

Hanna dice que para hacer que tales experimentos sean más aceptables, los embriones humanos podrían alterarse para limitar su potencial de desarrollo completo. Una posibilidad sería instalar mutaciones genéticas en un canal de calcio para evitar que el corazón latiera.

Le pregunté a Hanna si había buscado el consejo de especialistas en ética o figuras religiosas. Dijo que no. En cambio, está esperando el consejo de su cuerpo profesional y la autorización de ética de su universidad.

La ISSCR es mi rabino, dice.

Puede haber aplicaciones prácticas inesperadas del cultivo de embriones humanos en frascos. William Hurlbut, médico y bioético de la Universidad de Stanford, dice que el sistema le sugiere una forma de obtener órganos primitivos, como células de hígado o páncreas, a partir de embriones humanos en el primer trimestre, que luego podrían crecer más y usarse en medicina de trasplante. Hanna está de acuerdo en que esta es una dirección potencial para la tecnología.

La frontera científica se está moviendo desde las moléculas y los tubos de ensayo hasta los organismos vivos, dice Hurlbut. No creo que la sustracción de órganos sea tan descabellada. Eventualmente podría llegar allí. Pero es muy tenso, porque el límite de una persona no es el límite de otra persona.

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